Диссоциация кислот, оснований, амфотерных гидроксидов и солей в водных растворах
Кислоты — это электролиты, которые при диссоциации образуют только один вид катионов — катионы водорода Н + . Составим уравнение электролитической диссоциации сильных кислот: а) одноосновной азотной кислоты HNО3 и б) двухосновной серной кислоты H2SO4:
Число ступеней диссоциации зависит от основности слабой кислоты Нх(Ас), где х — основность кислоты.
Пример: Составим уравнения электролитической диссоциации слабой двухосновной угольной кислоты Н2СО3.
Первая ступень диссоциации (отщепление одного иона водорода Н + ):
Константа диссоциации по первой ступени:
Вторая ступень диссоциации (отщепление иона водорода Н + от сложного иона НСО3 — ):
Растворы кислот имеют некоторые общие свойства, которые, согласно теории электролитической диссоциации, объясняются присутствием в их растворах гидратированных ионов водорода Н + (Н3О + ).
Основания — это электролиты, которые при диссоциации образуют только один вид анионов — гидроксид-ионы ОН — .
Составим уравнение электролитической диссоциации однокислотного основания гидроксида калия КОН:
Сильное двухкислотное основание Ca(OH)2 диссоциирует так:
Слабые многокислотные основания диссоциируют ступенчато. Число ступеней диссоциации определяется кислотностью слабого основания Ме(ОН)у, где у — кислотность основания.
Составим уравнения электролитической диссоциации слабого двухкислотного основания — гидроксида железа (II) Fe(OH)2.
Первая ступень диссоциации (отщепляется один гидроксид-ион ОН — ):
Вторая ступень диссоциации (отщепляется гидроксид-ион ОН — от сложного катиона FeOH + ):
Основания имеют некоторые общие свойства. Общие свойства оснований обусловлены присутствием гидроксид-ионов ОН — .
Каждая ступень диссоциации слабых многоосновных кислот и слабых многокислотных оснований характеризуется определенной константой диссоциации: K1, K2, K3, причем K1 > K2 > K3. Это объясняется тем, что энергия, которая необходима для отрыва иона Н + или ОН — от нейтральной молекулы кислоты или основания, минимальна. При диссоциации по следующей ступени энергия увеличивается, потому что отрыв ионов происходит от противоположно заряженных частиц.
Амфотерные гидроксиды могут реагировать и с кислотами, и с основаниями. Теория электролитической диссоциации объясняет двойственные свойства амфотерных гидроксидов.
Амфотерные гидроксиды — это слабые электролиты, которые при диссоциации образуют одновременно катионы водорода Н + и гидроксид-анионы ОН — , т. е. диссоциируют по типу кислоты и по типу основания.
К амфотерным гидроксидам относятся Ве(ОН)2, Zn(OH)2, Sn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3 и другие. Амфотерным электролитом является также вода Н2O.
В амфотерных гидроксидах диссоциация по типу кислот и по типу оснований происходит потому, что прочность химических связей между атомами металла и кислорода (Ме—О) и между атомами кислорода и водорода (О—Н) почти одинаковая. Поэтому в водном растворе эти связи разрываются одновременно, и амфотерные гидроксиды при диссоциации образуют катионы Н + и анионы ОН — .
Составим уравнение электролитической диссоциации гидроксида цинка Zn(OH)2 без учета ее ступенчатого характера:
Нормальные соли — сильные электролиты, образующие при диссоциации катионы металла и анионы кислотного остатка.
Составим уравнения электролитической диссоциации нормальных солей: а) карбоната калия K2CO3, б) сульфата алюминия Al2(SO4)3:
Кислые соли — сильные электролиты, диссоциирующие на катион металла и сложный анион, в состав которого входят атомы водорода и кислотный остаток.
Составим уравнения электролитической диссоциации кислой соли гидрокарбоната натрия NaHCО3.
Сложный анион НСО3 — (гидрокарбонат-ион) частично диссоциирует по уравнению:
Основные соли — электролиты, которые при диссоциации образуют анионы кислотного остатка и сложные катионы состоящие из атомов металла и гидроксогрупп ОН — .
Составим уравнение электролитической диссоциации основной соли Fe(OH)2Cl — дигидроксохлорида железа (III):
Сложный катион частично диссоциирует по уравнениям:
Для обеих ступеней диссоциации Fe(OH)2 + .
Гидроксид лития: способы получения и химические свойства
Гидроксид лития при стандартных условиях представляет собой бесцветные кристаллы. Растворяется в воде.
Относительная молекулярная масса Mr = 23, 95; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 1, 46; tпл = 471◦ C;
Способы получения
1. Гидроксид лития получают электролизом раствора хлорида лития :
2LiCl + 2H2O → 2LiOH + H2 + Cl2
2. При взаимодействии лития, оксида лития, гидрида лития и пероксида лития с водой также образуется гидроксид лития:
2Li + 2H2O → 2LiOH + H2
Li2O + H2O → 2LiOH
2LiH + 2H2O → 2LiOH + H2
3. Карбонат лития при взаимодействии с гидроксидом кальция образует гидроксид лития:
Качественная реакция
Качественная реакция на гидроксид лития — окрашивание фенолфталеина в малиновый цвет .
Химические свойства
1. Гидроксид лития реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов:
2. Гидроксид лития реагирует с кислотными оксидами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов:
3. Гидроксид лития реагирует с амфотерными оксидами и гидроксидами . При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли:
в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:
4. С кислыми солями гидроксид лития также может взаимодействовать. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли:
5. Гидроксид лития взаимодействует с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).
При этом кремний окисляется до силиката и водорода:
Фтор окисляет щелочь. При этом выделяется молекулярный кислород:
Другие галогены, сера и фосфор — диспропорционируют в растворе гидроксида лития:
Сера взаимодействует с гидроксидом лития только при нагревании:
6. Гидроксид лития взаимодействует с амфотерными металлами , кроме железа и хрома. При этом в расплаве образуются соль и водород:
В растворе образуются комплексная соль и водород:
2LiOH + 2Al + 6Н2О = 2Li[Al(OH)4] + 3Н2
7. Гидроксид лития вступает в обменные реакции с растворимыми солями .
Хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом лития с образованием хлорида лития и осадка гидроксида меди (II):
2LiOH + CuCl2 = Cu(OH)2↓+ 2LiCl
Также с гидроксидом лития взаимодействуют соли аммония .
Например , при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида лития образуются хлорид лития, аммиак и вода:
NH4Cl + LiOH = NH3 + H2O + LiCl
8. Гидроксид лития разлагается при нагревании до температуры 600°С:
2LiOH → Li2O + H2O
9. Гидроксид лития проявляет свойства сильного основания. В воде практически полностью диссоциирует , образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.
LiOH ↔ Li + + OH —
10. Гидроксид лития в расплаве подвергается электролизу . При этом на катоде восстанавливается сам литий, а на аноде выделяется молекулярный кислород:
4LiOH → 4Li + O2 + 2H2O
Составить уравнение электролитической диссоциации гидроксида лития
Напишите уравнения диссоциации следующих веществ:
а) нитрата калия, карбоната калия, хлорида магния, гидроксида бария, иодоводородной кислоты;
б) сульфата магния, бромоводородной кислоты, хлорида кальция, гидроксида калия, сульфата железа (III);
в) сульфата железа (III), хлорида магния, ортофосфорной кислоты, ацетата натрия, гидроксида стронция;
г) перманганата калия, хлорной кислоты, хлората калия, перхлората калия, ацетата аммония, гидроксида цезия.
В каждом случае обозначьте класс, к которому относится то или иное вещество.
MgCl2 ⟶ Mg 2+ + 2Cl —
соль
Ba(OH)2 ⟶ Ba 2+ + 2OH —
основание
HI ⟶ H + + I —
кислота
HBr ⟶ H + + Br —
кислота
CaCl2 ⟶ Ca 2+ + 2Cl —
соль
KOH ⟶ K + + OH —
основание
FeCl3 ⟶ Fe 3+ + 3Cl —
соль
MgCl2 ⟶ Mg 2+ + 2Cl —
соль
Sr(OH)2 ⟶ Sr 2+ + 2OH —
основание
http://chemege.ru/gidroksid-litiya/
http://gomolog.ru/reshebniki/9-klass/zadachnik-kuznecova-2020/2-2.html