Уравнения реакций диссоциации соляной кислоты серной кислоты

Уравнения реакций диссоциации соляной кислоты серной кислоты

С помощью теории электролитической диссоциации дают определения и описывают свойства кислот, оснований и солей.

I. Электролитическая диссоциация кислот

Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода (H + )

1. Электролитическая диссоциация одноосновных кислот

Кис­ло­ты со­сто­ят не из ионов, а из мо­ле­кул.

Воз­ни­ка­ет во­прос – как же тогда кис­ло­та дис­со­ци­и­ру­ет, т. е как в кис­ло­тах об­ра­зу­ют­ся сво­бод­ные за­ря­жен­ные ча­сти­цы? Ока­зы­ва­ет­ся, ионы об­ра­зу­ют­ся в рас­тво­рах кис­лот имен­но при рас­тво­ре­нии.

Рас­смот­рим про­цесс элек­тро­ли­ти­че­ской дис­со­ци­а­ции хло­ро­во­до­ро­да в воде, но для этого за­пи­шем стро­е­ние мо­ле­кул хло­ро­во­до­ро­да и воды.

Обе мо­ле­ку­лы об­ра­зо­ва­ны ко­ва­лент­ной по­ляр­ной свя­зью. Элек­трон­ная плот­ность в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да сме­ще­на к атому хлора, а в мо­ле­ку­ле воды – к атому кис­ло­ро­да. Мо­ле­ку­ла воды спо­соб­на ото­рвать ка­ти­он во­до­ро­да от мо­ле­ку­лы хло­ро­во­до­ро­да, при этом об­ра­зу­ет­ся ка­ти­он гид­рок­со­ния Н₃О + .

В урав­не­нии ре­ак­ции элек­тро­ли­ти­че­ской дис­со­ци­а­ции не все­гда учи­ты­ва­ют об­ра­зо­ва­ние ка­ти­о­на гид­рок­со­ния – обыч­но го­во­рят, что об­ра­зу­ет­ся ка­ти­он во­до­ро­да.

Тогда урав­не­ние дис­со­ци­а­ции хло­ро­во­до­ро­да вы­гля­дит так:

HCl⇄H + + Cl —

При дис­со­ци­а­ции од­но­го моля хло­ро­во­до­ро­да об­ра­зу­ют­ся один моль ка­ти­о­на во­до­ро­да и один моль хло­рид — ани­о­нов.

2. Электролитическя диссоциация многоосновных кислот

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато.

Рас­смот­ри про­цесс элек­тро­ли­ти­че­ской дис­со­ци­а­ции сер­ной кис­ло­ты. Сер­ная кис­ло­та дис­со­ци­и­ру­ет сту­пен­ча­то, в две ста­дии.

I–я ста­дия дис­со­ци­а­ции

На пер­вой ста­дии от­ры­ва­ет­ся один ка­ти­он во­до­ро­да и об­ра­зу­ет­ся гид­ро­суль­фат-ани­он.

II — я ста­дия дис­со­ци­а­ции

На вто­рой ста­дии про­ис­хо­дит даль­ней­шая дис­со­ци­а­ция гид­ро­суль­фат — ани­о­нов.

Эта ста­дия яв­ля­ет­ся об­ра­ти­мой, то есть, об­ра­зу­ю­щи­е­ся суль­фат — ионы могут при­со­еди­нять к себе ка­ти­о­ны во­до­ро­да и пре­вра­щать­ся в гид­ро­суль­фат — ани­о­ны. Это по­ка­за­но зна­ком об­ра­ти­мо­сти.

Су­ще­ству­ют кис­ло­ты, ко­то­рые даже на пер­вой ста­дии дис­со­ци­и­ру­ют не пол­но­стью – такие кис­ло­ты яв­ля­ют­ся сла­бы­ми. На­при­мер, уголь­ная кис­ло­та Н₂СО₃.

Н₃РО₄ ↔ Н + + Н₂РО4 — (первая ступень) – дигидроортофосфат ион

Н₂РО — ₄ ↔ Н + + НРO₄ 2- (вторая ступень) – гидроортофосфат ион

НРО 2- ₄ ↔ Н + + PО₄ З- (третья ступень) – ортофосфат ион

Диссоциация многоосновной кислоты протекает главным образом по первой ступени, в меньшей степени по второй и лишь в незначительной степени — по третьей.

II. Электролитическая диссоциация оснований

Основаниями называются электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы (OH — )

Диссоциация амфотерных оснований (амфолитов)

Щёлочи – это основания, растворимые в воде

Это основания щелочных и щелочноземельных металлов :

LiOH, NaОН, КОН, Rb ОН, С s ОН, Fr ОН и Са(ОН)₂, Sr(ОН)₂, Ва(ОН)₂, R а(ОН)₂, а также NН₄ОН

Амфолиты — это электролиты, которые при диссоциации одновре­менно образуют катионы водорода (H + ) и гидроксид-ионы ( OH — )

Примеры уравнений диссоциации щелочей

Многокислотные основания диссоциируют ступенчато:

Ba(ОН)₂ -> Bа(ОН) + + OH — (первая ступень)

Ba(OH) + ↔ Ba 2+ +OH — (вторая ступень)

Примеры уравнений диссоциации амфолитов

Диссоциацию амфотерного гидроксида цинка Zn(ОН)₂ можно выра­зить уравнением:

Нерас­тво­ри­мые в воде ос­но­ва­ния прак­ти­че­ски не под­вер­га­ют­ся элек­тро­ли­ти­че­ской дис­со­ци­а­ции, так как в воде они прак­ти­че­ски нерас­тво­ри­мы, а при на­гре­ва­нии – раз­ла­га­ют­ся, так что рас­плав их по­лу­чить не уда­ет­ся.

III. Электролитическая диссоциация солей

Солями называются электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов а также катион аммония (NH + ₄) и анионы кислотных остатков.

Например, диссоциация средних солей :

Кислые же и основные соли диссоци­ируют ступенчато:

Диссоциация кислых солей

Диссоциация основных солей

У кислых солей вначале отщепляются ионы металлов, а затем катионы водорода.

У основных солей вначале отщепляются кислотные остатки, а затем гидроксид-ионы.

Mg(OH)Cl -> Mg(OH) + + Cl —

Mg (OH) + ↔ Mg 2+ + OH —

IV. Тренажеры

Тренажёр №2 — Катионы и анионы

Интерактивное задание LearningApps.org по теме: “Химические свойства растворов кислот»

V. Памятки

Памятка – Определение солей

VI. Задания для закрепления

Задание №1. Используя таблицу растворимости солей, кислот, оснований напишите уравнения диссоциации следующих веществ:

Задание №2. Используя таблицу растворимости солей, кислот, оснований напишите уравнения диссоциации следующих веществ: Ca(OH)_2, Na₂CO_3, Na₃PO_4, HNO_3, KOH, Ba(OH)_2, H₂SO_3, Ca(NO₃)_2, Ca₃(PO₄)_2, H₂S, NaOH, HBr

Электролитическая диссоциация

Электролитической диссоциацией называют процесс, в ходе которого молекулы растворенного вещества распадаются на ионы в результате взаимодействия с растворителем (воды). Диссоциация является обратимым процессом.

Диссоциация обуславливает ионную проводимость растворов электролитов. Чем больше молекул вещества распадается на ионы, тем лучше оно проводит электрический ток и является более сильным электролитом.

В общем виде процесс электролитической диссоциации можно представить так:

KA ⇄ K + (катион) + A — (анион)

Замечу, что сила кислоты определяется способностью отщеплять протон. Чем легче кислота его отщепляет, тем она сильнее.

У HF крайне затруднен процесс диссоциации из-за образования водородных связей между F (самым электроотрицательным элементом) одной молекулы и H другой молекулы.

Ступени диссоциации

Некоторые вещества диссоциируют на ионы не в одну стадию (как NaCl), а ступенчато. Это характерно для многоосновных кислот: H₂SO₄, H₃PO₄.

Посмотрите на ступенчатую диссоциацию ортофосфорной кислоты:

Важно заметить, что концентрация ионов на разных ступенях разная. На первых ступенях ионов всегда много, а до последних доходят не все молекулы. Поэтому в растворе ортофосфорной кислоты концентрация дигидрофосфат-анионов будет больше, чем фосфат-анионов.

Для серной кислоты диссоциация будет выглядеть так:

Для средних солей диссоциация чаще всего происходит в одну ступень:

Из одной молекулы ортофосфата натрия образовалось 4 иона.

Из одной молекулы сульфата калия образовалось 3 иона.

Электролиты и неэлектролиты

Химические вещества отличаются друг от друга по способности проводить электрический ток. Исходя из этой способности, вещества делятся на электролиты и неэлектролиты.

Электролиты — жидкие или твердые вещества, в которых присутствуют ионы, способные перемещаться и проводить электрический ток. Связи в их молекулах обычно ионные или ковалентные сильнополярные.

К ним относятся соли, сильные кислоты и щелочи (растворимые основания).

Степень диссоциации сильных электролитов составляет от 0,3 до 1, что означает 30-100% распад молекул, попавших в раствор, на ионы.

Неэлектролиты — вещества недиссоциирующие в растворах на ионы. В молекулах эти веществ связи ковалентные неполярные или слабополярные.

К неэлектролитам относятся многие органические вещества, слабые кислоты, нерастворимые в воде основания и гидроксид аммония.

Степень их диссоциации до 0 до 0.3, то есть в растворе неэлектролита на ионы распадается до 30% молекул. Они плохо или вообще не проводят электрический ток.

Молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения

Молекулярное уравнение представляет собой запись реакции с использованием молекул. Это те уравнения, к которым мы привыкли и которыми наиболее часто пользуемся. Примеры молекулярных уравнений:

Полные ионные уравнения записываются путем разложения молекул на ионы. Запомните, что нельзя раскладывать на ионы:

• Слабые электролиты (в их числе вода)
• Осадки
• Газы

Сокращенное ионное уравнение записывается путем сокращения одинаковых ионов из левой и правой части. Просто, как в математике — остается только то, что сократить нельзя.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Блиц-опрос по теме Электролитическая диссоциация

Химические свойства кислот в свете теории электролитической диссоциации

Разделы: Химия

Цель: изучить химические свойства кислот в свете теории электролитической диссоциации.

Задачи:

Оборудование: таблица растворимости, электрохимический ряд напряжений металлов, наборы посуды и реактивов для проведения химического эксперимента, компьютер, проектор

Планируемый результат:

Ход учебного занятия

1. Организационный момент

2. Проверка домашнего задания

Учащимся задаются частные вопросы

Какие кислоты вам известны? Запишите формулы известных вам кислот на доске (2-3 ученика записывают формулы кислот на доске, дают им названия, остальные работают в тетради)

Что мы называем кислотой?

На какие группы делятся электролиты по степени диссоциации?

Какие вещества относят к электролитам? К неэлектролитам?

Что такое степень диссоциации?

Ваше домашнее заданием было следующим, пользуясь различными источниками информации приготовить ответ на следующие вопросы: Распространенность кислот в природе?

Какие кислоты используются в качестве пищевых добавок?

(задание выдается учащимся за неделю до проведения занятия)

Компетентностно-ориентированные задания (КОЗ)

Компетентность — коммуникативная/ публичное выступление. Уровень 1.

Представь себя в роли учителя, подготовь выступление на 5 мин. и выступи перед учащимися своего класса. Для подготовки используй Интернет-ресурс.

Подготовь план своего выступления и будь готов ответить на вопросы слушателей.

матер.Ответы на вопросыИспольз. источн.Соблюд. регламентаестьнетданетданетнеткраткополн. разверн.данетданет1010100121010

3. Объяснение нового материала

Рассмотрим в свете ТЭД свойства веществ, растворы которых обладают электропроводностью

Кислоты — это электролиты, которые при диссоциации образуют катионы водорода и анионы кислотного остатка (примеры учащиеся записывают в тетради)

По признаку основности кислоты подразделяют на 3 группы:

• одноосновные
• двухосновные
• многоосновные

Ребята, приведите примеры данных кислот.

Мы уже знаем, что диссоциация многоосновных кислот протекает ступенчато. Рассмотрим несколько примеров реакции электролитической диссоциации.

Выйти к доске и записать диссоциацию азотной, серной и фосфорной кислот.

4. Важнейшие общие химические свойства кислот

Учитель объясняет материал (объяснение сопровождается демонстрационными опытами). Все реакции проецируются на экране, учащиеся их записывают в тетради.

HCl + NaOH = NaCl + H ₂O

H + + Cl — +Na + + OH — = Na + + Cl — + H ₂O

Реакция между кислотой и оксидами металлов

СаO + 2H + + SO₄ 2- = Са 2+ + SO₄ 2- + H 2O

СаO + 2H + = Са 2+ + H2O

Реакция между кислотой и солью

Кислоты взаимодействуют с металлами. При этом образуются соли, и выделяется водород. Однако металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов правее водорода, не вытесняют его из кислот:

Zn 0 + 2H + + 2Cl — = Zn 2+ + 2Cl — + H₂ 0

Zn 0 + 2H + = Zn 2+ + H₂ 0

Cu + HCl = реакция невозможна

Концентрированные азотная и серная кислоты реагируют с металлами иначе.

5. Работа по проблемным вопросам

Где в повседневной жизни мы применяем знания о свойствах кислот?

Как, используя лишь индикатор определить растворы следующих веществ: серная кислота, вода, гидроксид натрия?

Как надо провести реакцию, чтобы увидеть ее признаки?

Следующий этап работы — работа в парах.

Учащимся выдается КОЗа.

Перед проведением лабораторного опыта учащимся напоминают правила по технике безопасности.

Компетентностно-ориентированные задания (КОЗ)

1. Компетентность разрешения проблем (идентификация (определение) проблемы, действия по решению проблемы — 1 уровень)

У известного писателя Герберта Уэллса есть замечательный научно-фантастический роман о том, что один изобретатель создал удивительную машину, которая могла переносить человека в любую эпоху прошлого или будущего. Представим себе на минутку, что мы владеем подобной машиной. Перенесемся с ее помощью на несколько веков назад.

В те далекие времена люди считали, что всемогущие, сверхъестественные силы могут сделать все. Священнослужители, для убеждения верующих в чудесах, проделывали следующее: медленно, торжественно, с молитвами чистая вода наливается в сосуд, где она немедленно краснеет, приобретая цвет вина. Это «вино» выливают в другой прозрачный сосуд, где происходит его обесцвечивание. «Вино» не дается для пробы на вкус, а любопытство верующих удовлетворяется только изменением цвета жидкости.

И сегодня нам предстоит выяснить: это чудо или же знание химии?

Для ответа на этот вопрос выполните задание, следуя инструкции.

1. В пробирку налейте 2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 2-3 капли фенолфталеина. Какую окраску приобрел раствор?

2. С помощью пипетки к полученному раствору постепенно прибавьте 2мл раствора соляной кислоты. Что вы наблюдаете?

Отчет о выполненной работе занесите в таблицу

HCl — соляная (хлороводородная) кислотаNaOH + HCl =NaCl +H₂O

Na + + OH — + H + + Cl — = Na + + Cl — +H₂ O

OH — + H + = H₂ OРаствор обесцветилсяПри взаимодействии основания и кислоты происходит реакция нейтрализации, в результате раствор обесцвечивается

2. Компетентность разрешения проблем (идентификация (определение) проблемы, действия по решению проблемы — 2 уровень). Информационная (обработка информации- 2 уровень)

Современная теория электролитической диссоциации говорит о том, что при растворении в воде электролиты распадаются на ионы. Пользуясь этой теорией, и знаниями о свойствах и классификации кислот ответьте на следующие вопросы:

1. С какими из перечисленных веществ взаимодействует разбавленная серная кислота.

• гидроксид калия
• ртуть
• оксид магния
• оксид фосфора
• алюминий

Запишите возможные реакции в ионном виде

2. Даны сокращенные ионные уравнения:

Cоставить полные ионные и молекулярные уравнения

3. Из перечня кислот

серная кислота, азотная кислота, сернистая кислота,

хлороводородная кислота, кремниевая кислота, угольная кислота выберите:

1. кислородсодержащие
2. нестабильные
3. нерастворимые в воде
4. двухосновные

6. Модульный ответ

2K + +2OH — + 2H + + SO 2- ₄ = 2K + + SO 2- ₄ + 2H₂O

MgO + 2H + + SO₄ 2- = Mg 2+ + SO 2- ₄+ H ₂O

MgO + 2H + = Mg 2+ + H₂ O

Ba 2+ + 2Cl — + 2H + + SO₄ 2- = BaSO₄ + 2H + + 2Cl —

2K + + CO 2- ₃ + 2H + + 2Cl — = 2K + +2Cl — + CO₂ + H₂ O

3) нерастворимые в воде:

8. Домашнее задание

Как различить растворы серной кислоты, хлорида бария, сульфата меди (II), гидроксида натрия, не имея других реактивов? Дать объяснение, записать уравнения химических реакций в молекулярной, полной и сокращенной ионной форме.

Даны сокращенные ионные уравнения реакций:

1) 2OH — + 2H + = 2H₂O

2) СаO + 2H + = Са 2+ + H₂ O

4) Fe 3+ + 3OH — = Fe(OH)₃

Составить полные ионные и молекулярные уравнения реакций.

Записать уравнения химических реакций в молекулярной, полной и сокращенной ионной форме.