Вопрос №18. Электролитическая диссоциация в растворах. Кислоты, основания, амфотерные гидроксиды, соли. Сильные и слабые электролиты
Электроли́ты — вещества, расплавы или растворы, которые проводят электрический ток вследствие диссоциации на ионы, однако сами вещества не проводят электрический ток.
Известно, что существуют две основные причины прохождения электрического тока через проводники: либо за счет движения электронов в электрическом поле, либо за счет движения ионов. Электронная проводимость присуща, прежде всего, металлам. Ионная проводимость присуща многим химическим соединениям, обладающим ионным строением, например солям в твердом или расплавленном состояниях, а также многим водным и неводным растворам. В связи с этим все вещества принято условно делить по их поведению в растворах на две категории: а) вещества, растворы которых обладают ионной проводимостью (электролиты); б) вещества, растворы которых не обладают ионной проводимостью (неэлектролиты). К электролитам относится большинство неорганических кислот, оснований и солей. К неэлектролитам относятся многие органические соединения, например спирты, углеводы. Электролитическая диссоциация. Под электролитической диссоциацией понимается распад молекул электролита в растворе с образованием положительно и отрицательно заряженных ионов — катионов и анионов. Степень диссоциации. Степенью диссоциации а называется отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n'), к общему числу растворенных молекул (п): Из этого выражения очевидно, что а может изменяться от 0 (диссоциации нет) до 1 (полная диссоциация). Степень диссоциации часто выражают в процентах. Степень диссоциации электролита может быть определена только экспериментальным путем, например по измерению температуры замерзания раствора, по электропроводности раствора и т. д. Сильные и слабые электролиты. В зависимости от степени диссоциации различают электролиты сильные и слабые.Электролиты со степенью диссоциации больше 30% обычно называют сильными, со степенью диссоциации от 3 до 30% — средними, менее 3% — слабыми электролитами. К сильным электролитам относятся почти все соли, некоторые кислоты (НСl, HBr, HI, НNО3, НСlO4, Н2SO4(разб.)) и некоторые основания (LiОН, NaOH, КОН, Са(ОН)2, Sr(OH)2, Ва(ОН)2). К слабым электролитам относится большинство кислот (особенно органических) и оснований. Степень диссоциации как сильных, так и слабых электролитов зависит от концентрации раствора (степень диссоциации тем выше, чем более разбавлен раствор). Кислоты. Кислотой называется соединение, образующее при диссоциации в водном растворе из положительных ионов только ионы водорода Н+. В соответствии с этими определениями к кислотам относятся, например, НСl, H2SO4, HNO3, H2S. Примеры уравнений диссоциации кислот можно записать с учетом гидратации ионов: Числом ионов водорода, образуемых каждой молекулой кислоты при диссоциации, определяется заряд кислотного остатка (аниона). Соляная и азотная кислоты образуют только однозарядные кислотные остатки (Сl- ,NО3-); молекула серной кислоты Н2SO4 может образовать два кислотных остатка: однозарядный (НSO4-) и двухзарядный (SO42-); молекула фосфорной кислоты может дать три кислотных остатка: однозарядный, двухзарядный и трехзарядный (Н2РО4-, НРО42- и РО43-). Различают кислородные и бескислородные кислоты. Как показывает само название, первые содержат кислород (например Н2SO4, НNO3, Н3РО4), вторые его не содержат (например, НСl, НВr, НI, H2S). Названия кислородных кислот производятся от названия неметалла с прибавлением окончаний -ная, -вая, если степень окисления его соответствует номеру группы. По мере понижения степени окисления суффиксы меняются в следующем порядке: -оватая, -истая, -оватистая. Если элемент в одной и той же степени окисления образует несколько кислородсодержащих кислот, то к названию кислоты с меньшим содержанием кислородных атомов добавляется префикс “мета”, при наибольшем числе — префикс “орто”. Названия бескислородных кислот производятся от названия неметалла с окончанием -о и прибавлением слова водородная. Основания. Основанием называется соединение, образующее при диссоциации в водном растворе из отрицательных ионов только гидроксид-ионы ОН- . В соответствии с этими определениями к основаниям относятся, например, NaOH, Са(ОН)2, NH4OH. Диссоциацию оснований с учетом гидратации ионов следует писать так: Амфотерные гидроксиды. Амфотерными называются такие гидроксиды, которые при диссоциации образуют одновременно и катионы водорода Н+, и гидроксид-ионы ОН-. Такими являются Аl(ОН)3, Zn(ОН)2, Сr(ОН)3, Ве(ОН)2, Gе(ОН)2, Sn(ОН)4, Рb(ОН)2 и др. Амфотерные гидроксиды взаимодействуют как с растворами кислот, так и с растворами щелочей: В настоящее время растворение амфотерных гидроксидов в щелочных растворах обычно рассматривается как процесс образования гидроксосолей (гидроксокомплексов). Такой подход не меняет сделанных выводов: у амфотерного гидроксида, например у Аl(ОН)3 и ему подобных, в кислой среде равновесие смещается в сторону образования солей алюминия, в щелочной — в сторону образования гидроксокомплексов. Очевидно, в водном растворе существует равновесие, которое более точно описывается уравнением: Cоли. Солями называются соединения, образующие при диссоциации в водном растворе положительно заряженные ионы металлов и отрицательно заряженные ионы кислотных остатков, а иногда, кроме них, ионы водорода и гидроксид-ионы: В соответствии с данным определением соли делятся на средние (Na2SO4), кислые (NaHSO4) и основные (Mg(OH)Cl). После Аррениуса было показано, что определение кислот, солей и оснований в терминах теории электролитической диссоциации не охватывает всего многообразия кислотно-основных свойств веществ. Так, например, в рамки приведенных определений не укладывается NH4Cl, NH3 и др. Уравнения диссоциации солей, с учетом гидратации ионов, следует записывать так: Любую соль можно представить как продукт взаимодействия основания и кислоты, т.е. реакции нейтрализации: Уравнение диссоциации средней соли Na2SO4 можно записать так: Если основания взято меньше, чем требуется для полной нейтрализации серной кислоты, то при упаривании будут выпадать кристаллы кислой соли: Диссоциацию кислой соли можно выразить уравнением: Анион кислой соли подвергается вторичной диссоциации как слабый электролит: Кислые соли образуются многоосновными кислотами. Одноосновные кислоты кислых солей не образуют. Основные соли можно представить как продукт неполного замещения гидроксогрупп основания на кислотные остатки: Диссоциацию основной соли можно выразить уравнением Катион основной соли в незначительной степени подвергается дальнейшей диссоциации: Двойные соли состоят из ионов двух разных металлов и кислотного остатка. Например, КАl(SO4)2, (NН4)2Fe(SO4)2. Диссоциацию таких солей можно выразить уравнениями: Двойные соли диссоциируют на ионы металлов и кислотного остатка. В состав комплексных солей входят сложные (комплексные) ионы (в формулах они заключаются в квадратные скобки), которые и отщепляются при диссоциации: В свою очередь сложные (комплексные) ионы в очень малой степени подвергаются дальнейшей диссоциации: Таким образом, комплексные соли при диссоциации сначала отщепляют комплексные ионы, которые затем подвергаются вторичной диссоциации как слабые электролиты.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (370)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |