09. Диссоциация и реакции кислот, оснований и солей

Изменено: 05.03.2015 Posted on

9. Диссоциация и реакции кислот, оснований и солей

9.1. Электролитическая диссоциация — распад веществ в растворе или расплаве на заряженные частицы — ионы: КАК+. Ионы переносят заряд, электрический ток и дающие их вещества называются электролиты, проводят ток.   Термин “ион” на греч. значит “идущий”, ввел Фарадей, как и “анион” — идущий к аноду — отрицательный ион, и “катион” — идущий к катоду — положительный ион.   Неэлектролиты  — не проводящие ток, не дают ионы, как органические — углеводороды, спирты, углеводы.   Электролиты (соли, основания и кислоты) имеют ионные или сильнополярные ковалентные связи, диссоциирующие в растворителе типа воды. Гидратация и тепловое движение ионов препятствует их объединению, но диссоциация — обратима (с кристаллизацией).   Электролиты сильные и слабые различают по степени электролитической диссоциации —  a=число дисс./число растворенных молекул (от 0 до 1).  Сильные электролиты — соли, щелочи и многие кислоты диссоциируют при растворении полностью (a=1 или 100%: КС1К++С1, НС1Н++С1), средней силы — частично (Н3РО4Н++ Н2РО4a1 ~20%), слабые — мало, например, СН3СООНСН3СОО+.   Степень диссоциации увеличивается при уменьшении концентрации и повышении температуры

9.2. Химические свойства кислот, оснований и солей     

Кислоты в растворе образуют ионы Н+, щелочи — К++ОН, соли — К+— (кислые и основные соли также дают Н+и ОН).   Кислоты — электролиты, диссоциирующие с образованием катионов только Н+ (определяет общие свойства их — кислый вкус и окраску индикаторов — лакмуса в красный). Они делятся по силе (на сильные и слабые) и основности — числу атомов Н, способных замещаться на металл: НС1 — одно-, Н2СО3— двух-, Н3РО4— трехосновная кислота. Многоосновные диссоциируют ступенчато (Константа диссоциации уменьшается на каждой ступени ее, в ~105раз) и при неполном замещении водорода образуют кислые соли. Свойства кислот (в.12)— образование солей — из металлов (Fe+ 2H+=Fe2++H2­), основных и амфотерных оксидов и оснований (CuO+2H+=Cu2++H2O), солей более слабых кислот (СаСО3+ 2НС1=СаС12+ Н2СО3).  Основания (в.11)— вещества, дающие при диссоциации анионы только гидроксида (ОН, определяющего общие свойства оснований, изменение цвета индикаторов — лакмуса в синий, фенолфталеина в малиновый). Они реагируют с кислотами (нейтрализация Н++ОН2О, в.9.3), кислотными и амфотерными оксидами и основаниями (в.10-11), с солями (в.13) осаждаются нерастворимые (Меn++nОН-=Ме(ОН)n¯).   Соли состоят из катиона (обычно металла) и аниона — кислотного остатка (К+А). Они могут вступать в реакции обмена с соединениями всех классов (в.13-14).

9.3. Реакции ионного обмена, условия их необратимости — если образуется недиссоциирующее вещество, газ или осадок (см.растворимости).

Контрольные вопросы (с вариантами ответа):

1а Практически необратима реакция растворов 1- NaCI и Са(ОН)22- NaCI и HNO33- Ca(ОН)2и Na2CO4- NaCl и CuSO4.

 

 Ионные уравнения реакции  — уравнения взаимодействия ионов показывает в сокращенном виде сущность реакции. Так, в молекулярном виде: AgNO3+NaCl=AgCl¯+NaNO3, в ионном: Ag++NO3+Na++Cl=AgCl¯+Na++ NO3, сокращенно Ag++Cl=AgCl¯— показывает взаимодействие любых хлоридов и солей серебра.      

Реакция нейтрализации — кислот и  оснований, с образованием соли и воды (малодиссоциирующей), в общем виде: Н++ОН2О. При нейтрализации одинаковых количеств любых сильных кислот и оснований поэтому выделяется одинаковое количество теплоты.

*Из-за большой энергии связи и потому малой диссоциации воды с константой равновесия Kд[Н2О]=[Н+][ОН]=10-14 концентрации ионов Н+и ОН— связаны (увеличение Н+— кислотности уменьшает ОН— и наоборот, при равенстве их растворы и среду называют нейтральными, с избытком Нкислыми, с ОНщелочными). Их выражают показателем степени с обратным знаком — т.н. водородным показателем, рН(=-lg[H+]). Так, в 0,1 моль НС1 концентрация Н+0,1 моль/л=10-1 и рН=1, а в 0,01 моль КОН [OН]=10-2, [Н+]=10-14/[OН]=10-12, рН=12 (Например, рН крови 7,4-7,8, а <7 смерть). Универсальный индикатор, лакмусовая бумага меняет цвет от красного при рН 1-3 и желтого 4-6 до зеленого 7-8 и синего >10.

Контрольные вопросы (с вариантами ответа):

?2а При степени диссоциации a=0,1 в литре 1 моль раствора кислоты НХ количество Н+ составит 1- 1 моль 2- 0,1 моль  3- 0,01 моль 4- 0,2 моль. 

3а Солями НЕ являются 1- KHSO4  2- MgOHCl  3- NH4Cl 4- Al(OH)3        

4a Практически необратима реакция 1- NaCI и Са(ОН)2- NaОН и HNO3- Ca(ОН)и Na24- NaCl и CuSO4.  

5а Практически необратима реакция 1- NaCl+HCl 2- CaCO3+CuSO43- NaHCO3+HCl 4- Na2SO4+HCl.   

6a  Водородный показатель рН в желудке при концентрации НС1  0,036%  равен 1) 1   2) 2   3) 0,01  4) 10.  

7a  Водородный показатель рН при концентрации ОН  0,1 моль/л равен 1) 1   2) 0,1 3) 8  4) 13

8аВ растворе H3РОнаибольшая концентрация частиц 1- Н+  2- H2РО4  3- НРО4  4- РО43-.     

9а В 10% растворе Н3РОнаибольшая концентрация частиц 1- Н+  2- Н2РО4  3- РО43-  4- Н3РО4.   

10а При степени диссоциации a=0,1 в литре 1 мраствора кислоты НХ рН составит 1- 1 2- 2  3- 0,1 4- 6.

*Данную теорию электролитической диссоциации и кислот и оснований разработал в 1880-х С.Аррениус. Она относится только к воде, но может обобщаться для реакций в других растворителях и с другими понятиями кислот и оснований (ниже).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *