Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Теория электролитической диссоциации. Кислоты, основания, соли в свете теории электролитической диссоциации.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Электролиты – вещества, которые при растворении подвергаются диссоциации на ионы. В результате раствор приобретает способность проводить электрический ток, т.к. в нем появляются подвижные носители электрического заряда.

Количественная оценка процесса электролитической диссоциации дается двумя величинами: степенью диссоциации α и константой диссоциации K.

Степенью диссоциации (α) электролита называется отношение числа его молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул электролита в растворе, т. е. α = Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории.

Степень электролитической диссоциации зависит как от природы растворенного вещества, так и от концентрации раствора, увеличиваясь с его разбавлением.

Электролиты можно разделить на две большие группы: сильные и слабые. Сильные электролиты диссоциируют практически полностью. К сильным электролитам относятся, например, H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4, HClO3, HClO4, KOH, а также хорошо растворимые соли: NaCl, KBr, NH4NO3и др. К слабым электролитам относятся плохо растворимые соли, вода и большинство органических кислот, а также неорганические соединения: H2CO3, H2S, HCN, H2SiO3, H2SO3, HNO2, HClO, HCNO, NH4OH и др.

Константа равновесия для процесса диссоциации называется константой диссоциации (K).

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории; С- концентрация электролита, распадающегося на два иона.

Это уравнение выражает закон разбавления Оствальда. Если электролит слабый, и диссоциация очень мала (α KII>KIII>…, т.к. энергия, которую необходимо затратить для отрыва иона, минимальна при отрыве его от нейтральной молекулы.

В общем виде уравнение электролитической диссоциации основания имеет вид:

В общем виде уравнение электролитической диссоциации кислоты имеет вид:

В общем виде уравнение электролитической диссоциации солей имеет следующий вид:

Гидролиз солей.

Гидролиз – взаимодействие вещества с водой, при котором составные части вещества соединяются с составными частями воды.

Гидролиз солей – взаимодействие ионов соли с водой, в результате чего изменяется реакция среды, или из раствора выделяется какой-либо продукт, или происходит и то, и другое одновременно.

Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой частично гидролизуются и дают щелочную реакцию среды.

Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, частично гидролизуются и дают сильную реакцию среды.

Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, в растворе существовать не могут, так как необратимо гидролизуются.

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой не могут подвергаться гидролизу, так как ионы, образующие эту соль, не могут образовывать прочные ионные связи ни с ионами H, ни с ионами OH, реакция среды остается нейтральной.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории— константа гидролиза. НА – кислота, МОН – основание; МА – образованная ими соль.

Значение константы гидролиза характеризует способность данной соли подвергаться гидролизу.

Источник

ПРОТОЛИТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ БРЕНСТЕДА — ЛОУРИ

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Согласно теории электролитической диссоциации Аррениуса, кислотами называются вещества, при диссоциа­ции которых образуется ион гидроксония и анион кис­лотного остатка, а основаниями называются соединения. При диссоциации которых образуются гидроксид-ионы и катионы металла. Теория Аррениуса объясняет пове­дение и свойства электролитов в водных растворах, а также дает возможность сравнивать силу электролитов по степени электролитической диссоциации.

Однако с помощью теории Аррениуса нельзя объяс­нить изменение свойств многих веществ в неводных растворителях. В зависимости от растворителя одно и то же вещество может быть сильным и слабым электролитом, кислотой или основанием или вообще не проявлять кислотно-основных свойств.

В настоящее время существует несколько обобщенных теорий кислот и оснований. Наиболее широкое применение имеют протонная теория кислот и оснований, предложенная в 1923 г. датским ученым Бренстедом и английским ученым Лоури, и электронная теория Льюиса.

Согласно теории Бренстеда—Лоури, кислотами называют вещества, отдающие протоны, а основаниямивещества, принимающие протоны. Протон не может существовать в растворе самостоятельно, он должен быть принят основанием, поэтому, чтобы кислота могла отдать протон, необходимо присутствие основания, к которому протон переходит. Таким образом, возникают кислотно – основные пары, которые называют сопряженными. Следовательно, каждая кислота имеет сопряженное с ней основание и каждое основание – сопряженную с ним кислоту.

Реакция отдачи Протона выражается схемой:

Реакция принятия протона выражается схемой:

Например, в уравнениях:

кислота1 основание2 основание1 кислота2

К кислотам и основаниям по теории Бренстеда – Лоури относятся не только молекулы, но и ионы. Например, ионы аммония и гидросульфат ион являются кислотами, так как они способны отщеплять протоны:

кислота основание кислота основание

Основание Кислота Кислота Основание

Во всех этих реакциях протон играет особую роль при взаимодействии кислот и оснований, поэтому, соглас­но теории Бренстеда—Лоури, кислоты и основания носят общее название протолиты, а реакции между ними называют протолитическими. К протолитическим реак­циям относят реакции нейтрализации, гидролиза, диссо­циации кислот и оснований. Например:

1) диссоциация кислот:

основание2 кислота1 кислота2 основание1

2) диссоциация оснований:

кислота1 основание2 основание1 кислота2

CH3COONa + HOH ↔ CH3COOH + NaOH

4) реакция нейтрализации:

HCl + NaOH ↔ NaCl + H2O

кислота1 основание2 кислота2 основание1

Механизм этих реакций один и тот„же в реакциях происходит перемещение протона от одних молекул или ионов к другим молекулам или ионам.

Применив протонную теорию, растворители можно разделить на три группы: кислые, основные и амфотерные неводные растворители.

К кислым неводным растворителям относятся уксусная и муравьиная кислоты (а также их смеси с уксусным ангидридом, бензолом, хлороформом), серная, циановодородная. фтороводородная кислоты. Молекулы этих растворителей легко отдают протоны, поэтому в кислых растворителях сила оснований возрастает, ионизация основания резко увеличивается.

К основным неводным растворителям относятся диметилформамид. Пиридин, бутиламин и их смеси с бензолом, хлороформом, а также жидкий аммиак, этилендиамин, формамид, 1,4-диоксан, этаноламин. Основные растворители обладают ярковыраженным сродством к протону. Их акцепторные свойства поотношению к протону преобладают над донорными. Молекулы этих растворителей могут отдавать протоны лишь очень сильным основаниям.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Основные растворители увеличивают силу кислот. По уменьшению сродства к протону растворители располагают в следующем порядке: NНз, N2Н4, H2O, C2H5OH, НСN, Н2S, СНзСООН, НСООН, НF, Н2SO4, HNO3, HClO4.

Амфотерные растворители способны проявлять двойственный характер, т. е. они обладают основными и кислотными свойствами. К таким растворителям относятся вода, пероксид водорода, метанол, этанол и др.

Таким образом, применяя различные растворители кислотного, основного или амфотерного характера, можно изменять силу кислот и оснований. Эти приемы широ­ко используют, в методе кислотно-основного титрования в неводных растворителях. Этот метод позволяет коли­чественно определять кислоты, основания, соли, титро­вание которых в воде невозможно или затруднительно из-за их слабых кислотно-основных свойств или плохой растворимости.

Протолитическая теория является более общей по сравнению с классической теорией Аррениуса, так как она объясняет поведение кислот и оснований не только в воде, но и в неводных растворителях.

Источник

Теория кислот и оснований

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

В настоящее время не существует однозначного определения понятий кислоты и основания, которое в равной степени можно было бы использовать для характеристики кислотно-основных взаимодействий в любых растворителях. Для характеристики электролитов в водных растворах в настоящее время можно использовать понятия кислоты и основания, данные Аррениусом.

Согласно теории Аррениуса кислотой считается соединение, при электролитической диссоциации которого образуются катионы водорода, а основанием считается соединение, в результате диссоциации которого образуется гидроксид-ион. Амфолитом (амфотерным гидроксидом) называют электролит, диссоциирующий в растворе с образованием как катионов водорода, так и гидроксид – ионов. К амфолитам относят гидроксиды цинка, алюминия, хрома и других аммфотерных элементов, а так же аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты.

Ограниченность понятий кислоты и основания, данных Аррениусом, можно проиллюстрировать примерами:

2. Безводный хлорид водорода, состоящий только из молекул, реагирует с безводными основаниями.

3. Многие электролиты, содержащие водород, в одном растворителе диссоциируют как кислоты, а в другом – как основания. Например, СН3СООН в воде – слабая кислота:

Исследования подобного типа реакций, и в особенности реакций, протекающих в неводных растворителях, привело к созданию более общих теорий кислот и оснований.

Протонная теория кислот и оснований.

В 1923 г. И. Бренстед и Т. Лоури разработали протонную теорию кислот и оснований.

Согласно этой теории:

— кислотой называют любое вещество, молекулярные частицы которого (в том числе ионы) способны отдавать протон, т.е. быть донором протонов;

— основанием называют вещество, молекулярные частицы которого (в том числе и ионы) способны присоединять протоны, т.е. быть акцептором протонов.

Такие определения кислот и оснований позволяют включать в их число не только молекулы, но и ионы. Например, карбонат-ион согласно протонной теории является основанием, т.к. в водном растворе он присоединяет протон:

Согласно протонной теории кислоты подразделяют на три типа:

1. Нейтральные кислоты, например HCl, H2SO4, H3PO4 и др.

Подобного типа классификация имеется и для оснований:

1. Нейтральные основания, например, NH32О, С2Н5ОН и др.:

Растворители типа воды, жидкого аммиака, а так же анионы многоосновных кислот, которые могут быть и донорам и акцепторами протонов, являются амфолитами.

Если сродство к протону у растворителя больше, чем у растворенного вещества, то растворитель выступает как основание (сродство к протону Н2О больше сродства к протону HF), а если оно меньше – как кислота (сродство к протону Н2О меньше сродства к протону NH3).

Согласно протонной теории, отдавая протон, кислота превращается в основание, которое называют сопряженным этой кислоте:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

I. (кислота)1 = (сопряженное основание)1 + Н + т.е. каждой кислоте соответствует сопряженное основание.

Наоборот, основание, присоединяя протон, превращается в сопряженную кислоту:

II. (основание)2 + Н + = (сопряженная кислота)2

Для краткости обратимый процесс кислотно-основного взаимодействия называют кислотно-основным равновесием.

Например:

Несмотря на свои достоинства теория Бренстеда, как и теория Аррениуса, не применима к веществам, проявляющим функцию кислоты веществ, не содержащих водорода, например галогенидам бора, алюминия, кремния и олова. Поэтому более общей является теория кислот и оснований Льюиса.

Теория Льюиса (электронная теория).

В теории Льюиса за основу взято наиболее общее свойство кислот и оснований – их электронное строение.

Согласно этой теории:

По Льюису отличительной способностью кислот и оснований является их взаимная нейтрализация путем образования ковалентной связи:

В приведенных примерах в качестве кислоты выступают молекулы трихлорида брома и оксида серы (VI), а в качестве оснований – молекулы аммиака и воды.

Таким образом, теория Льюиса рассматривает разные химические процессы как однотипные: реакцию аминов с галогенидом бора, комплексообразование.

К кислотам Льюиса относят галогениды бора, алюминия, кремния, олова и других элементов.

Рассмотренные теории кислот и оснований не противоречат, а дополняют друг друга и имеют глубокую внутреннюю связь. Так, кислоты, по Бренстеду, можно рассматривать как частный случай льюисовских кислот, поскольку протон характеризуется большим сродством к электронной паре и может рассматриваться, по Люйсу, как кислота.

Источник

Содержание:

Электролитическая диссоциация:

По электрической проводимости вещества делятся на две группы.
Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Вещества, водные растворы и расплавы которых проводят электрический ток, называются электролитами.

Вещества, водные растворы и расплавы которых не проводят электрический ток, называются неэлектролитами. Нерастворимые в воде неорганические вещества (H2SiO3, SiO2, AgCl, CaSO4 и др.), чистая вода, большинство органических веществ неэлектролиты.

Процесс распада электролитов на ионы при растворении их в воде или расплавлении называется электролитической диссоциацией.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Основные теоретические положения электролитической диссоциации дал в 1887 году шведский ученый Сванте Аррениус. Современная теория электролитической диссоциации состоит из трех основных положений:

1) Электролиты в растворе и в расплаве распадаются (диссоциируют) на ионы, обладающие положительным или отрицательным зарядом
HNO3 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + NO3 Na2SO4 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории2Na + + SOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Ионы в растворе находятся в беспорядочном движении в разных направлениях.

Ионы и нейтральные атомы отличаются друг от друга как по строению, так и по свойствам. Например:

11Na 0 l s 2 ∕2s 2 2p 6 ∕3s 1
Электронная формула атома натрия
11Na + ls 2 ∕2s 2 2p 6 /
Электронная формула иона натрия
11Na 0 l)2e 2)8e 3)1е
Схема строения атома натрия
11Na + l)2e 2)8е
Схема строения иона натрия
ВосстановительОкислитель

Несмотря на все это, С.Аррениус не смог полностью раскрыть сущность процесса электролитической диссоциации. Он не учитывал роль молекул растворителя и полагал, что в водном растворе находятся свободные ионы. При диссоциации электролитов в растворе образуются положительно и отрицательно заряженные частицы, состоящие из одного или нескольких атомов.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Диссоциация водного раствора хлорида натрия

Наряду с веществами, кристаллическая решетка которых имеет ионное строение, молекулы с полярной ковалентной связью также в воде распадаются на ионы. При растворении в воде хлорида водорода (хлороводорода) с полярно-ковалентной связью под действием полярных молекул воды связь между атомами разрывается. Молекула хлорида водорода распадается на два гидратированных иона. Электронная пара переходит к атому хлора, в результате полярная ковалентная связь превращается в ионную связь.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Диссоциация молекулы хлороводорода

Процесс диссоциации характеризуется степенью диссоциации.
Отношение числа диссоциированных молекул к общему числу молекул, находящихся в растворе, называется степенью диссоциации и обозначается знаком а (альфа).

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Здесь а показывает степень диссоциации,n число диссоциированных молекул, N— общее число растворенных молекул.

Величина а принимает значения между 0÷1, при выражении в процентах между 0÷100%.

Если α=0, значит, диссоциация не произошла.
Если α=1 или а= 100%, значит, электролит полностью диссоциировал на ионы.

Величина n может принимать разные значения от 0 до N.

По значению степени диссоциации электролиты делят на три группы.

Сильные ЭлектролитыЭлектролиты средней силыСлабые электролиты
a ≥ 30%a=3 ÷ 30%
(или 0,03 ÷ 0,3)
aЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории3%
(или aЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории0,03)
Щелочи: LiOH, NaOH, КОН, RbOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 Растворимые в воде соли, сильные кислотыMg(OH)2, H3PO4, H2C2O4 (щавелевая кислота)NH4OH, H2CO3, H2S, HCN, H2O, CH3COOH и другие органические кислоты

Электролиты, которые при растворении в воде или расплаве полностью диссоциируются на ионы, называются сильными электролитами.

Электролиты, которые при растворении в воде или расплавлении частично диссоциируются на ионы, называются слабыми электролитами.

Факторы, влияющие на степень диссоциации

Значение степени диссоциации зависит от ряда факторов.

Природа электролита (характер связи в молекуле электролита). Слабые и средней силы электролиты диссоциируют в растворе частично, а сильные электролиты полностью.

Природа растворителя

Диэлектрическая постоянная показывает, во сколько раз сила взаимодействия между двумя электрическими зарядами, находящимися в определенной среде, меньше по отношению к вакууму. Поскольку диэлектрическая постоянная воды (проникающая способность) при 20 o C высокая, способность ионизации также сравнительно высокая. Численное значение ее диэлектрической постоянной (81) показывает, что сила взаимодействия между ионами в растворе с водной средой в 81 раз слабее по сравнению с их силой взаимодействия в кристалле. Если в растворе, приготовленном с одинаковой концентрацией, в качестве среды берется вода, то степень диссоциации бывает сравнительно больше по отношению к растворителям.

Концентрация раствора электролита. При уменьшении концентрации раствора (т.е. разбавлении раствора), вероятность встречи ионов уменьшается и равновесие смещается в сторону ионизации (степень диссоциации повышается). При уменьшении числа столкновений между ионами в разбавленных растворах в заметной степени снижается и скорость образования молекул. Это, в свою очередь, способствует смещению равновесия в сторону диссоциации и повышению степени диссоциации. Значит, степень диссоциации находится в обратной зависимости от концентрации электролита.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Влияние температуры

В процессе диссоциации электролитов в небольшом количестве поглощается или выделяется тепло. Обычно нагревание раствора на IoC усиливает процесс диссоциации большинства электролитов на 0,05%. При повышении температуры усиливается и электрическая проводимость электролита. Однако это связано как с понижением степени гидратации ионов и вязкости среды, так и с повышением скорости движения ионов. В этом отношении вода занимает особое место. Диссоциация воды эндотермический процесс, который протекает с затратой 57,3 кДж теплоты. Вот почему с повышением температуры повышается и степень диссоциации воды. При нагревании раствора сильных электролитов степень диссоциации понижается, а при нагревании слабых электролитов степень диссоциации повышается.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Влияние концентрации ионов. Повышением или понижением концентрации ионов, образованных в результате диссоциации, можно сместить равновесие. Например, NH4OH диссоциирует на ионы в воде по следующему
уравнению:
NH4OHЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории+ ОН

При добавлении в раствор немного NH4CI концентрация иона NH Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииповышается и равновесие смещается влево (в сторону исходных веществ). Такое смещение равновесия подчинено принципу Ле-Шагелье. При устранении из системы равновесия одного из ионов, образовавшихся в растворе, степень диссоциации повышается. Следовательно, при добавлении в раствор слабого электролита, содержащего в составе одноименные ионы, степень диссоциации должна понижаться.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Постоянная диссоциации (Кд). Поскольку значение степени диссоциации зависит от концентрации электролита использование Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теориидля характеристики диссоциации электролита не подходит. В этих целях используется постоянная диссоциации (Кд). Значение постоянной диссоциации, в отличие от Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории, не зависит от концентрации раствора.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Постоянная диссоциации равна отношению произведения концентраций ионов на концентрацию молекул, не разложившихся на ионы.

Например, формула вычисления постоянной диссоциации для уксусной кислоты следующая:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Поскольку Кд не зависит от концентрации, это постоянная величина. Значение Кд зависит от природы /электролита и растворителя и температуры. Чем больше значение Ka, тем больше диссоциирует электролит.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Электрическая проводимость бывает более высокой в том из растворов с одинаковым мольным количеством растворенных в них различных электролитов, в котором образуется наибольшее количество ионов. В ряду NaCl, FeCl2, AlCl3 в
водном растворе каждого из них электрическая проводимость повышается.

Диссоциация кислот, оснований и солей

Все растворимые кислоты в водных растворах диссоциируют на ионы водорода и кислотных остатков. C точки зрения теории электролитической диссоциации кислотам можно дать такое определение:
Кислоты это сложные вещества, при диссоциации которых в водных растворах в качестве катионов образуются только ионы водорода.

Диссоциация кислот

Свойства кислот (кислый вкус, воздействие на индикаторы и т.д.) связаны с наличием в растворе гидратированных ионов водорода (Н3О + ). Следовательно, общим для кислот является ион водорода H+ (или Н3О + ). Отсюда становится ясно, что цвет индикатора меняет ион H+ (или Н3О + ).

Одноосновные кислоты диссоциируют одноступенчато, двухосновные кислоты двуступенчато, а трехосновные кислоты (Н3РО4) грехступенчаго. Диссоциация двух- и трехосновных кислот в основном происходит в первой стадии (ступени). При ступенчатой диссоциации каждая последующая ступень протекает более слабо (т.е. при ступенчатой диссоциации процесс диссоциации протекает все медленнее). Основность кислот определяется количеством катионов водорода, образованных в процессе полной диссоциации.

HCl Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + H Cl
HPO3 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
H3PO2 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + H2POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
CH3COOHЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + CH3COO

Диссоциация одноосновных кислотДиссоциация двухосновных кислотДиссоциация трехосновных кислот
I. H2SO4 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + H HSOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
II. HSO4Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + SOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
I. H3PO4Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + +H2POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
II. H2PO4 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + +HPOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
III.HPO Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH+HPOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
I. H3PO3 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + H2POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
II. H2POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + HPОЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Знак обратимости Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теориив процессе диссоциации указывает, что образовавшиеся ионы могут соединяться и образовывать исходные вещества и одновременно исходные ионы второй (или третьей) ступени.
Если скорость распада на ионы больше, чем скорость образования исходных ионов, процесс диссоциации смещается вправо, если меньше то влево.

Диссоциация оснований

Электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксоионы, называются основаниями.

Растворимые в воде основания называют щелочами. Как известно, кислотность оснований определяется количеством гидроксильных ионов (ОН ) в их молекуле. Количество гидроксильных групп показывает кислотность основания. Однокислотные щелочи диссоциируют одноступенчато, двукислотные щелочи двуступенчаго. Цвет индикагора также меняется под действием гидроксильного иона (ОН ).

Диссоциация однокислотных щелочейДиссоциация двукислотных щелочей
NaOH Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Na + + ОН
KOH Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории K + + ОН
NH4OHЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииNH Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории+ ОН
I. Ca(OH)2Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииCaOH + + ОН
II. CaOH + Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииCa 2+ + ОН

2OH + Zn 2+ Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииZn(OH)2 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииZn(OH) Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории+ 2H +

Диссоциация солей

Вещества, образующие в процессе диссоциации катион металла (или аммония) и анион кислотного остатка, называются солями.

В зависимости от вида, соли диссоциируют по-разному. Нормальные, двойные и смешанные соли диссоциируют одноступенчато.

Кислые соли диссоциируют ступенчато. Гидросоли диссоциируют двуступенчато, а дигидросоли трехступенчаго. Процесс диссоциации постепенно, поступенчато, слабеет.

Диссоциация гидросолейДиссоциация дигидросолей
I. NaHSO4 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Na + + HSOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
II. HSO Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории H + + SOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
I. KH2PO4 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории K + + H2POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
II. H2PO Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
III. HPO Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории H + + POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Основные соли также диссоциируют ступенчато: гидроксосоли диссоциируют двуступенчато, дигидроксосоли трехступенчато.

Реакции ионного обмена

Реакции обмена, протекающие между водными растворами электролитов, в прошлых разделах мы показывали молекулярными уравнениями. В действительности же, в этих реакциях участвуют не молекулы электролитов, а их диссоциированные ионы.

Взаимодействие водных растворов электролитов называют ионными реакциями, а уравнения таких реакций ионными уравнениями. Уравнение, полученное при сокращении ионов, не участвующих в реакции, называется сокращенным ионным уравнением.

Чтобы понять условия протекания реакций ионного обмена, нужно знать их важнейшие свойства.

Свойства ионов

Вам уже известно, что ионы отличаются от атомов строением и свойствами. Некоторые ионы бесцветны, а другие имеют определенный цвет. Для каждого из них характерны специфические химические свойства.

При составлении ионных уравнений соблюдаются следующие правила:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теориимолекулярное уравнение

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииполное ионное уравнение

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теориисокращенное ионное уравнение

Если при реакциях заряды ионов не меняются, такие реакции называются реакциями ионного обмена.
Реакции ионного обмена протекают до конца в трех случаях:
Если образуется осадок.
BaCI2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCI

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Ba 2+ +2CI + 2Na + +SO Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории= BaSO4↓ + 2Na + + 2CI
Ba 2+ +SO Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории=BaSOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Если получается слабодиссоциирующее вещество (например: вода)

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
H + +CI +Na + +OH = Na + + Cl + H2O
H + +ОН =H2O

Если получается газообразное вещество.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
2H + +2CI + 2Na + +S 2 = H2S↑ + 2Na + + 2CI
2H + +S 2 =H2S↑

Полное ионное уравнение и сокращенное ионное уравнение реакций, протекающих с участием или с образованием двух и более неэлектролитов, бывают одинаковыми.

Реакции ионного обмена используются для определения того или иного вещества или иона.

Обменные реакции в растворах электролитов протекают только тогда, когда хотя бы одно из образованных в результате этих реакций веществ является малодиссоциирующим, или нерастворимым (осадком), или же находится в газообразном состоянии.

Сумма коэффициентов сокращенного ионного уравнения реакций, протекающих с образованием лишь одного неэлектролита (осадка или мало диссоциирующего вещества) всегда на 1 единицу бывает больше суммы ионов, образующих этот неэлектролит.

Слабые электролиты и неэлектролитыСумма коэффиниентов сокращенного ионного уравнения его образования
СаСО3, MgCO3, ВаСО3, CaSO4, BaSO4, PbSO4, SrSO4, ZnCO3, CuS, PbS, ZnS, CdS, AgCl, Н2О, HCOOH, CH3COOH и др.3
Be(OH)2, Mg(OH)2, Zn(OH)2, Fe(OH)2, Cr(OH)2, Cu(OH)2, PbCl2, Mn(OH)2, MgF2 и др.4
Al(OH)3, Fe(OH)3, Cr(OH)3, Ag3PO4 и др.5
Ca3(PO4)2, Ba3(PO4)2 и др.6

Растворы ионов, вступающих друг с другом в реакцию с выпадением осадка, вы делением газообразного вещества, образованием воды и мало диссоциирующего вещества, невозможно держать в одном сосуде.

Если ионы в растворе не образуют вещества, которые мало диссоциируют между собой, трудно растворяются и выделяются в виде газа, то между их растворами реакция не протекает до конца и растворы таких ионов можно держать в одном сосуде.

Следовательно, если при взаимодействии электролитов между собой не выпадает осадок, не выделяется газ и не образуются вода и органическое вещество, то такие реакции не протекают до конца. Примеры не протекающих в растворе реакций:

Соли, находящиеся в виде осадка, не вступают в реакцию с щелочами, основания в виде осадка не вступают в реакцию с солями, соли в виде осадка не вступают в реакцию с другими солями.

Электролиз

Электролиз это окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах, если через раствор или расплав электролита пропускают постоянный электрический ток. В результате электролиза электрическая энергия превращается в химическую энергию. При пропускании через электролитический раствор или расплав постоянного электрического тока хаотическое движение ионов урегулируется, катионы (положительно заряженные ионы) движутся в сторону катода, а анионы (отрицательно заряженные ионы) в сторону анода и, теряя заряды, превращаются в нейтральные атомы или молекулы. В результате на катоде протекает процесс восстановления, а на аноде процесс окисления. В процессе электролиза между участками катода и анода существуют перегородки.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Электролизная ванна

Электролиз расплавов электролитов. Если через расплавы электролитов пропустить постоянный электрический ток, то происходит электролиз. При электролизе расплавов на катоде всегда восстанавливается катион, а на аноде окисляется анион. При электролизе расплавов любых солей, кроме солей аммония, на катоде всегда образуется металл. Рассмотрим процесс электролиза расплавленного хлорида натрия NaCl и гидроксида натрия (NaOH).

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Электролиз расплава хлорида натрия

На катоде: Na + + е → Na° восстановление
На аноде: Cl е → Cl° окисление
2Na + +2Cl Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории2Na+Cl2
2NaCl Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории2Na + Cl2

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Электролиз расплава гидроксида натрия

Электролиз расплавов солей кислородсодержащих кислот в школьном курсе не изучается.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Электролиз водных растворов электролитов

При электролизе растворов электролитов характер происходящих на электродах электрохимических процессов зависит от природы иона, растворителя, концентрации электролита, материала, из которого изготовлен электрод, температуры, напряжения тока и других факторов. Для того, чтобы заранее определить на основе формулы солей, какие вещества будут образованы на электродах при электролизе водных растворов солей, следует знать следующие правила.

1. При электролизе растворов солей металлов, расположенных в электрохимическом ряду напряжения металлов начиная слития, включая алюминий (Li, К., Ca, Na, Mg, Al), на катоде молекулы воды восстанавливаются с выделением водорода.
На катоде: 2H2O + 2e → H2↑ +2ОН

2. При электролизе же растворов солей бескислородных кислот (НО, HBr, HI, H2S) этих металлов кислотный остаток на аноде окисляется с получением многоатомного простого вещества, и в растворе образуется основание, т.е. масса соли уменьшается.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
При электролизе растворов солей кислородсодержащих кислот этих металлов (Li, Na, К, Ca, Ba, Mg, Al) вода на аноде окисляется с выделением кислорода (О2), на катоде вода восстанавливается с выделением водорода. Масса соли не изменяется. Поскольку при электролизе растворов этих солей соль не разлагается, концентрация раствора повышается.

Na2SO4 +2H2OЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории2H2↑ + O2↑ + Na2SO4

При электролизе водных растворов щелочей LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 происходит такой же процесс. Т.е. на катоде вода восстанавливается а на аноде вода окисляется.

NaOH + 2H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории2H2↑ + O2↑+ NaOH

3. При электролизе растворов солей металлов, расположенных в ряду напряжения металлов между алюминием и водородом (Mn, Zn1 Cr, Fe, Ni,Sn, Pb), на катоде ионы металла вместе с молекулами воды восстанавливаются с выделением металла и водорода. На аноде вода окисляется, выделяется кислород. (Электролиз растворов бескислородных солей этих металлов в школьном курсе не изучается).

На катоде:Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
2H2O + 2ё → H2 ↑ +2OН
На аноде:2H2O 4ё → О2 ↑ + 4Н +
Общее уравнениеNiSO4 + 2H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииNi + H2 ↑ + O2 ↑ + H2SO4

4. При электролизе растворов солей металлов, расположенных в электрохимическом ряду напряжения металлов после водорода (Cu, Hg1 Ag, Pt, Au), на катоде восстанавливаются только ионы металла с получением металла. Из этих металлов при электролизе растворов солей бескислородных кислот меди Cu на аноде кислотный остаток окисляется, получается соответствующее простое вещество. Масса воды не меняется. Следовательно, при электролизе как расплавов, так и растворов CuCh, CuBr2, CuI2, на электродах всегда получается один и тот же продукт (на катоде металл, на аноде галоген).

5. При электролизе растворов солей кислородсодержащих кислот этих металлов (например, Cu(NO2)2, CuSO4, AgNО3, Hg(NO3)2) вода на аноде окисляется с выделением кислорода (O2), в растворе образуется кислота. Значит, при элекгролизе растворов солей этих металлов соль всегда подвергается разложению, концентрация соли уменьшается.
Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Электролиз водного раствора CuSO4

2CuSO4 + 2H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории2Cu + O2 ↑+2H2SO4
4AgNO3 + 2H2OЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории4Ag + O2 ↑ + 4HNO3

При электролизе как расплавов, так и растворов солей бескислородных кислот (НС1, HBr, HI, H2S) на аноде кислотные остатки, окисляясь, превращаются в соответствующие простые вещества. Последовательность окисления кислогных остатков на аноде представлена в следующем виде:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

При проведении электролиза раствора смеси нескольких солей, в первую очередь, на аноде выделится S, при отсутствии этого элемента l2, при его отсутствии Вr2, при его отсутствии С12, при его отсутствии О2.

При электролизе растворов солей HF (MeFa) на аноде ионы F не окисляются, окислению подвергаются молекулы воды. Значит, процесс окисления 2F 2e → F2 в водном растворе не происходит. Процесс окисления возможен лишь при электролизе расплава.

При электролизе водных растворов солей кислородсодержащих кислот (HNO3, H2SO4, H3PO4, Н2СО3 и др.) на аноде окисляется не кислотный остаток, а вода с выделением кислорода (O2).

При электролизе растворов смеси солей различных металлов первоочередная последовательность восстановления металлов на катоде следующая:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Факторы, влияющие на процесс электролиза. Процесс электролиза связан с электропроводной способностью растворов. Способность растворов к электрической проводимости зависит, в первую очередь, от концентрации ионов. Чем больше концентрация ионов, тем сильнее электропроводность раствора. Например, среди растворов солей KCl, Ba(NO3)2, А1С13 с концентрацией в 1 моль/л (т.е. 1 М) каждой из них (при одинаковой а) наибольшая электрическая проводимость будет у А1С13. Это обусловлено тем, что раствор этой соли обладает как наибольшим количеством ионов, так и более высокой концентрацией.
Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Применение электролиза. Электролиз применяется при получении активных металлов (Na, К, Ca, Mg, Al), меди (Сu), некоторых неметаллов (Cl2, F2) и щелочей (NaOH, КОН). Электролизом также пользуются для покрытия поверхности металлических предметов никелем, хромом, цинком, оловом, золотом и другими стойкими против коррозии металлами.

Гидролиз

Несмотря на отсутствие ионов H + и ОН в составе нормальных солей, их водные растворы показывают щелочную, кислую или нейтральную реакцию. Эта особенность водных растворов солей объясняется гидролизом hidro вода, Iizis разложение).

Реакции, протекающие с образованием слабых электролитов в результате взаимодействия ионов соли и молекул воды, называются гидролизом солей. Другими словами, гидролизом называют разложение солей под воздействием воды.

В зависимости от природы солей, они подвергаются или не подвергаются гидролизу. Если хотя бы одна из кислот или оснований, образующих соль, будет слабой, то такая соль подвергается гидролизу. Нерастворимые в воде соли гидролизу не подвергаются.

Так как гидролиз является обратимым процессом, в системе образуется динамическое равновесие. Гидролиз солей, образованных из многоосновных кислот или многокислотных оснований, протекает ступенчато. Гидролизные реакции записываются как в виде молекулярного, так и в виде ионного уравнений.

Для составления краткого ионного уравнения гидролиза следует:

По наличию или отсутствию процесса гидролиза соли подразделяются на четыре группы:

При гидролизе реакция среды определяется природой соответствующих кислоты и основания, образующих соль, иными словами, соотношением концентраций ионов H + и ОН.
При N(H + ) N(ОH ) среда бывает нейтральной; при N(H + )Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииN(OH ) среда кислая; при N (H + ) Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииN(ОН ) среда щелочная.

Рассмотрим отдельно гидролиз группы солей, указанных выше.

2. Соли, образованные сильными кислотами и слабыми основаниями (Mex(SO4)y; MeXn);

X Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииCl, Br, I, Me Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииBe, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Mn, NH4, Cu

Me(NO3)n Me Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииBe, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Mn, NH4, Cu, Hg, Ag подвергаются гидролизу. При гидролизе таких солей катион подвергается гидролизу (гидролиз по катиону), среда реакции бывает кислой, лакмус окрашивается в красный цвет. Если валентность катиона больше валентности аниона, на 1-ой ступени гидролиза всегда образуется основная соль. При полном гидролизе таких солей число ступеней гидролиза бывает равным числу кислотных остатков. Гидролиз солей в основном протекает на 1-ой ступени, очередные ступени бывают слабее.

Определим ступени гидролиза Al(NO3)3.

I. Al(NO3)3 + H2OЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории Al(OH)(NC)3 )2 + HNO3 молекулярное уравнение
Al 3+ + 3NOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории+ H2OЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории(AlOH) 2+ + 2NO 3 + H + +NO 3 полное ионное уравнение
AP + + H2OЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории(AlOH) 2+ + H + краткое ионное уравнение

II. Al(OH)(NO3)2 + H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииAl(OH) 2 NO3 + HNO3
(AlOH) 2+ + 2NO Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории+ H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории (A1(OH )2) + + N0Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории+ H + + NO3
(AlOH) 2+ + H2O (A1(OH )2) + + H +

III. Al(OH)2NO3 + H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории A1(OH )3 ↓ + HNO3
(Al(OH)2) + + NO3 + H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории A1(OH )3↓ + H + + NOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
A1(OH)2) + + H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории A1(OH )3↓ + H +

Таким образом, гидролиз солей, образованных много кислотными основаниями, протекает ступенчато. Так как в результате скопления ионов H + равновесие смещается влево, II и III ступени протекают очень слабо.

Из этого примера можно сделать такой вывод, что при гидролизе солей, образованных слабыми основаниями и сильными кислотами, гидролиз обуславливается каnионом (вот почему гидролиз таких солей называют гидролизом по катиону), среда реакции бывает кислой, лакмус окрашивается в красный цвет.

Если валентность металла и кислотного остатка равна двум, то на первой ступени гидролиза таких солей получается основная соль, число ступеней гидролиза равно валентности кислотного остатка.

I ступень. 2CuSO4 + 2H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории (CuOH)2SO4 + H2SO4
II ступень. (CuOH)2SO4 + 2H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории 2Cu(OH)2 + H2SO4

3. Соли, образованные сильными основаниями и слабыми кислотами (Na3PO3, K3PO4, HCOONa, HCOOK, CH3COOK, Na2CO3, K2CO3, Na2S, K2S, Na2SiO3, K2SiO3 и др.), подвергаются гидролизу, при этом среда показывает щелочную реакцию, лакмус окрашивается в синий цвет. Если валентность катиона меньше валентности аниона, то гидролиз соли протекает ступенчато (гидролиз в основном протекает на 1-ой ступени). Если валентность металла меньше валентности кислотного остатка, на 1-ой ступени гидролиза всегда получается кислая соль, число гидролизных ступеней бывает равным валентности кислотного остатка.

C увеличением концентрации скопившихся ионов ОН равновесие смещается влево. Поэтому гидролиз протекает только на 1-ой ступени.

4. Соли, образованные слабыми основаниями и слабыми кислотами ((NH4)2S, (NH4)2CO3, HCOONH4, CH3COONH4, Al2S3, Cr2S3), легче подвергаются гидролизу, среда реакции в основном нейтральная, цвет лакмуса (фиолетовый) не меняется. Так как при гидролизе этого типа солей гидролиз обуславливается как катионом, так и анионом, вид гидролиза определяется как по катиону, так и по аниону. Иногда при гидролизе такого типа солей реакция среды зависит от величины константы диссоциации кислоты и основания, полученных в результате диссоциации.

Так как гидролиз является обратимым процессом, то если исключить полученные продукты из среды реакции, т.е. при образовании нерастворимых в воде основания и кислоты, гидролиз протекает до конца.

Al2S3+ 6H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории 2A1(OH)3 ↓ + 3H2S ↑
Cr2S3 +6H2O Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории 2Cr(OH)3 ↓ +3H2S ↑

Факторы, влияющие на гидролиз

Влияние температуры:

Усиление гидролиза при нагревании раствора нормальной соли объясняется возрастанием диссоциации воды, являющейся эндотермическим процессом.

Наоборот, при охлаждении раствора соли гидролиз ослабевает.

Влияние концентрации раствора:

При увеличении концентрации раствора соли (т.е. при добавлении одной и той же соли) гидролиз ослабевает.

Значит, для усиления гидролиза нормальной соли одновременно следует уменьшить концентрацию раствора (путем добавления воды) и увеличить температуру. Эти последовательности выражены посредством представленных графиков.
Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Для ослабления или предотвращения гидролиза следует добавить в раствор вещество или же той же соли, создающих среду. Если при гидролизе соли среда кислая, то при добавлении в раствор кислоты, создающей эту среду, гидролиз ослабевает. Точно так же, если среда основная, то добавлением в раствор этой же щелочи можно ослабить гидролиз. Например, для ослабления гидролиза Na2CO3 в раствор следует добавить создающую среду NaOH, при гидролизе AI2(SO4)3 добавить создающую среду H2SO4 или соответствующую соль.

Растворы солей, подвергающихся гидролизу, нельзя хранить в посуде, изготовленной из амфотерных металлов (Be, Zn и Al). Потому что, независимо от того, кислая это или щелочная среда, эти металлы (Be, Zn, Al), будучи амфотерными, вступят в реакцию с веществом, создающим среду.

Водный раствор любой соли нельзя хранить в посуде, изготовленной из металла, более активного по сравнению с ее катионом. Потому что металл, из которого изготовлена посуда, вытеснит катион соли.
Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

В ряду электрохимической напряженности металлов начиная с Mg, каждый металл вытесняет следующие после него металлы из водного раствора их солей. Щелочные (Li, Na, К) и щелочноземельные металлы (Ca, Sr, Ba) не вытесняют ни один металл из водного раствора их солей, так как они, в первую очередь, вступая в реакцию с водой, выделяют Н2.

Степень гидролиза. Для количественной характеристики гидролиза солей используют понятие степень гидролиза (αг).

Степень гидролиза (αг) равна отношению числа подвергнутых гидролизу молекул (nг) к их исходному числу (Nг), то есть:
Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииили Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

По мере повышения температуры степень гидролиза возрастает. Причиной этого является усиление диссоциации воды под действием температуры. Если в кислую среду, образованную в результате гидролиза, добавить кислоту, а в основную среду добавить щелочь, степень гидролиза уменьшится.

Гидратная теория

Представления о процессе электролитической диссоциации в дальнейшем были развиты в трудах русских ученых Ивана Алексеевича Каблукова и Владимира Александровича Кистяковского. Чтобы понять сущность представлений этих ученых, хотя бы вкратце рассмотрим явления, которые происходят при растворении веществ в воде.

При растворении в воде твердого гидроксида калия KOH или концентрированной серной кислоты H2SO4 происходит явление сильного разогревания. Необходимо осторожно растворять серную кислоту, так как из-за повышения температуры часть воды испаряется и под давлением пара может выбросить кислоту из сосуда. Чтобы этого избежать, серную кислоту тонкой струей наливают в воду (но не наоборот) при постоянном помешивании.

Если растворять аммонийную селитру (нитрат аммония) (NH4NO3) в тонкостенном стакане, поставленном на мокрую дощечку, то наблюдается столь сильное охлаждение, что стакан даже примерзает к ней. Почему при растворении веществ в воде в одних случаях наблюдается процесс разогревания, а в других охлаждения? При растворении твердых веществ происходит явление разрушения их кристаллических решеток и распределения образующихся частиц между молекулами растворителя. При этом необходимая энергия поглощается извне. Значит, разрушение кристаллических решеток твердых веществ (солей, щелочей) при их растворении в воде эндотермический процесс. Почему же при растворении некоторых веществ раствор разогревается?

Как вам известно, выделение теплоты это один из признаков химической реакции. Следовательно, при растворении происходит и химическая реакция. Например, молекулы серной кислоты реагируют с молекулами воды и образуются соединения состава H2SO4 ∙ Н2О (моногидрат серной кислоты) и H2SO4∙ 2Н2О (дигидрат серной кислоты). Иными словами, молекула серной кислоты присоединяет одну или две молекулы воды. Взаимодействие молекул серной кислоты с молекулами воды относится к реакциям гидратации, а вещества, которые при этом образуются, называются гидратами. Процесс же гидратации является экзотермическим.

При выпаривании раствора вещество (щелочи, соли) обычно выделяется в виде кристаллов, содержащих химически связанную воду. Например, если к сульфату меди (II) (порошок белого цвета) прилить воду, то происходит процесс разогревания и получается раствор голубого цвета. При выпаривании воды выделяется кристаллическое вещество голубого цвета медный купорос, имеющий состав CuSO4∙ 5Н2О.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

При прокаливании медного купороса (кристаллогидрат сульфата меди(II) происходит выделение (дегидратация) воды.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Кристаллические вещества, в состав которых входит химически связанная вода, называются кристаллогидратами, а воду, входящую в состав кристаллов, называют кристаллизационной водой.

При изучении процессов гидратации нужно выяснить вопрос: с какими частицами вода вступает в реакцию?

НNO3+nН2OЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории H3O + + NOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории∙(n-1)H2O

В краткой форме H + + H2O → H3O +

Растворение галогеноводородов, щелочей, концентрированных HNO3 и H2SO4 является экзотермическим, а растворение большинства солей эндотермическим процессом.
В водном растворе всех неорганических кислот, кроме H2SiO3, всегда присутствует ион гидроксония.

Поскольку в большинстве случаев число молекул воды, присоединенных в растворе к иону, неизвестно, уравнения процессов электролитической диссоциации в краткой форме можно записать так:
NaOHЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииNa + + ОН

NaCl Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииNa + + Cl

Na3PO4 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории3Na + + POЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

HNO3 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + NOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

H2SO4 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + HSOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

HSO4 Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииH + + SOЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Теория электролитической диссоциаци

Электролиты и неэлектролиты:

Проводит ли раствор поваренной соли электрический ток? А раствор сахара?

Вы хорошо знаете, что металлы обладают свойством проводить электрический ток. Проводят ли электрический ток другие вещества? Об этом мы узнаем из следующего опыта.

Соберем прибор, показанный на рис. 14, поместим его электроды в поваренную соль и подключим к сети постоянного электрического тока. Лампочка не загорается.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

При опускании электродов в дистиллированную воду лампочка также не загорается. Следовательно, твердая поваренная соль и дистиллированная вода не пропускают электрический ток.

Теперь опустим электроды в водный раствор поваренной соли. Лампочка загорается. Следовательно, водный раствор поваренной соли проводит электрический ток.

Таким способом можно проверить электрическую проводимость любого вещества.

В зависимости от проводимости или непроводимости электрического тока все вещества подразделяются на две группы: электролиты и неэлектролиты.

Электролиты проводят электрический ток только в растворенном в воде или расплавленном состоянии. В кристаллическом состоянии они плохо проводят или вообще не проводят электрический ток.

Элементы знаний, умений и навыков: электролиты, неэлектролиты, умение определять электропроводимость различных веществ.

Почему электролиты проводят электрический ток только в водном растворе или в расплаве

Почему водные растворы или расплавы электролитов проводят электрический ток, а водные растворы неэлектролитов не пропускают его?

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

На этот вопрос дал ответ в 1887 г. шведский ученый С. Аррениус, создавший теорию электролитической диссоциации. За научные исследования в области электролитов С. Аррениус в 1903 г. был удостоен Нобелевской премии.

Согласно этой теории, все электролиты — соли, кислоты, а также щелочи — при растворении в воде или в расплаве разделяются на ионы. Например:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Ионы — это положительно заряженные (катионы) или отрицательно заряженные (анионы) частицы. Частицы могут быть представлены также одним или группой из нескольких атомов. Однако атомы и ионы резко отличаются друг от друга. Так, натрий, обладая едким свойством, является сильным восстановителем, хлор, будучи сильным ядом, является окислителем. А поваренная соль, состоящая из ионов натрия и хлора, вам хорошо известна (табл. 18).
Таблица 18

Электронное строение атомов и ионов натрия и хлора

КристаллогидратыГидраты
FeSO4∙ 7H2O железный купороса
SO4∙ 2Н2О природный гипс
Na2CO3 ∙ 10H2O кристаллическая сода
Na2SO4 ∙ 10H2O глауберова соль
MgSO4 ∙ 7H2O горькая соль
CuSO4 ∙ 5H2O медный купорос (синий камень)
Атом натрияИон натрия
Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории
Атом хлораИон хлора
Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Распад на ионы соединений с ионной связью при образовании водных растворов называется диссоциацией. Этот процесс можно объяснить следующим образом. Вы уже знаете, что поваренная соль в твердом состоянии не пропускает электрический ток. При растворении в воде она разделяется на ионы, так как:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Таким образом, при растворении в воде кристаллы поваренной соли под воздействием поляризованных молекул воды образуют гидра-тированные ионы.

Атомы водорода и металлов превращаются в катионы, отдавая электроны, а атомы аммиака — присоединяя протоны за счет электронной пары, не участвующей в образований химической связи (Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории).

Кислотные остатки и гидроксильные группы являются анионами. В электрическом поле движение ионов происходит следующим образом (см. рис. 18).

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Положительно заряженные ионы притягиваются катодом. Поэтому их называют катионами.

Отрицательно заряженные ионы притягиваются анодом, поэтому их называют анионами.

Соли и щелочи при плавлении также делятся на ионы за счет усиления колебательных движений частиц, приводящих к ослаблению связей между ними.

Кислоты представляют собой сильно поляризованные молекулы и при растворении в воде тоже распадаются на ионы, но этот процесс происходит у них иначе, чем у солей и щелочей:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

При растворении хлорида водорода в воде атом водорода отдает электрон и переходит в молекулу воды. В результате образуется ион хлора с одним лишним электроном и ион Н30+ (гидроксония) с одним присоединенным протоном (ядро атома водорода). Следовательно, при растворении в воде НС1, Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теориии других кислот образуется ион Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории(гидроксоний). Ион гидроксония образует ионы воды и водорода:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Изучая донорно-акцепторную связь, вы узнали, что Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории— вещество, образованное посредством донорно-акцепторной связи.

Уравнение диссоциации кислот обычно записывают в более кратком виде.

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Элементы знаний, умений и навыков: элекролитическая диссоциация, теория электролитической диссоциации, катионы, анионы, ионы, ионная кристаллическая решетка, гидроксоний.

Диссоциация кислот, щелочей и солей

При диссоциации каких веществ образуются только ионы водорода?

Кислоты

Все кислоты, растворимые в воде, диссоциируют. При их диссоциации образуются ионы водорода и кислотный остаток:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Диссоциация многоосновных кислот протекает в несколько этапов:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Общие свойства кислот — кислый вкус, изменение цвета индикатора, способность вступать в реакцию с основаниями, основными оксидами и солями — объясняются образованием ионов водорода при их диссоциации. Исходя из этого можно дать следующее определение кислотам.

Кислотами называются сложные вещества, при диссоциации которых в качестве катиона образуются только ионы водорода.

Основания

При диссоциации всех водорастворимых оснований выделяются катионы металла (ион гидроксида аммония Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории) и анионы гидроксида (Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории):

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Все свойства, присущие водорастворимым основаниям — изменение цвета индикатора, способность вступать в реакцию с кислотами, кислотными оксидами и солями,— зависят от ионов Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории, образующихся при их диссоциации.

Основаниями называются сложные вещества, при диссоциации которых в качестве аниона образуются только ионы гидроксида (Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории).

Соли

При диссоциации солей образуются катионы металла (в аммониевых солях катион Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории) и анионы кислотного остатка:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Кислые соли диссоциируют, помимо ионов металла, на ионы водорода:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

При диссоциации солей не образуются общие для всех солей ионы, поэтому они не имеют общих свойств.

Солями называются сложные вещества, при диссоциации которых наряду с катионами металла образуются анионы кислотного остатка (а в кислых солях и катионы водорода).

Элементы знаний, умений и навыков: кислоты, щелочи и соли с точки зрения теории электролитической диссоциации. Многостадийная диссоциация.

Сильные и слабые электролиты

Почему уксусная кислота считается слабым электролитом?

— Отношение числа диссоциированных молекул к исходному числу растворенных молекул называется степенью диссоциации электролита, которая обозначается буквой а:

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

Степень диссоциации выражается в долях единицы или в процентах.

Если степень диссоциации равна 0,5, то это значит, что каждая из двух молекул распалась на ионы. Если а — 1, то на ионы распались все молекулы. При выражении степени диссоциации в процентах ее значение определяется так: если из ста молекул распались на ионы 85, то а будет равна 85%. Степень диссоциации зависит от природы растворенного электролита и растворителя, концентрации раствора, температуры среды. Поэтому вместе со степенью диссоциации указываются концентрация раствора и температура. Например, степень диссоциации 0,05 М серной кислоты при 18°С составляет 58 %.

— Электролиты с относительно высокой степенью диссоциации называются сильными.

Они практически полностью диссоциируют в растворах любой концентрации. Большинство солей (Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории), кислот (Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории) и щелочей (Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииЧто называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории) считаются сильными электролитами.

— Электролиты, степень диссоциации которых низка даже в разбавленных растворах, называются слабыми.

Все органические и некоторые неорганические кислоты (H2C03, НС10, H,S, HN02, H2C03, H2Si03, НС102 и др.), гидроксид аммония, нерастворимые гидроксиды металлов, вода считаются слабыми электролитами.

Таблица 19

Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теории

На основе общих формул кислородсодержащих кислот Что называется кислотой согласно теории электролитической диссоциации протонной теорииможно определить их характер. При n

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *