Складати рівняння електролітичної дисоціації кислот, лугів та солей.

Процес руйнування чи розпаду електроліту на іони називається електролітичної дисоціацією. Складові частини розпалися молекул або кристалів є частинками, що мають заряд. Їх називають іони.

Іони бувають негативні та позитивні. Позитивні іони називаються катіонами, негативні - аніонами.

Розчини речовин, молекули або кристали яких здатні розпадатися на ІОН (дисоціювати), можуть проводити електричний струм. Саме тому їх називають електролітами. Часто процес електролітичної дисоціації називають просто: дисоціація.

Процес розчинення речовини відрізняється від дисоціації тим, що з розчиненні частки речовини рівномірно розподіляються між молекулами розчинника (води) з усього обсягу розчину, а процесі дисоціації частинки речовини (кристали чи молекули) розпадаються на складові.

Тому при добрій розчинності речовина не завжди добре дисоціює.

Існують речовини, молекули чи кристали яких добре розпадаються на іони. Їх називають сильними електролітами.

Сильні електроліти:

Дисоціація сильних електролітів відбувається незворотно

Існують речовини, молекули чи кристали яких погано розпадаються на іони. Їх називають слабкими електролітами.

Слабкі електроліти:

Дисоціація слабких електролітів відбувається оборотно, т. Е. Іони, що утворилися при розпаді молекули, з'єднуючись знову, утворюють вихідну молекулу. Оборотність реакції показують різноспрямованими стрілками: ↔для слабких електролітів зворотна реакція (асоціація) переважає над розпадом молекул на іони.

1. Дисоціація сильних електролітів

При дисоціації кислот їх молекули завжди розпадаються на позитивно заряджені нони водню Н і негативно заряджені іони кислотних залишків.

Розглянемо рівняння дисоціації кислоти сильного електроліту. (відео урок)

При дисоціації основ їх молекули розпадаються завжди на позитивно заряджені нони металу та негативно заряджені гідроксид-іони (ОН-).

2. Розглянемо рівняння дисоціації основи - сильного електроліту. (Відео урок)

3. При дисоціації солей їх молекул розпадаються завжди на позитивно заряджені іони металу і негативно заряджені нони кислотних залишків.

Розглянемо рівняння дисоціації солі – сильного електроліту. (відео урок)

4. Складання рівняння дисоціації солі, в якій кислотний залишок складається з одного елемента (хлорид (С1), сульфіди ( S ), відрізняється від тих рівнянь, у яких молекули солей мають у кислотному залишку два елементи. (відео урок)

5. Дисоціація слабких електролітів(відео урок)

дисоціація багатоосновних кислот слабких електролітів на іони відбувається поступово (ступінчасто). При цьому на кожній стадії дисоціації утворюється іон водню Н і негативно заряджені іони кислотних залишків. Розглянемо рівняння дисоціації кислоти-слабкого електроліту (Н 2 3)

6 Друга стадія дисоціації HCO 3 - ↔ H + + CO 3 -

Число стадій дисоціації кислоти - слабкого електроліту дорівнює числу атомів водню Н у його молекулі.

Дисоціація слабких електролітів багатокислотних основ на іони відбувається поступово (ступінчасто). При цьому на кожній стадії дисоціації утворюється 1 гідроксид-іон (ОН-). (Відео урок)

Такі підстави, зазвичай, містять кілька груп ОН. Розглянемо рівняння дисоціації основи – слабкого електроліту Mg (OH) 2

Перша стадія дисоціації

Mg (OH ) 2 ↔ MgOH + + OH -

Число стадій дисоціації основи - слабкого електроліту дорівнює числу груп ВІН у його молекулі. (відео урок)

Рівняння дисоціації солей слабких електролітів на іони записують одну стадію. При цьому утворюються позитивно заряджені ІОН металу і негативно заряджені ІОН кислотного залишку. Розглянемо рівняння дисоціації солі – слабкого електролітуСа 3 (РВ 4) 2

Са 3 (РО 4) 2 ↔ 3Са 2+ + 2РО 4 3- (відео урок)

Реакції на досліди (відео урок)

1. Реакції іонного обміну, які з виділенням газу

Na 2 CO 3 + 2HCl = CO 2 + H 2 O + 2NaCl

2. Реакції іонного обміну, що йдуть з утворенням яскраво-забарвлених солей

FeCl 3 + 3KNCS = Fe(NCS) 3 + 3KCl

BaCl 2 + K 2 CrO 4 = BaCrO 4 ↓+ 2KCl

NiSO 4 + 2NaOH = Ni(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

3. Реакція нейтралізації

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

4. Зміна дисоціації електролітів за різних температур

3. Складати рівняння реакцій іонного обміну, розуміти їхню сутність.

1. Записати молекулярне рівняння реакції

2. За допомогою таблиці розчинності визначити розчинність кожної речовини.

3NaOH + FeCl 3 = Fe(OH) 3 + 3NaCl

3.Складаємо повне іонне рівняння. Сильні електроліти записують як іонів, а слабкі електроліти, малорозчинні речовини і газоподібні речовини записують як молекул.

3Na + + 3OH - + Fe 3+ + 3Cl - = Fe(OH) 3 + 3Na + + 3Cl -

4. Знайти однакові іони (вони не взяли участі в реакції у лівій та правій частинах рівняння реакції) та скоротити їх зліва та справа.

3Na+ + 3OH - + Fe 3+ + 3 Cl- = Fe(OH) 3 + 3Na + + 3Cl -

5. Скласти скорочене іонне рівняння (випишіть знаки, формули іонів або речовин, що взяли участь у реакції).

Fe 3+ + 3OH - = Fe(OH) 3

4. Складати рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості кислот, основ, оксидів та солей у молекулярному та іонному вигляді.

Визначати окислювачі та відновники, відрізняти окислювач – відновлювальні реакції від інших типів реакцій, розставляти коефіцієнти в окислювально – відновлювальних реакціях методом електронного балансу

Алгоритм розміщення коефіцієнтів

1.Вказуємо ступеня окиснення хімічних елементів. Наголошено на хімічних елементах, у яких змінилися ступені окислення.

2.Складаємо електронні рівняння, в яких вказуємо кількість відданих та прийнятих електронів. За вертикальною межею ставимо число електронів, що перейшли при окислювальному та відновлювальному процесах. Знаходимо найменше загальне кратне (взято до червоного гуртка). Ділимо це число на число переміщених електронів і отримуємо коефіцієнти (взяті в синій гурток). Значить перед марганцем стоятиме коефіцієнт-1, який ми не пишемо, і перед Cl 2 теж -1. Перед HCl коефіцієнт 2 не ставимо, а рахуємо число атомів хлору в продуктах реакції. Воно одно - 4. Отже і перед HCl ставимо - 4, зрівнюємо число атомів водню і кисню праворуч, поставивши перед H 2 O коефіцієнт - 2. У результаті вийде хімічне рівняння:

1. Напишіть рівняння електролітичної дисоціації наступних речовин з огляду на можливість ступінчастої дисоціації.

1. H 3 AsO 3 , Ba(HCO 3) 2 , AlOHCl 2 , K 2 CrO 4 .

2. H 2 SO 3 , Pb(NO 3) 2 , Na 2 HPO 4 , FeOHCO 3 .

3. Fe(OH) 2 , (NH 4) 2 SO 4 , Na 2 HPO 4 , Al(OH) 2 NO 3 .

4. H 3 BO 3 , Fe 2 (SO 4) 3 , PbOHNO 3 , KHSO 3 .

5. H 2 B 4 O 7 , Na 3 PO 4 , Ca(HCO 3) 2 , (ZnOH) 2 SO 3 .

6. Ni(OH) 2 , (NH 4) 3 AsO 4 , CuOHCl, Mg(HCrO 4) 2 .

7. H 2 S, CuCl 2 , Ca(HCO 3) 2 , Al(OH) 2 NO 3 .

8. H 2 SiO 3 , Cr(NO 3) 3 , Mg(HS) 2 , (CaOH) 2 SO 3 .

9. Cu(OH) 2 , K 2 SO 3 , Ca(H 2 AsO 4) 2 , (CuOH) 2 CO 3 .

10. H 2 CO 3 , FeCl 3 , Cu(HSO 3) 2 , (MgOH) 2 SO 4 .

11. H 3 PO 4 , K 2 CO 3 , (BaOH) 2 CrO 4 , KHS.

12. H 2 TeO 3 , (NH 4) 2 S, AlOHSO 3 , K 2 HPO 4 .

13. H 2 Se, Fe(NO 3) 3 , Ca(H 2 PO 4) 2 , CuOHNO 3 .

14. Al(OH) 3 , K 2 SO 3 , CoOHNO 2 , NaHSO 3 .

15. H 2 Te, KAl(SO 4) 2 , PbOHCl, Ba(HSO 3) 2 .

16. H 3 BO 3 , K 2 Cr 2 O 7 , (CuOH) 2 S, BaHAsO 4 .

17. H 2 SeO 3 , Fe 2 (SO 4) 3 , Mg(HSO 3) 2 , (FeOH) 2 CO 3 .

18. Mn(OH) 2 , K 3 CrO 3 , (MnOH) 2 SO 4 , Mg(HCO 3) 2 .

19. H 2 SiO 3 , Al 2 (SO 4) 3 , CrOH(NO 2) 2 , Cu(HCO 3) 2 .

20. H 2 CrO 4 , Ca(BrO 3) 2 , CuOHNO 3 , K 2 HPO 4 .

21. H 3 PO 4 , Na 2 SiO 3 , (CaOH) 2 CO 3 , NaHSO 4 .

22. Co(OH) 2 , K 2 Se, CuOHBr, NaH 2 PO 4 .

23. H 2 SO 3 , Hg(NO 3) 2 , Al(OH) 2 NO 3 , Mg(HS) 2 .

24. H 2 TeO 3 , Mn(CH 3 COO) 2 , (CaOH) 2 SO 3 , Fe(HCO 3) 2 .

25. H 3 AsO 3 , Cr 2 (SO 4) 3 , Fe(OH) 2 NO 2 , Cu(HS) 2 .

26. H 2 WO 4 , K 2 S, Ca(HCO 3) 2 , AlOH(NO 3) 2 .

27. Fe(OH) 2 , Ni(NO 3) 2 , Ba(HCrO 4) 2 , (CaOH) 2 SO 4 .

28. H 2 Cr 2 O 7 , CoCl 2 , Fe(HS) 2 , (CuOH) 2 SO 3 .

29. H 2 Se, (NH 4) 2 SO 4 , CoOHCl, Ba(HCO 3) 2 .

30. Zn(OH) 2 , Ca(CN) 2 , NaH 2 PO 4 , Cr(OH) 2 NO 2 .

2. Напишіть реакції отримання та доведіть амфотерність наступних гідроксидів. Напишіть дисоціацію амфотерного гідроксиду.

3. Напишіть рівняння реакцій у молекулярній та іонно-молекулярній формі (таблиця розчинності наведена у додатку 4).

1. Сульфід калію + хлороводнева кислота

Нітрат срібла (I) + хромат натрію

Гідроксид міді (II) + сірчана кислота

Оцтова кислота + гідроксид літію

2. Хлорид кальцію + нітрат срібла (I)

Сульфат цинку + гідроксид натрію

3. Сульфат натрію + нітрат свинцю (ІІ)

Карбонат калію + сірчана кислота

Хлорид алюмінію + гідроксид калію

Гідроксид натрію + сірководнева кислота

4. Силікат калію + хлороводнева кислота

Фосфат натрію + хлорид кальцію

5. Хлорид барію + сульфат натрію

Ацетат натрію + сірчана кислота

Ортофосфат кальцію + хлорид заліза (ІІ)

Силікат калію + хлороводнева кислота

7. Нітрат свинцю (II) + йодид калію

Сульфіт натрію + хлороводнева кислота

Фтороводородна кислота + гідроксид калію

8. Сірчана кислота + гідроксид міді (ІІ)

Хлорид кобальту (II) + гідроксид натрію

Гідроксид натрію + ортофосфорна кислота

9. Сульфат хрому (III) + гідроксид натрію

Сульфід барію + хлороводнева кислота

Карбонат натрію + хлорид барію

10. Хлорид марганцю (II) + гідроксид барію

Сірководнева кислота + гідроксид калію

Ортофосфат натрію + йодид алюмінію

Сульфіт калію + сірчана кислота

11. Гідроксид міді (II) + бромоводнева кислота

Карбонат магнію + азотна кислота

Нітрат вісмуту (III) + гідроксид калію

Сульфіт натрію + нітрат срібла (I)

12. Хлорид заліза (II) + сульфід амонію

Оцтова кислота + гідроксид калію

Ацетат натрію + хлороводнева кислота

Карбонат барію + азотна кислота

13. Карбонат амонію + нітрат свинцю (ІІ)

Сульфід заліза (II) + хлороводнева кислота

Нітрат олова (II) + гідроксид натрію

14. Ортофосфат натрію + хлорид кальцію

Гідроксид амонію + йодоводородна кислота

Ацетат калію + сірчана кислота

15. Карбонат кальцію + азотна кислота

Сульфат амонію + гідроксид натрію

Хлорид марганцю (II) + ортофосфат калію

16. Хлорид амонію + гідроксид барію

Нітрат свинцю (II) + йодид натрію

Сульфід марганцю (II) + хлороводнева кислота

Гідроксид калію + оцтова кислота

17. Хлороводнева кислота + сульфід натрію

Сульфат хрому (III) + гідроксид натрію

Бромід барію + нітрат срібла (I)

Сульфат амонію + гідроксид калію

18. Сульфіт натрію + хлороводнева кислота

Карбонат кальцію + азотна кислота

Ацетат свинцю (II) + сульфід калію

Гідроксид калію + бромоводнева кислота

19. Хлорид магнію + ортофосфат натрію

Гідроксид амонію + хлороводнева кислота

Карбонат кальцію + азотна кислота

Нітрат алюмінію + гідроксид натрію

20. Ацетат хрому (III) + хлороводнева кислота

Гідроксид магнію + сірчана кислота

Бромід алюмінію + силікат натрію

Гідроксид натрію + сірчиста кислота

21. Ортофосфат калію + хлорид магнію

Силікат натрію + хлороводнева кислота

Сульфід калію + азотна кислота

Нітрат свинцю (II) + гідроксид натрію

22. Гідроксид літію + сірководнева кислота

Карбонат калію + нітрат магнію

Сульфід натрію + бромоводнева кислота

Хлорид берилію + гідроксид натрію

23. Сульфід цинку + хлороводнева кислота

Гідроксид амонію + сірчана кислота

Ацетат хрому (III) + гідроксид натрію

Хлорид кальцію + ортофосфат натрію

24. Гідроксид магнію + сірчана кислота

Нітрат срібла (I) + бромід барію

Сульфіт калію + хлороводнева кислота

Карбонат барію + азотна кислота

25. Сульфід натрію + сульфат заліза (ІІ)

Карбонат натрію + сірчана кислота

Сірчиста кислота + гідроксид натрію

Ацетат калію + азотна кислота

26. Нітрат барію + сульфат натрію

Сульфіт калію + бромоводнева кислота

Сульфід натрію + хлороводнева кислота

Хлорид міді (II) + гідроксид натрію

27. Азотна кислота + сульфід натрію

Хлорид барію + сульфат калію

Гідроксид амонію + бромоводнева кислота

Ацетат калію + хлороводнева кислота

28. Нітрат срібла + хлорид заліза (III)

Карбонат кальцію + хлороводнева кислота

Хлорид хрому (III) + гідроксид калію

Сірчана кислота + гідроксид амонію

29. Бромід амонію + гідроксид калію

Карбонат магнію + азотна кислота

Хлорид барію + сульфат алюмінію

Ацетат калію + сірчана кислота

30. Сульфат амонію + гідроксид натрію

Сульфід цинку + хлороводнева кислота

Хлорид міді (II) + гідроксид калію

Бромід алюмінію + нітрат срібла

4. Напишіть рівняння гідролізу в молекулярній та іонно-молекулярній формі. Вкажіть реакцію середовища.

1. Li 2 SO 3 , BaCl 2 , Zn(NO 3) 2 , NH 4 F

2. KBr, MgSO 4 , K 3 PO 4 , NH 4 ClO

3. Cu(NO 3) 2 , Cs 2 CO 3 , Ba(NO 3) 2 , NaCN

4. FeSO 4 , K 2 SiO 3 , NH 4 CN, NaJ

5. MgCl 2 , Ba(NO 3) 2 , Na 2 S, NH 4 CH 3 COO

6. SnCl 2 , NaBrO, KJ, K 3 AsO 4

7. KNO 3 , MnSO 4 , Na 2 TeO 3 , NH 4 Cl

8. ZnCl 2 , K 2 SO 3 , CaJ 2 , NH 4 NO 2

9. Bi(NO 3) 3 , Ba(CH 3 COO) 2 , NaBr, NH 4 NO 3

10. MgCl 2 , LiNO 3 , NH 4 CN, K 2 CO 3

11. Na 2 S, NH 4 BrO, FeBr 2 , KNO 3

12. BaCl 2 , Li 2 SO 3 , Pb(NO 3) 2 , NH 4 F

13. Al(NO 3) 3 , Li 2 CO 3 , NH 4 ClO, CaBr 2

14. BaJ 2 , MgCl 2 , K 2 CO 3 , Ba(CH 3 COO) 2

15. Na 3 PO 4 , NH 4 ClO, MgJ 2 , Ba(NO 3) 2

16. NH 4 NO 2 CaJ 2 K 3 AsO 3 AlCl 3

17. Na 2 CO 3 CuSO 4 (NH 4) 2 S, KNO 3

18. NH 4 CH 3 COO, K 2 TeO 3 , Cr 2 (SO 4) 3 , NaJ

Водні розчини деяких речовин є провідниками електричного струму. Ці речовини належать до електролітів. Електролітами є кислоти, основи та солі, розплави деяких речовин.

ВИЗНАЧЕННЯ

Процес розпаду електролітів на іони у водних розчинах та розплавах під дією електричного струму називається електролітичною дисоціацією.

Розчини деяких речовин у воді не проводять електричного струму. Такі речовини називають неелектроліт. До них відносяться багато органічних сполук, наприклад цукор та спирти.

Теорія електролітичної дисоціації

Теорія електролітичної дисоціації була сформульована шведським ученим С. Арреніусом (1887). Основні положення теорії С. Арреніуса:

- електроліти при розчиненні у воді розпадаються (дисоціюють) на позитивно та негативно заряджені іони;

- під дією електричного струму позитивно заряджені іони рухаються до катода (катіони), а негативно заряджені - до анода (аніони);

- дисоціація - оборотний процес

КА ↔ К++ А −

Механізм електролітичної дисоціації полягає в іон-дипольній взаємодії між іонами та диполями води (рис. 1).

Рис. 1. Електролітична дисоціація розчину хлориду натрію

Найлегше дисоціюють речовини з іонним зв'язком. Аналогічно дисоціація протікає у молекул, утворених на кшталт полярного ковалентного зв'язку (характер взаємодії – диполь-дипольний).

Дисоціація кислот, основ, солей

При дисоціації кислот завжди утворюються іони водню (H+), а точніше – гідроксонію (H3O+), які відповідають за властивості кислот (кислий смак, дія індикаторів, взаємодія з основами тощо).

HNO 3 ↔ H + + NO 3 −

При дисоціації основ завжди утворюються гідроксид-іони водню (OH −), відповідальні за властивості основ (зміна забарвлення індикаторів, взаємодія з кислотами тощо).

NaOH ↔ Na + + OH −

Солі – це електроліти, при дисоціації яких утворюються катіони металів (або катіон амонію NH 4+) та аніони кислотних залишків.

CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl −

Багатоосновні кислоти та основи дисоціюють східчасто.

H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 − (I ступінь)

HSO 4 − ↔ H + + SO 4 2- (II ступінь)

Ca(OH) 2 ↔ + + OH − (I ступінь)

+ ↔ Ca 2+ + OH −

Ступінь дисоціації

Серед електролітів розрізняють слабкі та сильні розчини. Щоб охарактеризувати цей захід існує поняття та величина ступеня дисоціації (). Ступінь дисоціації – відношення числа молекул, що продісоціювали на іони до загального числа молекул. часто виражають у %.

До слабких електролітів відносяться речовини, у яких децимолярному розчині (0,1 моль/л) ступінь дисоціації менше 3%. До сильних електролітів належать речовини, у яких децимолярному розчині (0,1 моль/л) ступінь дисоціації більше 3%. Розчини сильних електролітів не містять молекул, що не продісоціювали, а процес асоціації (об'єднання) призводить до утворення гідратованих іонів та іонних пар.

На ступінь дисоціації мають особливий вплив природа розчинника, природа розчиненої речовини, температура (у сильних електролітів з підвищенням температури ступінь дисоціації знижується, а у слабких - проходить через максимум в області температур 60 o С), концентрація розчинів, введення в розчин однойменних іонів.

Амфотерні електроліти

Існують електроліти, які при дисоціації утворюють і H + і OH − іони. Такі електроліти називають амфотерними, наприклад: Be(OH) 2 , Zn(OH) 2 , Sn(OH) 2 , Al(OH) 3 , Cr(OH) 3 і т.д.

H + +RO − ↔ ROH ↔ R + + OH −

Іонні рівняння реакцій

Реакції у водних розчинах електролітів – це реакції між іонами – іонні реакції, які записують за допомогою іонних рівнянь у молекулярній, повній іонній та скороченій іонній формах. Наприклад:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (молекулярна форма)

Ba 2+ + 2 Cl − + 2 Na+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 Na + + 2 Cl− (повна іонна форма)

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (скорочена іонна форма)

Водневий показник pH

Вода – слабкий електроліт, тому процес дисоціації протікає незначною мірою.

H 2 O ↔ H + + OH −

До будь-якої рівноваги можна застосувати закон мас і записати вираз для константи рівноваги:

K = /

Рівноважна концентрація води – величина стала, отже.

K = = K W

Кислотність (основність) водного розчину зручно виражати через десятковий логарифм молярної концентрації іонів водню, взятий із зворотним знаком. Ця величина називається водневим показником (рН).