В водных растворах гидроксиды и соли проводят электрический ток в результате распада на заряженные частицы – ионы. Этот процесс носит название электролитическая диссоциация, а вещества, распадающиеся на ионы в водном растворе, называются электролитами.
Кислотами с точки зрения теории электролитической диссоциации называют вещества, распадающиеся в водных растворах на положительно заряженные ионы водорода (Н+) и отрицательно заряженные ионы кислотного остатка. Например, соляная кислота диссоциирует по уравнению
HCl↔H+ + Cl-.
Положительно заряженные ионы называют катионами, а отрицательно заряженные – анионами. Таким образом, при диссоциации соляной кислоты образуется катион водорода и анион хлора (хлорид-ион).
Число ионов водорода, образующихся при полной диссоциации молекулы кислоты, называется основностью кислоты. Так, соляная кислота является одноосновной, а серная кислота – двухосновной, т.к. при её диссоциации образуются два иона водорода:
.
Электролиты могут диссоциировать (распадаться на ионы) полностью, и такие вещества называют сильными электролитами. Электролиты, диссоциирующие частично, называют слабыми или средними. Серная, азотная и соляная кислоты относятся к сильным электролитам (сильным кислотам), а угольная кислота является слабой кислотой (слабым электролитом).
Основаниями с точки зрения теории электролитической диссоциации называют вещества, распадающиеся в водных растворах на положительно заряженные ионы металла и отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН-). Например, гидроксид натрия диссоциирует по уравнению
NaOH↔Na+ + OH-.
Число гидроксид-ионов, образующихся при полной диссоциации молекулы основания, называется кислотностью основания. Так, гидроксид натрия является однокислотным, а гидроксид кальция – двухкислотным:
Ca(OH)2 ↔ Ca2+ + 2OH-.
Основания, как и все электролиты, могут быть сильными, слабыми и средней силы. Гидроксиды натрия, калия и кальция являются сильными основаниями, а гидроксид аммония – слабым основанием.
Амфотерные гидроксиды могут диссоциировать как кислоты и как основания:
Zn(OH)2 ↔ Zn2+ + 2OH-;
Zn(OH)2 ↔ 2H+ + ZnO22-.
В реакциях с кислотами амфотерные гидроксиды диссоциируют как основания, а в реакциях с основаниями – как кислоты.
Средние соли в водных растворах диссоциируют на катионы металла и анионы кислотного остатка:
Кислые соли могут диссоциировать частично:
или полностью с образованием кроме иона металла также катиона водорода:
.
Соответственно, основные соли также могут диссоциировать частично или полностью:
CaOHCl ↔ CaOH+ + + Cl-;
CaOHCl ↔ Ca2+ + OH- + Cl-.
Большинство солей являются сильными электролитами.
Контрольные вопросы
1. Какие элементы 3-го периода ПСЭМ относятся к металлам? Ответ: натрий, магний, алюминий.
2. Какие элементы 4-й группы главной подгруппы относятся к неметаллам, полуметаллам, металлам?
Ответ: углерод, кремний – неметаллы, германий – полуметалл, олово и свинец – металлы.
3. Напишите уравнения реакций взаимодействия цинка (СО + 2), фосфора (СО + 5) и титана (СО + 4) с кислородом.
4. Напишите уравнения реакций взаимодействия кальция, фосфора (СО +3, и калия с хлором.
5. Напишите уравнения реакции взаимодействия оксида фосфора(V) и оксида магния с водой.
6. Напишите уравнение реакции взаимодействия оксида магния с оксидом углерода (IV).
7. Напишите уравнения реакций взаимодействия оксида алюминия с оксидом натрия и оксидом серы (VI).
8. Напишите уравнение реакции взаимодействия соляной кислоты с алюминием.
9. Напишите уравнение реакции взаимодействия азотной кислоты с оксидом алюминия.
10. Напишите уравнения реакций взаимодействия серной кислоты с гидроксидом калия и гидроксидом железа (II).
11. Напишите уравнение реакции взаимодействия гидроксида аммония с соляной кислотой.
12. Напишите уравнения реакций взаимодействия гидроксида натрия с оксидом серы (VI) и оксидом цинка (степень окисления цинка +2).
13. Напишите уравнение реакции взаимодействия сульфата железа (III) с едким натром, зная, что гидроксид железа (III) не растворим в воде.
14. Напишите уравнение реакции взаимодействия соляной кислоты с сульфитом натрия (Na2SO3), зная, что сернистая кислота неустойчива и разлагается на воду и газообразный оксид серы (IV).
15. Напишите уравнение реакции взаимодействия сульфата натрия с хлоридом кальция, зная, что сульфат кальция не растворим в воде.
16. Напишите уравнения электролитической диссоциации азотной кислоты, гидроксида калия и хлорида магния.
17. Напишите уравнения электролитической диссоциации угольной кислоты, гидроксида магния и сульфата алюминия.
18. Напишите уравнения электролитической диссоциации фосфорной кислоты (H3PO4), гидроксида бария (Ba(OH)2) и нитрата магния.
