ОСНОВАНИЯ с точки зрения ТЭД - электролиты, которые диссоциируют на катион металла и анион гидроксильной группы.

Например: при диссоциации KOH образуется гидроксид-анион: KOH à K⁺ + OH^-

Основания, содержащие несколько гидроксильных групп, диссоциируют ступенчато.

При диссоциации Ba(OH)₂ по первой ступени сначала отрывается одна гидроксильная группа, а затем по второй ступени вторая гидроксильная группа:

 

Ba(OH)₂ à OH ^- + BaOH ⁺ BaOH ⁺ ↔ Ba ²⁺ + OH ^-

1 ступень 2 ступень

 

СРЕДНИЕ СОЛИ с точки зрения ТЭД - это сложные вещества, которые при диссоциации распадаются на катион металла и анион кислотного остатка.

Например: при диссоциации NaNO₃ образуется нитрат-анион и катион натрия: NaNO₃ à Na ⁺ + NO₃ ^-

При диссоциации средних солей перед ионом ставят коэффициент, соответствующий индексу в формуле соли:

K₂SO₄ à 2K ⁺ + SO₄ ^2-

Ba(NO₃)₂ àBa ^{2 +}+ 2NO₃ ^-

Cr₂(SO₄)₃ à2Cr ^{3 +}+ 3SO₄ ^2-

Кислые соли и основные соли диссоциируют ступенчато.

При этом у кислой соли по первой ступени сначала отрывается катион металла, а по второй катион водорода. Например: по первой ступени у KHSO₄ происходит отрыв катиона калия, а по второй отрыв катиона водорода:

 

KHSO₄ à K⁺ + HSO₄^- HSO₄ ^- ↔ H⁺ + SO₄^2-

1 ступень 2 ступень

 

При диссоциации (СuOH)₂CO₃ по первой ступени происходит отрыв карбонат-аниона, по второй ступени отрыв гидроксид-аниона:

 

(СuOH)₂CO₃ à 2CuOH⁺ + CO₃^2- CuOH⁺ ↔ Cu²⁺ + OH^-

1 ступень 2 ступень

 

ИОНООБМЕННЫЕ РЕАКЦИИ

 

 

При взаимодействии электролитов соединяются только противоположно заряженные ионы. Если при этом образуется новое вещество в виде осадка, газа или слабого электролита, то такие реакции считаются необратимыми, то есть идущими в одну сторону, практически до конца.

 

Реакции между двумя сложными веществами, в результате которых происходит обмен ионами, называются ИОНООБМЕННЫМИ.

 

Признаки необратимости реакций:

1. Если выделяется осадок или малорастворимое вещество:

ВaCl₂ + K₂SO₄ à ВaSO₄ ¯ + 2KCl

 

2.Если образуется слабый электролит или малодиссоциирующее

вещество:

 

СН₃СООК + НСlàСН₃СООН + КСl (Уксусная кислота – слабый электролит)

Вa(OH)₂+2HNO₃àВa(NO₃)₂+2H₂O (Вода - это малодиссоциирующее вещество)

 

3. Если образуется газ:

 

Na₂CO₃ + 2HCl à 2NaCl + H₂CO₃

¯ ¯

Н₂О СО₂­

(Угольная кислота нестойкая, она распадается на углекислый газ СО₂ и воду Н₂О)

 

Рассмотрим несколько примеров:

Пример 1. Проведем реакцию между растворами гидроксида калия KOH и нитрата меди (II) - Cu(NO₃)₂. Используя таблицу растворимости можно предсказать образование осадка гидроксида меди (II). Действительно, при смешивании этих растворов образуется синий осадок гидроксида меди (II).

 

2KOH + Cu(NO₃)₂ à Cu(OH)₂ ¯ + 2KNO₃

 

Если формулы растворимых сильных электролитов записать в виде тех ионов, на которые они диссоциируют в растворе, а формулы слабых электролитов, осадков, газов, оксидов в молекулярной форме, то уравнение примет вид:

 

2К ⁺ + 2OH ^- + Cu ²⁺ + 2NO₃ ^- à Cu(OH)₂ ¯ + 2K ⁺ + 2NO₃ ^-

это уравнение называется уравнением в полной ионной форме.

Поскольку справа и слева есть одинаковые ионы, то их можно исключить (с точки зрения ТЭД в реакции участвуют лишь катионы меди и гидроксид - анионы).

 

Тогда мы получим уравнение в сокращенной ионной форме:

Cu²⁺ + 2OH^- à Cu(OH)₂↓

 

Признаком реакции является образование осадка Cu(OH)₂↓-голубого цвета, следовательно, реакция прошла до конца.

 

Пример 2. В результате взаимодействия растворов соляной кислоты HCl и сульфита натрия Na₂SO₃ образуется хлорид натрия и нестойкая сернистая кислота, которая распадается на сернистый газ SO₂ и воду:

 

2HCl + Na₂SO₃à2NaCl+ SO₂­ + H₂O молекулярное

2H ⁺ +2Cl ^- +2Na ⁺ + SO₃ ^2- àSO₂­+ H₂O + 2Na ⁺ +2Cl ^- полное ионное

2Н ⁺ + SO₃ ^2- à SO₂­ + H₂O сокращенное ионное

 

Пример 3. В результате взаимодействия растворов сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃ и гидроксида натрия NaOH образуется гидроксид алюминия в виде осадка и сульфат натрия:

 

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOHà2Al(OH)₃¯ + 3Na₂SO₄ молекулярное

Al ³⁺+ 3SO₄ ^2-+ 6Na ⁺ +6OH ^- à2Al(OH)₃¯+6Na ⁺ +3SO₄ ^2- полное

2Al ³⁺ + 6OH ^- à 2Al(OH)₃ ¯ сокращенное ионное

 

Сокращаем коэффициенты на два, получим:

Al ³⁺ + OH ^- à Al(OH)₃ ¯

 

Пример 4. При реакции взаимодействия растворов гидроксида калия KOH и серной кислоты H₂SO₄ образуется малодиссоциирующее вещество – вода:

 

2KOH +H₂SO₄àK₂SO₄ + 2H₂O молекулярное

2K ⁺ + 2OH ^- +2H ⁺ + SO₄ ^2- à2K ⁺ + SO₄ ^2- + 2H₂O полное

2OH ^- + 2H ⁺ à 2H₂O сокращенное ионное

 

Сокращаем коэффициенты на два, получим:

OH ^- + H ⁺ à H₂O

 

Пример 5. При взаимодействии раствора азотной кислоты и оксида цинка образуется нитрат цинка и вода:

 

ZnO+2HNO₃àZn(NO₃)₂+H₂O молекулярное

ZnO+ 2H ⁺ +2NO₃ ^- àZn ²⁺ +2(NO₃)^-+ H₂O полное ионное

ZnO+ 2H ⁺ àZn ²⁺ + H₂O сокращенное ионное

 

Пример 6. Взаимодействие растворов хлорида натрия и нитрата бария:

 

2NaCl+Ba(NO₃)₂↔NaNO₃+BaCl₂ молекулярное

2Na ⁺ +2Cl ^- +Ba ²⁺+ 2NO₃ ^- ↔2Na ⁺ +2NO₃ ^- +Ba ²⁺+ 2Cl ^- полное ионное

 

Если продукты реакции хорошо растворимы в воде и не уходят из сферы реакции, то такая реакция является обратимой и с точки зрения теории электролитической диссоциации, не протекает.

 

Иногда, используя сокращенные уравнения, требуется составить молекулярные уравнения. В этом случае нужно взять в качестве исходных веществ, такие растворимые соединения, которые содержат ионы, представленные в левой части краткого ионного уравнения. Если левая часть уравнения содержит катион водорода, то следует в качестве исходного вещества взять одну из кислот - сильных электролитов. Если в левой части даны катионы металлов или анионы кислотных остатков, рациональнее в качестве исходных веществ, взять их растворимые соли. Рассмотрим такие случаи.

Приведите молекулярное уравнение, используя сокращенное ионное:

 

Пример 1:

Pb ²⁺ + 2J ^- à PbJ₂

 

По таблице растворимости выбираем любую растворимую соль, (сильный электролит), содержащую катион свинца и любое растворимое вещество (сильный электролит), содержащее анион иода. Например: нитрат свинца и иодоводородную кислоту.

 

Pb(NO₃)₂ + 2HJ à PbJ₂¯ + 2HNO₃ молекулярное уравнение

 

Пример 2:

NH₄ ⁺ + OH ^- à NH₃­ + H₂O

 

По таблице растворимости находим растворимую соль (сильный электролит), содержащие катион аммония NH₄⁺ и щелочь: например, хлорид аммония и сильный электролит - гидроксид калия:

 

NH₄Cl + KOH à NH₄OH + KCl

↓ ↓

NH₃­ + H₂O

(гидроксид аммония NH₄OH распадается на аммиак NH₃ и воду)

 

Пример 3:

Сu(OH)₂ +2H ⁺ àCu ²⁺ + 3H₂O

 

Гидроксид меди (II) является нерастворимым основанием, поэтому в сокращенном ионном уравнении он записывается в молекулярном виде. Катион водорода содержит любая растворимая кислота, (сильный электролит) например, соляная:

 

Сu(OH)₂ +2HClà СuCl₂ +2H₂O

 

Следует помнить, что

- образующиеся в правой части гидроксид аммония NH₄OH,

угольная Н₂CO₃ и сернистая Н₂SO₃ кислоты - нестойкие соединения и записываются в виде:

NH₄OH H₂SO₃ H₂CO₃

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

NH₃­ + H₂O H₂O + SO₂ H₂O + CO₂

 

- в молекулярном виде записываются формулы оксидов, газов, осадков и слабых электролитов и малодиссоциирующих веществ, например воды.

 

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

 

ГИДРОЛИЗ – это процесс взаимодействия ионов соли, приводящий к образованию слабого электролита.

 

 

Любую соль можно представить как продукт

взаимодействия кислоты и основания. Рассмотрим возможные

способы образования солей.

 

Случай 1. Если соль образована слабой кислотой и сильным основанием, то среда раствора - щелочная (рН >7).

 

К таким солям относятся соли щелочных и щелочноземельных металлов (IA- IIА группы) и анионом слабых кислот, таких как уксусная, сероводородная, угольная. Фосфорную кислоту хотя и относят к кислотам средней силы, но это касается только ее диссоциации по первой ступени. Остальные ее кислые ионы, такие как HPO₄ ^2- и H₂PO₄^-, являются слабыми электролитами.

 

Рассмотрим примеры:

Гидролиз раствора соли - ацетата натрия. Как сильный электролит, ацетат натрия при растворении в воде диссоциирует на катион натрия и ацетат - анион.

 

CH₃COONa à Na ⁺ + CH₃COO ^-

 

Последний взаимодействует с водой, так как, только ацетат-анион с протоном водорода образует слабый электролит. Катионы натрия не могут связать гидроксид-ионы в молекулы, так как гидроксид натрия является сильным электролитом, и существует в растворе только в виде ионов. В результате образования слабого электролита – уксусной кислоты - смещается равновесие - создается избыток гидроксид-ионов и поэтому раствор приобретает щелочную реакцию.

 

Запишем уравнения в молекулярной и ионной формах.

Сначала записываем уравнение диссоциации, затем уравнение в сокращенной форме (только те ионы, которые ведут к образованию слабого электролита). Затем справа и слева добавляем противоионы – те ионы, которые не образуют слабый электролит - ионы натрия. И, наконец, молекулярное уравнение.

 

СН₃COONa à CH₃COO ^- + Na ⁺ уравнение диссоциации

H⁺OH^-

CH₃COO^-+HOH↔CH₃COOH+OH ^- ( рН >7 - среда щелочная)

сокращенное ионное уравнение

Na⁺+CH₃COO^-+ HOH↔CH₃COOH+OH ^- +Na ⁺ полное ионное

^{гидролиз}

CH₃COONa+HOH↔CH₃COOH+NaOH молекулярное