Электролиты. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация кислот оснований и солей. Константа диссоциации. Степень диссоциации

Электролиты – это вещества, растворы которых проводят электрический ток посредством ионов, на которые они распадаются под действием полярных молекул растворителя.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Сильные Электролиты, которые полностью диссоциируют в растворе	Слабые Электролиты, которые не диссоциируют полностью
1) соли (NaCl, KCl, MgSO4, CH3COONa)	1) соли (Hg2Cl2)
2) щелочи (NaOH, KOH, Ca(OH)2)	2) основания (NH3)
3) кислоты (HNO3, H2SO4, HCl, HClO4)	3) кислоты (H2CO3, H3BO3, CH3COOH, C6H5COOH)
	4) органические соединения (C6H4(OH)2 (гидрохинон), C6H5NH2 (анилин))

Раствор электролита – это раствор, который способен проводить электрический ток.

Доля молекул, распадающихся на ионы, оценивается степенью электролитической диссоциации, которую обычно обозначают α. Степень диссоциации – это отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к числу молекул растворенного вещества. α= n/N

В зависимости от степени диссоциации различают электролиты сильные и слабые. Электролиты со степенью диссоциации больше 30% обычно называют сильными, со степенью диссоциации от 3 до 30% — средними, менее 3% — слабыми электролитами.

Более точной характеристикой диссоциации электролита является константа диссоциации, которая от концентрации раствора не зависит. В общей реакции: , где комплекс разбивается на x единиц A и y единиц B, константа диссоциации определяется так:

2.Ионное произведение воды. Водородный показатель среды, его расчет для сильных и слабых электролитов. Индикаторы.

Вода является слабым электролитом и в незначительной степени диссоциирует на ионы по реакции;

Образуя в растворе ионы Н и ОН, вода является амфотерным электролитом.

Ионным произведением воды: = [ ]·[ ]

При температуре 25 = 1· и остается постоянным в водных растворах кислот, щелочей, солей или других соединений.

KН2О = [H+]·[OH—] = 1·10-14

При повышении температуры ионное произведение воды сильно возрастает.

Полученное выражение применимо не только к чистой воде, но и к растворам.

Если осуществляется условие [H+] = [OH—], то раствор называется нейтральным, но обычно эти величины не совпадают, тогда при увеличении одного показателя, другой должен уменьшаться, так, чтобы их произведение оставалось постоянным (1·10-14).

Водородный показатель рН – это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода РН = – lg [H+]

Гидроксильный показатель рОН – это отрицательный десятичный логарифм концентрациигидроксид – ионов

PОН = – lg[OH–]

Среда pH: Нейтральная----------

Кислая<7 (6,5,3)

Щелочная>7 (8,9,10)

рН+рОН=14

Формулы для расчета рH сильных и слабых электролитов.

1) кислота – сильный электролит рH=-lg[H+]; [H+]=Cкислоты.

2) кислота – слабый электролит. рH=-lg[H+];[H+]=

3)основание – сильный электролит рOH=-lg[OH-];[OH-]=C основания

рH=14-pOH

4) основание - слабый электролит

рOH=-lg[OH-];

[OH-]=

рH=14-pOH

Реакцию среды на практике можно определить при помощи кислотно-основных индикаторов, которые меняют свой цвет в зависимости от рН раствора. К наиболее распространенным относятся лакмус, фенолфталеин и метилоранж.

Гидролиз солей.

Химическое взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабого электролита и сопровождающееся изменением рН раствора, называется гидролизом солей.

Любую соль можно представить как продукт взаимодействия кислоты и основания. Тип гидролиза соли зависит от природы основания и кислоты, образующих соль. Возможны 3 типа гидролиза солей.

Гидролиз по аниону идет, если соль образована катионом сильного основания и анионом слабой кислоты.

Например, соль СН3СООNa образована сильным основанием NaOH и слабой одноосновной кислотой СН3СООН. Гидролизу подвергается ион слабого электролита СН3СОО–.

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза соли: СН3СОО– + НОН «СН3СООН + ОН–

Ионы Н+ воды связываются с анионами СН3СОО– в слабый электролит СН3СООН, ионы ОН– накапливаются в растворе, создавая щелочную среду (рН>7).

Молекулярное уравнение гидролиза соли: CH3COONa + H2O «CH3COOH + NaOH

Гидролиз солей многоосновных кислот протекает по стадиям, образуя в качестве промежуточных продуктов кислые соли.

Например, соль K2S образована сильным основанием КОН и слабой двухосновной кислотой H2S. Гидролиз этой соли протекает в две стадии.

1 стадия: S2– + HOH «HS– + OH–

K2S + H2O «KHS + KOH

2 стадия: HS-– + HOH «H2S + OH–

KHS + H2O «H2S + KOH

Реакция среды щелочная (pH>7), т.к. в растворе накапливаются ОН–-ионы. Гидролиз соли идет тем сильнее, чем меньше константа диссоциации образующейся при гидролизе слабой кислоты.Таким образом, водные растворы солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой, характеризуются щелочной реакцией среды.

Гидролиз по катиону идет, если соль образована катионом слабого основания и анионом сильной кислоты. Например, соль CuSO4 образована слабым двухкислотным основанием Cu(OH)2 и сильной кислотой H2SO4. Гидролиз идет по катиону Cu2+ и протекает в две стадии с образованием в качестве промежуточного продукта основной соли.

1 стадия: Cu2+ + HOH «CuOH+ + H+

2CuSO4 + 2H2O «(CuOH)2SO4 + H2SO4

2 стадия: CuOH+ + HOH «Cu(OH)2 + H+

(CuOH)2SO4 + 2H2O «2Cu(OH)2 + H2SO4

Ионы водорода Н+ накапливаются в растворе, создавая кислую среду (рН<7). Чем меньше константа диссоциации образующегося при гидролизе основания, тем сильнее идет гидролиз.

Таким образом, водные растворы солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой, характеризуются кислой реакцией среды.

Гидролиз по катиону и аниону идет, если соль образована катионом слабого основания и анионом слабой кислоты. Например, соль CH3COONH4 образована слабым основанием NH4OH и слабой кислотой СН3СООН. Гидролиз идет по катиону NH4+ и аниону СН3СОО–:

NH4+ + CH3COO– + HOH «NH4OH + CH3COOH

Водные растворы такого типа солей, в зависимости от степени диссоциации образующихся слабых электролитов имеют нейтральную, слабокислую или слабощелочную среду.

При смешивании растворов солей, например CrCl3 и Na2S каждая из солей гидролизуется необратимо до конца с образованием слабого основания и слабой кислоты.

Гидролиз соли CrCl3 идет по катиону:

Cr3+ + HOH «CrOH2+ + H+

Гидролиз соли Na2S идет по аниону:

S2– + HOH «HS– + OH–

При смешивании растворов солей CrCl3 и Na2S происходит взаимное усиление гидролиза каждой из солей, так как ионы Н+ и ОН– образуют слабый электролит Н2О и ионное равновесие каждой соли смещается в сторону образования конечных продуктов: гидроксида хрома Cr(OH)3 и сероводородной кислоты H2S.

Ионно-молекулярное уравнение совместного гидролиза солей: 2Cr3+ + 3S2– + 6H2O = 2Cr(OH)3¯ + 3H2S

Молекулярное уравнение: 2CrCl3 + 3Na2S + 6H2O = 2Cr(OH)3 + 3H2S + 6NaCl

Соли, образованные катионами сильных оснований и анионами сильных кислот, гидролизу не подвергаются, так как ни один из ионов соли не образует с ионами Н+ и ОН– воды слабых электролитов. Водные растворы таких солей имеют нейтральную среду.

Поиск по сайту: