КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Степень диссоциации. Сила электролитов. Ионные реакции
Электролиты при растворении в воде в большей или меньшей степени распадаются на ионы. Свойство электролита в различной степени диссоциировать на ионы выражается степенью диссоциации. Степень диссоциации a – это от-ношение числа молекул, распавшихся на ионы а, к общему числу молекул электролита А: a = . Она выражается в процентах (от 0 до 100 %) или в долях единицы (от 0 до 1). По степени диссоциации электролиты условно делят на две группы: сильные и слабые. Если в 0,1 н растворах она больше или меньше 30 %, то соответственно и вещества относят к сильным или слабым электролитам. Степень диссоциации электролитов зависит от природы электролита и растворителя, от температуры и концентрации раствора. Чем больше разбавлен раствор, тем более полно происходит процесс диссоциации электролита. В растворах электролитов непрерывно происходят процессы ионизации и моляризации вследствие их обратимости. При этом наблюдается динамическое равновесие, состав раствора сохраняется постоянным, а процесс электро-литической диссоциации не прекращается. Если же в раствор ввести некоторое другое вещество, то его ионы могут вступать в реакцию с первым веществом и образовать новое вещество, которое не вводилось в раствор. Таким образом, в водных растворах электролитов химические реакции могут протекать с участием ионов. Такие реакции называются ионными, а уравнения этих реакций – ионными уравнениями. Например, при взаимодействии нитрата меди(II) с раствором гидроксида калия выпадает осадок гидроксида меди(II): Cu(NO3)2 + 2КОН = Сu(ОН)2¯ + 2KNO3 Написанное таким образом уравнение обычно называют уравнением в молекулярной форме. Механизм описываемой реакции сводится к следующему: в отдельно приготовленных растворах нитрата меди и гидроксида калия устанав-ливается равновесие:
в первом растворе Cu(NO3)2 ⇄ Cu2+ + 2NO-3, а во втором растворе КОН ⇄ К++ОН- Оба эти соединения представляют собой сильные электролиты, т.е в раз-бавленных растворах эти вещества находятся преимущественно в виде ионов. При сливании этих двух растворов ионы ОН- встречаются не только с ионами калия, но и с ионами меди и вступают с ними в реакцию: Cu2+ + 2ОН- = Cu(OН)2 Эта реакция происходит достаточно быстро, так как гидроксид меди(II) является слаборастворимым соединением и выпадает в осадок. В растворе остаются катионы калия и анионы NO-3. Они также будут встречаться между собой, но образования осадка нитрата калия не произойдет, потому что он хорошо растворим в воде. Чтобы изобразить ионное уравнение, надо формулы растворимых сильных электролитов записать в виде тех ионов, на которые они диссоциируют в растворе, а формулы слабых электролитов и веществ, выпада-ющих в осадок, - в исходном, молекулярном виде: Cu2+ + 2NO-3 + 2К + + 2ОН- = Cu(OН)2¯ + 2К + + 2NO-3 Если в полученном ионном уравнении сократить одинаковое количество одноименных ионов в правой и левой частях (они подчеркнуты), то получим уравнение реакции в сокращенной ионной форме: Cu2+ + 2ОН- = Cu(OН)2¯ С другой стороны, на основании сокращенного ионного уравнения легко со-ставить и молекулярное. Для этого необходимо к ионам левой части уравнения приписать ионы противоположного знака, затем такие же ионы и в том же коли-честве записать в правой части уравнения, после чего объединить ионы в соот-ветствующие молекулы. Например: 3Ca2++ 2PO3-4 = Ca3(PO4)2¯ сокращенное ионное уравнение реакции 6NO-3, 6Na+ ║ 6NO-3, 6Na+ вводимые ионы 3Ca(NO3)2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)¯ + 6NaNO3) полное молекулярное уравнение Из рассмотренных примеров видно, что в растворе происходят реакции фактически не между молекулами, а между соответствующими ионами. Молекулярное уравнение реакции, таким образом, отражает только внешнюю сторону явлений и свойств участвующих в реакции веществ, а сокращенное ионное уравнение раскрывает внутреннюю сущность химических явлений, которая характеризуется устойчивыми и постоянными свойствами и связями, закономерными для всех электролитов. Познание сущности реакций дает возможность предвидеть результаты взаимодействия веществ и, наоборот, подбирать исходные вещества для получения того или иного соединения. Например, уравнение реакции в молекулярном виде
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓+ 2HCl не раскрывает причину, почему для распознавания серной кислоты и ее солей можно брать различные растворимые соединения бария. Если же рассмотреть сокращенное ионное уравнение Ва2+ + SO42- = BaSO4↓ то вполне очевидно, что для распознавания сульфат ионов SO42- можно исполь-зовать любой электролит, содержащий ионы бария, к примеру: Ba(NO3)2 + H2SO4 = BaSO4¯ + 2HNO3; BaBr2 + H2SO4 = BaSO4¯ + 2HBr; Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4¯ + 2H2O. С другой стороны, это же уравнение позволяет сделать вывод и о том, что с помощью растворимых соединений бария можно распознавать не только серную кислоту, но и другие растворимые вещества, содержащие сульфат-ионы SO42-, т.е. все растворимые соли серной кислоты: BaCl2 + K2SO4 = BaSO4¯ + 2KCl; BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4¯ + 2HCl; BaCl2 + Rb2SO4 = BaSO4¯ + 2RbCl. Реакции между ионами протекают практически необратимо в тех случаях, когда в результате их взаимодействия образуются малодиссоциированные, мало-растворимые или газообразные вещества, а также реакции, сопровождающиеся выделением большого количества тепла (экзотермические реакции). Типичным таким примером и исключительно широко распространенным процессом является реакция нейтрализации кислоты щелочью: NaOH + HCl = NaCl + H2O. Она сводится к реакции между ионами: H+ + OH- = H2O. Результатом ее является образование воды – очень слабого электролита, а также выделение тепла (56 кДж/моль). К аналогичному типу химического взаимо-действия относятся реакции разложения ряда солей слабых кислот при действии на них растворами сильных кислот: K2CO3 + 2HCl = CO2 + 2KCl + H2O; 2NaCN + H2SO4 = 2НCN + Na2SO4, в сокращенной ионной форме СО32 + 2Н+ = CO2 + H2O; CN- +2H+ = HCN. Обобщая эти примеры, можно сделать вывод о том, что сильные кислоты вытесняют слабые из растворов их солей:
Ca3(PO4)¯ + 6HCl = 2H3PO4 + 3CaCl2. Аналогично этому сильные основания (щелочи) при добавлении к раство-рам солей легко образуют (вытесняют) слабые основания: FeCl3 + 3KOH = Fe(OH)3¯ + 3KCl. В подобных процессах наблюдается смещение равновесия в сторону конечных продуктов. Таким образом, при изучении процессов, протекающих между растворами электролитов, имеет место общая закономерность: реакции между ионами в растворах идут практически до конца в сторону образования газов, осадков, слабых электролитов. При решении задач этого раздела пользуйтесь таблицей растворимости (табл.4). 182. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами Na3PO4 и CaCl2; K2CO3 и BaCl2; Zn(OH)2 и КОН. 183. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами K2S и HCl; FeSO4 и (NH4)2S; Cr(OH)3 и КОН. 184. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами Pb(NO3)2 и KJ; Hg(NO3)2 и NaJ; CdSO4 и Na2S. 185. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами NaHCO3 и NaOH; K2SiO3 и HCl; BaCl2 и Na2SO4. 186. К каждому из веществ - KHCO3, CH3COOH, NiSO4, Na2S – прибавили раствор серной кислоты. В каких случаях произошли реакции? Выразите их молекулярными и ионными уравнениями. 187. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, которые выражаются ионными уравнениями Cu2+ + S-2 = CuS; Pb(OH)2 +2ОН- = Pb + 2H2O; SiO32- + 2H+ = H2SiO3. 188. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами CuSO4 и H2S; BaCO3 и HNO3; FeCl3 и KOH. 189. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионными уравнениями а)Zn2+ + H2S = ZnS + 2H+; б)Mg2+ + CO32- = MgCO3; в)H+ + OH- = H2O. 190. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами а)Sn(OH)2 и HCl; б)BeSO4 и KOH; в)NH4Cl и Ba(OH)2. Таблица 4
Дата добавления: 2015-01-03; Просмотров: 724; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |