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) |
Диссоциация воды. Водородный показатель
Реакции обмена в растворах электролитов Электролитической диссоциации Кислоты, основания, соли с точки зрения теории Основания – это электролиты, диссоциирующие с образованием гидроксид-ионов ОНˉ: NaOH = Na+ + OHˉ Кислоты – это электролиты, диссоциирующие с образованием катионов водорода Н+: НNO3 = H+ + NO3‾ Диссоциация многоосновных кислот протекает по ступеням: H3PO4 ↔ H+ + H2PO4ˉ I ступень H2PO4ˉ ↔ H+ + HPO42ˉ II ступень HPO42ˉ ↔ H+ + PO43ˉ III ступень Существуют электролиты, которые могут диссоциировать по типу кислоты и по типу основания, такие электролиты называются амфотерными. К ним относятся гидроксиды амфотерных элементов, а также гидроксиды металлов, находящихся в промежуточной степени окисления, например: Be(OH)2, Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3 и многие другие. Диссоциацию растворенной части амфотерного гидроксида по обоим типам можно представить следующей схемой: H+ + RO‾ ↔ ROH ↔ R+ + OH‾. В насыщенном водном растворе амфотерного гидроксида ионы H+, RO‾ и R+, OH‾ находятся в состоянии равновесия, поэтому амфотерные гидроксиды взаимодействуют и с кислотами и с основаниями. При добавлении кислоты равновесие смещается в сторону диссоциации по типу основания, при добавлении основания – в сторону диссоциации по типу кислоты. Соли – это электролиты, диссоциирующие с образованием катионов, отличных от ионов Н+, и анионов, отличных от ионов ОНˉ: NaCl = Na+ + Clˉ (средняя соль) KHCO3 = K+ + HCO3ˉ (кислая соль) AlOHCl2 ↔ AlOH2+ + 2Clˉ (основная соль)
Реакции обмена в растворах электролитов протекают между ионами, причем заряд ионов не изменяется. Порядок составления ионно-молекулярных уравнений реакций следующий:
1. Записывают молекулярное уравнение реакции и подчеркивают в нем веще- ства, которые не будут диссоциировать на ионы (нерастворимые вещества, слабые электролиты, газы): MgCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Mg(NO3)2 2. Записывают полное ионное уравнение реакции. Осадки, гаэы и слабые электролиты на ионы не диссоциируют и в ионных уравнениях пишутся в молекулярном виде: Mg2+ + 2Clˉ + 2Ag+ + 2NO3ˉ = 2AgCl↓ + Mg2+ + 2NO3ˉ 3. Составляют сокращенное ионное уравнение, сокращая одинаковые ионы с обеих сторон:
Ag+ + Clˉ = AgCl↓ Реакции обмена в растворах электролитов протекают только в том случае, 1. Если образуется осадок (↓): Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2↓ + 2KNO3 Pb2+ + 2Iˉ = PbI2↓ 2. Если выделяется газ (↑): Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2↑ CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑ 3. Если образуется слабый электролит: K2SO3+ 2HNO3 = 2KNO3 + H2O + SO2 SO32‾ + 2H+ = H2SO3 = SO2 + H2O В тех случаях, когда нет ионов, которые могут связываться между собой с образованием осадка, газа, слабого электролита, реакции обмена не протекают.
Вода, являясь очень слабым электролитом, в незначительной степени диссоциирует с образованием ионов водорода и гидроксид-ионов: Н2О ↔ Н+ + ОН‾ (1) Прилагая к этому равновесию закон действия масс, получаем: K = , или К ∙ [H2O] = [H+][OH‾], (2) где К – константа диссоциации воды, равная 1,8∙10-16 (при 22 0С). Учитывая, что степень диссоциации воды очень мала, концентрацию недиссоциированных молекул воды [H2O] можно считать величиной постоянной и приравнять к общему количеству воды, заключающемуся в 1 л ее, т.е. можно принять, что [H2O] = = 55,56 моль/л. Произведение двух постоянных величин К и [H2O] есть величина постоянная, поэтому заменим его новой константой: К ∙ [H2O] = . Численное значение 1,8∙10-16 ∙ 55,56 = 10-14. Теперь выражение (2) можно представить так: = [H+][OH‾] = 10-14 (3). Отсюда [H+][OH‾] = 10-14 (4) Для воды и разбавленных растворов при неизменной температуре произведение концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов есть величина постоянная и называется ионным произведением воды
Из соотношения (4) вытекает, что [H+] = моль/ л; [OH‾] = моль/ л. В нейтральных растворах [H+] = [OH‾] = = 10-7 моль/ л. В кислых ─ [H+] > [OH‾], в щелочных ─ [H+] < [OH‾]. Для характеристики реакции среды (кислая, щелочная, нейтральная) удобнее пользоваться не концентрациями ионов Н+ и ОН‾, а их десятичными логарифмами, взятыми с обратным знаком. Эти величины обозначаются символами рН и рОН и называются соответственно водородным и гидроксильным показателями: рН = -lg [H+]; рОН = -lg [ОH‾] В нейтральной среде рН = 7, в кислой ─ рН < 7, в щелочной ─ рН > 7 Логарифмируя соотношение [H+][OH‾] = 10-14 и меняя знаки на обратные, получаем: рН + рОН = 14.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 585; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |