Хімія. Поглиблений рівень. 9 клас. Бутенко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 17. Електролітична дисоціація кислот, основ, солей у водних розчинах. Поняття про ступінчасту дисоціацію

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

  • які електроліти називають кислотами, основами, солями;
  • як дисоціюють багатоосновні кислоти;
  • який йон називають Гідроксонієм.

Згідно з теорією електролітичної дисоціації кислоти, основи та солі як класи хімічних сполук мають такі визначення.

Кислоти — це електроліти, які у водних розчинах дисоціюють з утворенням тільки одного виду катіонів — йонів Гідрогену.

А що відбувається з катіоном Н+ у розчині?

Як ми розглянули вище, катіон Н+ відтягується від кислотного залишку молекулами води. Після розриву зв'язку Hδ+ — (NO3)δ- йон Н+ не може залишитися вільним в оточенні диполів води. Чому? Спробуємо відповісти на це запитання, виходячи з будови йона Н+.

Розмірковуємо так: Н+ — це не хімічна частинка, а найпростіше ядро — протон р+, оскільки його електронна оболонка має формулу 1s0, тобто вона порожня. Вільний йон Н+ характеризується величезною рухливістю та проникною властивістю. Отже, у воді в нього має бути складніша будова. Яка?

Установлено, що відразу після відриву від аніона кислоти йон Н+ приєднується до молекули води й утворює з нею ковалентний зв'язок:

Н+ + Н2О ⇆ Н3О+

Отже, йон Гідрогену у вільному стані у воді не існує. Унаслідок утворення з молекулою води йона Гідроксонію H3O+ процес дисоціації кислот у водних розчинах часто подають таким чином:

HCl + H2O ⇄ H3O+ + Cl-

або у спрощеному вигляді:

HCl ⇄ H+ + Cl-

Багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто. Наприклад, ортофосфатна кислота дисоціює в три ступені:

H3PO4 H+ + H2PO-4 (І ступінь)

H2PO4 H+ + HPO2-4 (ІІ ступінь)

HPO24 ⇄ H+ + PO3-4 (ІІІ ступінь)

Йони типу HPO2-4, які містять Гідроген, що може відірватися в процесі дисоціації за ІІІ ступенем, отримують назву з префіксом гідроген- (це означає, що частинка містить один Н+), — гідрогенортофосфат. Назва аніона H2PO-4 — дигідрогенортофосфат: префікс дигідроген- означає наявність двох Н+.

Найчастіше дисоціація здійснюється за першим ступенем. Це пов'язано з тим, що другий та третій йони Гідрогену відриваються вже не від електронейтральної молекули, а від аніонів, що мають негативний заряд.

Дамо загальне визначення основ з точки зору теорії електролітичної дисоціації.

Основи — це електроліти, які у водних розчинах дисоціюють з утворенням тільки одного виду аніонів — гідроксид-іонів ОН-:

NaOH = Na+ + OH-

Тепер зрозуміло зміст другої, точнішої назви основ — основні гідроксиди. Їх так називають тому, що під час дисоціації у розчині вони утворюють один вид аніонів — гідроксид-іони ОН-, які забарвлюють індикатори в кольори, характерні для основних властивостей цих речовин.

Солі — це електроліти, які у водному розчині дисоціюють з утворенням катіонів металічних елементів та аніонів кислотних залишків:

Ca(NO3)2= Ca2+ + 2NO-3

Основні поняття. Йон Гідроксонію. Кислота, основа й сіль як види електроліту. Ступінчаста дисоціація.

Запитання та завдання

  • °1. Що таке кислоти, основи та солі з точки зору теорії електролітичної дисоціації?
  • °2. За якими критеріями кислоти як електроліти поділяють на: а) одноосновні, двоосновні та триосновні; б) безоксигенові та оксигеновмісні?
  • °3. У чому полягає суть процесу ступінчастої дисоціації? Наведіть приклад електроліту, розкладання якого на йони відбувається ступінчасто. Підтвердіть це відповідними рівняннями дисоціації. Який ступінь дисоціації переважає? Чому?
  • 4. Кислоти, на відміну від йонних електролітів, дисоціюють ступінчасто. Складіть рівняння електролітичної дисоціації нітратної, сульфідної, сульфітної кислот.
  • 5. Складіть рівняння електролітичної дисоціації калій дигідрогенортофосфату. Які йони можна виявити в розчині цієї солі?
  • 6. Під час електролітичної дисоціації яких електролітів утворюється йон Гідроксонію? Який ступінь окиснення Оксигену в цьому йоні?
  • 7. У результаті ступінчастої електролітичної дисоціації молекул якої кислоти утворюється йон із зарядом 3-? Скільки катіонів Гідрогену при цьому утворюється?
  • 8. Наведіть склад солі, у результаті ступінчастої електролітичної дисоціації 1 моль якої утворюється 5 моль йонів. Складіть рівняння її дисоціації.
  • *9. Водний розчин магній сульфату містить 0,15 моль йонів Магнію. Яку масу солі розчинили?
  • *10. У розчині виявлено йони складу: Na+, Mg2+, Cl-, SO2-4. Які речовини були розчинені? Запропонуйте всі можливі варіанти відповіді.