20. Электролитическая диссоциация. Зависимость диссоциации от характера связей в молекулах электролитов. Соли, кислоты, основания.

Электролитическая диссоциация — процесс распада электролита на ионы при его растворении или плавлении. Диссоциация в растворах: Диссоциация на ионы в растворах происходит вследствие взаимодействия растворённого вещества с растворителем. Это взаимодействие носит в значительной мере химический характер. Диссоциация при плавлении: Под действием высоких температур ионы кристаллической решётки начинают совершать колебания, кинетическая энергия повышается, и наступает такой момент (при температуре плавления вещества), когда она превысит энергию взаимодействия ионов. Результатом этого является распад вещества на ионы. Степень диссоциации электролитов на ионы зависит от ряда факторов, в основе которых лежит соотношение между силами и характером внутримолекулярного и межмолекулярного взаимодействия растворителя и растворенного вещества, поэтому степень диссоциации зависит: во-первых, от природы растворителя, во-вторых, от природы растворенного вещества и, в-третьих, — от концентрации раствора. Из механизма диссоциации ясно также, что диссоциировать будут вещества, обладающие ионной или полярной связью, поэтому степень диссоциации зависит от природы растворенного вещества, вернее, от типа связи в его молекулах. По характеру диссоциации электролиты можно разделить на кислоты, основания и соли, а по степени диссоциации — на сильные и слабые электролиты. Диссоциация кислот: Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода. Н₃РО₄ = Н⁺ + Н₂РО^-₄(первая ступень) ; Н₂РО^-₄ = Н⁺ + НPO₄ (вторая ступень) ; НРО^2-₄ = Н+ PО^З-₄ (третья ступень). Диссоциация многоосновной кислоты протекает главным образом по первой ступени, в меньшей степени по второй и лишь в незначительной степени по третьей. Поэтому в водном растворе, например, фосфорной кислоты наряду с молекулами H₃PO₄ имеются ионы (в последовательно уменьшающихся количествах) Н₂РО^2-₄, НРО^2-₄ и РО^3-₄. Диссоциация оснований: Основаниями называются электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы. KOH = K⁺ + OH^-;  NH₄OH = NH⁺₄ + OH^- .Основания, растворимые в воде называются щелочами (основания щелочных и щелочноземельных металлов, а также NH₄OH) Диссоциация солей: Соли — это электролиты, которые диссоциируют на катионы металлов (или катионы аммония NH₄⁺) и анионы кислотных остатков. Независимо от состава средние соли диссоциируют нацело, в одну стадию. Например, диссоциацию фосфата натрия и сульфата алюминия можно представить в виде уравнений: Na₃PO₄ = 3Na⁺ + PO₄^3– ; Al₂(SO₄)₃ = 2Al³⁺ + 3SO₄^2– . В отличие от средних, кислые соли (в их состав входят гидроанионы) и основные соли (в составе которых есть гидроксокатионы) диссоциируют ступенчато. Например, диссоциация кислой соли — дигидрофосфата натрия: NaH₂PO₄=Na⁺+H₂PO₄^– ; H₂PO₄=H⁺+HPO₄^2– ; HPO₄^2–=H⁺+PO₄^3–

21 Ионные реакции.

Ионные реакции — реакции между ионами в растворе. Например, реакцию AgNO₃ + NaCl = NaNO₃ + AgCl можно представить в ионном виде (реакция расписывается на ионы, не расписываются осадки, газы, вода, слабые кислоты и основания, а также малорастворимые и нерастворимые соединения) например AgCl нерастворим в воде и на ионы не расписывается: Ag⁺ + NO₃⁻ + Na⁺ + Cl⁻ = AgCl + Na⁺ + NO₃⁻ Одинаковые ионы сокращаются и получается сокращенное ионное уравнение. Так как взаимодействие произошло между ионами Ag⁺ и ионами Cl⁻, то выражение Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl и есть ионное уравнение рассматриваемой реакции. Оно проще молекулярного и в то же время отражает сущность происходящей реакции.

Условия необратимости ионной реакции: 1. Если в результате реакции выделяется малодиссоциирующее вещество – вода. Молекулярное уравнение реакции щелочи с кислотой: Неизменность степеней окисления элементов во всех веществах до и после реакции говорит о том, что реакции обмена не являются окислительно-восстановительными. Полное ионное уравнение реакции: K⁺ + OH^– + H⁺ + Cl^– = K⁺ + Cl^– + H₂O. Cокращенное ионное уравнение реакции: H⁺ + OH^– = H₂O. Молекулярное уравнение реакции основного оксида с кислотой: CaO + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O. Полное ионное уравнение реакции:

Cокращенное ионное уравнение реакции: CaO + 2H+ = Ca²⁺ + H₂O. Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой: 3Mg(OH)₂ + 2H₃PO₄ = Mg₃(PO₄)₂  + 6H₂O. Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение совпадает с сокращенным ионным уравнением. Молекулярное уравнение реакции амфотерного оксида с кислотой: Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O. Полное ионное уравнение реакции: Al₂O₃ + 6H⁺ + 6Cl^– = 2Al³⁺ + 6Cl^– + 3H₂O. Cокращенное ионное уравнение реакции: Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O.

2. Если в результате реакции выделяется нерастворимое в воде вещество. Молекулярное уравнение реакции растворимой соли со щелочью: CuCl₂ + 2KOH = 2KCl + Cu(OH)₂ . Полное ионное уравнение реакции: Cu²⁺ + 2Cl^– + 2K⁺ + 2OH^– = 2K⁺ + 2Cl^– + Cu(OH)₂ .

Cокращенное ионное уравнение реакции: Cu²⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂ . Молекулярное уравнение реакции двух растворимых солей: Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ = 3BaSO₄  + 2AlCl₃. Полное ионное уравнение реакции: Cокращенное ионное уравнение реакции:

Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой: Fe(OH)₃ + H₃PO₄ = FePO₄  + 3H₂O. Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу два факта: образование вещества, нерастворимого в воде, и выделение воды.

3. Если в результате реакции выделяется газообразное вещество. Молекулярное уравнение реакции растворимой соли (сульфида) с кислотой: K₂S + 2HCl = 2KCl + H₂S . Полное ионное уравнение реакции: 2K⁺ + S^2– + 2H⁺ + 2Cl^– = 2K⁺ + 2Cl^– + H₂S . Cокращенное ионное уравнение реакции: S^2– + 2H⁺ = H₂S . Молекулярное уравнение реакции растворимой соли (карбоната) с кислотой: Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂O + CO₂ Полное ионное уравнение реакции: Cокращенное ионное уравнение реакции: О протекании данной реакции до конца свидетельствуют два признака: выделение воды и газа – оксида углерода(IV). Молекулярное уравнение реакции нерастворимой соли (карбоната) с кислотой: 3СaCO₃ + 2H₃РO₄ = Са₃(PO₄)₂  + 3H₂O + 3CO₂ Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным уравнением. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу три признака: выделение газа, образование осадка и выделение воды.