Թթվային տարանջատման փուլերը. Էլեկտրոլիտիկ դիսոցիացիայի տեսություն Դիսոցացիայի հաստատունի և աստիճանի կապը
Էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա- սա նյութի (որը էլեկտրոլիտ է) տարրալուծման գործընթացն է սովորաբար ջրի մեջ իոնների, որոնք կարող են ազատ շարժվել:
Ջրային լուծույթներում թթուները կարող են տարանջատվել դրական լիցքավորված ջրածնի իոնների (H+) և բացասական լիցքավորված թթվային մնացորդների (օրինակ՝ Cl-, SO 4 2-, NO 3 -): Առաջինները կոչվում են կատիոններ, երկրորդները՝ անիոններ։ Բոլոր թթուների լուծույթների թթու համը պայմանավորված է ջրածնի իոններով։
Ջրի մոլեկուլները բևեռային են։ Իրենց բացասական լիցքավորված բևեռներով նրանք ձգում են թթվի ջրածնի ատոմները, մինչդեռ ջրի մյուս մոլեկուլները դրական լիցքավորված բևեռներով ձգում են թթվային մնացորդները։ Եթե թթվային մոլեկուլում ջրածնի և թթվային մնացորդի միջև կապը բավականաչափ ամուր չէ, ապա այն կոտրվում է, մինչդեռ ջրածնի ատոմի էլեկտրոնը մնում է թթվային մնացորդի հետ։
Ուժեղ թթուների լուծույթներում գրեթե բոլոր մոլեկուլները տարանջատվում են իոնների։ Թույլ թթուներում տարանջատումը տեղի է ունենում ավելի թույլ, և դրա հետ մեկտեղ տեղի է ունենում հակառակ գործընթացը՝ ասոցիացիա, երբ թթվային մնացորդի և ջրածնի իոնները կապ են կազմում, և կրկին ստացվում է էլեկտրականորեն չեզոք թթվի մոլեկուլ։ Հետևաբար, տարանջատման հավասարումների մեջ ուժեղ թթուների համար հաճախ օգտագործվում է հավասար նշան կամ միակողմանի սլաք, իսկ թույլ թթուների համար՝ բազմակողմ սլաքներ՝ դրանով իսկ ընդգծելով, որ գործընթացն ընթանում է երկու ուղղություններով։
Ուժեղ էլեկտրոլիտներից են հիդրոքլորային (HCl), ծծմբային (H 2 SO 4), ազոտական (HNO 3) թթուները և այլն: Թույլ էլեկտրոլիտներից են ֆոսֆորական (H 3 PO 4), ազոտային (HNO 2), սիլիցիում (H 2 SiO 3) և և այլն:
Մոնոհիմն թթվի մոլեկուլը (HCl, HNO 3, HNO 2 և այլն) կարող է տարանջատվել միայն մեկ ջրածնի իոնի և մեկ թթվային մնացորդի իոնի։ Այսպիսով, դրանց տարանջատումը միշտ տեղի է ունենում մեկ քայլով։
Պոլիբազային թթուների մոլեկուլները (H 2 SO 4, H 3 PO 4 և այլն) կարող են տարանջատվել մի քանի փուլով։ Նախ, դրանցից բաժանվում է մեկ ջրածնի իոն՝ թողնելով հիդրո-անիոն (օրինակ՝ HSO 4 - հիդրոսուլֆատ իոն)։ Սա տարանջատման առաջին փուլն է։ Հաջորդը, երկրորդ ջրածնի իոնը կարող է պառակտվել՝ թողնելով միայն թթվային մնացորդ (SO 4 2-): Սա տարանջատման երկրորդ փուլն է։
Այսպիսով, էլեկտրոլիտիկ տարանջատման փուլերի թիվը կախված է թթվի հիմնայինությունից (դրանում ջրածնի ատոմների քանակից)։
Տարանջատման համար ամենահեշտ ճանապարհը առաջին քայլն է: Յուրաքանչյուր հաջորդ քայլի հետ դիսոցիացիան նվազում է: Դրա պատճառն այն է, որ չեզոք մոլեկուլից ավելի հեշտ է հեռացնել դրական լիցքավորված ջրածնի իոնը, քան բացասական լիցքավորվածից: Առաջին քայլից հետո մնացած ջրածնի իոնները ավելի ուժեղ են ձգվում դեպի թթվային մնացորդը, քանի որ այն ավելի մեծ բացասական լիցք ունի:
Թթուների անալոգիայով հիմքերը նույնպես տարանջատվում են իոնների։ Այս դեպքում առաջանում են մետաղական կատիոններ և հիդրօքսիդի անիոններ (OH -): Կախված բազային մոլեկուլներում հիդրօքսիդի խմբերի քանակից՝ դիսոցումը կարող է տեղի ունենալ նաև մի քանի փուլով։
Էլեկտրոլիտիկ դիսոցիացիայի տեսությունառաջարկել է շվեդ գիտնական Ս.Արրենիուսը 1887թ.
Էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա- սա էլեկտրոլիտի մոլեկուլների քայքայումն է լուծույթում դրական լիցքավորված (կատիոնների) և բացասաբար լիցքավորված (անիոնների) իոնների ձևավորմամբ:
Օրինակ, քացախաթթուն ջրային լուծույթում տարանջատվում է այսպես.
CH 3 COOH⇄H + +CH 3 COO - .
Դիսոցիացիան շրջելի գործընթաց է: Սակայն տարբեր էլեկտրոլիտները տարբեր կերպ են տարանջատվում: Աստիճանը կախված է էլեկտրոլիտի բնույթից, կոնցենտրացիայից, լուծիչի բնույթից, արտաքին պայմաններից (ջերմաստիճան, ճնշում)։
Տարանջատման աստիճան α -Իոնների մեջ քայքայված մոլեկուլների քանակի հարաբերակցությունը մոլեկուլների ընդհանուր թվին.
α=v´(x)/v(x):
Աստիճանը կարող է տատանվել 0-ից մինչև 1 (առանց տարանջատումից մինչև դրա ամբողջական ավարտը): Նշված է որպես տոկոս: Որոշվել է փորձարարական. Երբ էլեկտրոլիտը տարանջատվում է, լուծույթում մասնիկների թիվը մեծանում է։ Դիսոցացիայի աստիճանը ցույց է տալիս էլեկտրոլիտի ուժը:
Տարբերել ուժեղԵվ թույլ էլեկտրոլիտներ.
Ուժեղ էլեկտրոլիտներ- սրանք այն էլեկտրոլիտներն են, որոնց տարանջատման աստիճանը գերազանցում է 30%-ը:
Միջին ուժի էլեկտրոլիտներ- սրանք նրանք են, որոնց դիսոցման աստիճանը տատանվում է 3%-ից մինչև 30%:
Թույլ էլեկտրոլիտներ- 0,1 Մ ջրային լուծույթում տարանջատման աստիճանը 3%-ից պակաս է:
Թույլ և ուժեղ էլեկտրոլիտների օրինակներ.
Ուժեղ էլեկտրոլիտները նոսր լուծույթներում ամբողջությամբ քայքայվում են իոնների, այսինքն. α = 1. Բայց փորձերը ցույց են տալիս, որ դիսոցիացիան չի կարող հավասար լինել 1-ի, այն ունի մոտավոր արժեք, բայց հավասար չէ 1-ի: Սա իրական դիսոցացիա չէ, այլ ակնհայտ:
Օրինակ, թող մի կապ α = 0,7. Նրանք. Ըստ Արենիուսի տեսության՝ չդիսոցավորված մոլեկուլների 30%-ը «լողում» է լուծույթում։ Իսկ 70%-ն առաջացրել է ազատ իոններ։ Եվ էլեկտրաստատիկ տեսությունը տալիս է այս հասկացության մեկ այլ սահմանում. եթե α = 0,7, ապա բոլոր մոլեկուլները տարանջատվում են իոնների, բայց իոնները միայն 70%-ով ազատ են, իսկ մնացած 30%-ը կապված են էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունների միջոցով:
Դիսոցացիայի ակնհայտ աստիճանը.
Դիսոցացիայի աստիճանը կախված է ոչ միայն լուծիչի և լուծվող նյութի բնույթից, այլև լուծույթի կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից։
Դիսոցացիայի հավասարումը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.
AK ⇄ A- + K + .
Իսկ տարանջատման աստիճանը կարելի է արտահայտել հետևյալ կերպ.
Քանի որ լուծույթի կոնցենտրացիան մեծանում է, էլեկտրոլիտի տարանջատման աստիճանը նվազում է: Նրանք. որոշակի էլեկտրոլիտի աստիճանի արժեքը հաստատուն արժեք չէ:
Քանի որ տարանջատումը շրջելի գործընթաց է, ռեակցիայի արագության հավասարումները կարող են գրվել հետևյալ կերպ.
Եթե դիսոցումը հավասարակշռված է, ապա դրույքաչափերը հավասար են և արդյունքում ստանում ենք հավասարակշռության հաստատուն(դիսոցման հաստատուն):
K-ն կախված է լուծիչի բնույթից և ջերմաստիճանից, բայց կախված չէ լուծույթների կոնցենտրացիայից։ Հավասարումից պարզ է դառնում, որ որքան շատ են չդիսոցացված մոլեկուլները, այնքան ցածր է էլեկտրոլիտի դիսոցման հաստատունի արժեքը։
Պոլիբազային թթուներտարանջատել աստիճանաբար, և յուրաքանչյուր քայլ ունի իր դիսոցման հաստատուն արժեքը:
Եթե պոլիբազային թթուն տարանջատվում է, ապա առաջին պրոտոնն ամենահեշտ հեռացվում է, բայց քանի որ անիոնի լիցքը մեծանում է, ձգողությունը մեծանում է, և, հետևաբար, պրոտոնը շատ ավելի դժվար է հեռացնել: Օրինակ,
Օրթոֆոսֆորական թթվի տարանջատման հաստատունները յուրաքանչյուր քայլում պետք է շատ տարբեր լինեն.
I - փուլ:
II - փուլ:
III - փուլ:
Առաջին փուլում օրթոֆոսֆորական թթուն միջին ուժգնության թթու է, իսկ 2-րդ փուլում թույլ է, 3-րդում՝ շատ թույլ։
Որոշ էլեկտրոլիտային լուծույթների համար հավասարակշռության հաստատունների օրինակներ:
Դիտարկենք օրինակ.
Եթե արծաթի իոններ պարունակող լուծույթին ավելացվում է մետաղական պղինձ, ապա հավասարակշռության պահին պղնձի իոնների կոնցենտրացիան պետք է ավելի մեծ լինի, քան արծաթի կոնցենտրացիան։
Բայց հաստատունը ցածր արժեք ունի.
AgCl⇄Ag + +Cl - .
Ինչը ենթադրում է, որ մինչև հավասարակշռությունը ձեռք բերվեց, արծաթի քլորիդը շատ քիչ էր լուծարվել:
Մետաղական պղնձի և արծաթի կոնցենտրացիաները ներառված են հավասարակշռության հաստատունի մեջ:
Ջրի իոնային արտադրանք.
Ստորև բերված աղյուսակը պարունակում է հետևյալ տվյալները.
Այս հաստատունը կոչվում է ջրի իոնային արտադրանք, որը կախված է միայն ջերմաստիճանից։ Ըստ տարանջատման՝ 1 H+ իոնին կա մեկ հիդրօքսիդ իոն։ Մաքուր ջրի մեջ այս իոնների կոնցենտրացիան նույնն է. Հ + ] = [Օհ - ].
Այստեղից, [ Հ + ] = [Օհ- ] = = 10-7 մոլ/լ.
Եթե ջրի մեջ ավելացնեք օտար նյութ, օրինակ՝ աղաթթու, ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան կբարձրանա, բայց ջրի իոնային արտադրանքը կախված չէ կոնցենտրացիայից։
Իսկ եթե ավելացնեք ալկալի, ապա իոնների կոնցենտրացիան կմեծանա, իսկ ջրածնի քանակը կպակասի։
Համակենտրոնացումը և փոխկապակցված են. որքան մեծ է մեկ արժեքը, այնքան փոքր է մյուսը:
Լուծույթի թթվայնությունը (pH):
Լուծույթների թթվայնությունը սովորաբար արտահայտվում է իոնների կոնցենտրացիայով H+.Թթվային միջավայրում pH<10 -7 моль/л, в нейтральных - pH= 10 -7 մոլ/լ, ալկալայինում - pH> 10 -7 մոլ/լ.
Լուծույթի թթվայնությունը արտահայտվում է ջրածնի իոնների կոնցենտրացիայի բացասական լոգարիթմի միջոցով՝ այն անվանելով. pH.
pH = -lg[ Հ + ].
Դիսոցացիայի հաստատունի և աստիճանի հարաբերությունը:
Դիտարկենք քացախաթթվի տարանջատման օրինակ.
Գտնենք հաստատունը.
Մոլային կոնցենտրացիան C=1/Վ, փոխարինի՛ր այն հավասարման մեջ և ստացի՛ր.
Այս հավասարումներն են W. Ostwald-ի բուծման օրենքը, ըստ որի էլեկտրոլիտի դիսոցման հաստատունը կախված չէ լուծույթի նոսրացումից։
Թթուների տարանջատման ժամանակ կատիոնների դերը խաղում է ջրածնի իոններ(H +), թթուների տարանջատման ժամանակ այլ կատիոններ չեն առաջանում.
HF ↔ H + + F - HNO 3 ↔ H + + NO 3 -
Հենց ջրածնի իոններն են թթուներին տալիս իրենց բնորոշ հատկությունները՝ թթու համ, ցուցիչի կարմիր գունավորում և այլն։
Բացասական իոնները (անիոնները) բաժանվում են թթվի մոլեկուլից թթվային մնացորդ.
Թթուների տարանջատման բնութագրիչներից մեկը դրանց հիմնականությունն է` թթվի մոլեկուլում պարունակվող ջրածնի իոնների քանակը, որոնք կարող են ձևավորվել տարանջատման ժամանակ.
- միաբազային թթուներ՝ HCl, HF, HNO 3;
- երկհիմն թթուներ՝ H 2 SO 4, H 2 CO 3;
- եռահիմն թթուներ՝ H 3 PO 4:
Պոլիբազային թթուներում ջրածնի կատիոնների վերացման գործընթացը տեղի է ունենում փուլերով՝ սկզբում վերացվում է ջրածնի մի իոն, ապա մյուսը (երրորդը)։
Երկհիմնաթթվի փուլային տարանջատում.
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - HSO 4 - ↔ H + + HSO 4 2-
Եռաբազային թթվի փուլային տարանջատում.
H 3 PO 4 ↔ H + + H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - ↔ H + + HPO 4 2- HPO 4 2- ↔ H + + PO 4 3-
Պոլիբազային թթուները տարանջատելիս դիսոցման ամենաբարձր աստիճանը տեղի է ունենում առաջին քայլում։ Օրինակ, ֆոսֆորաթթվի տարանջատման ժամանակ առաջին փուլի դիսոցման աստիճանը կազմում է 27%; երկրորդը `0,15%; երրորդ՝ 0,005%։
Հիմքի տարանջատում
Հիմքերի տարանջատման ժամանակ անիոնների դերը խաղում է հիդրօքսիդի իոններ(OH -), հիմքերի տարանջատման ժամանակ այլ անիոններ չեն ձևավորվում.
NaOH ↔ Na + + OH -
Հիմքի թթվայնությունը որոշվում է հիմքի մեկ մոլեկուլի տարանջատման ժամանակ առաջացած հիդրօքսիդի իոնների քանակով.
- մոնաթթու հիմքեր - KOH, NaOH;
- դիաթթու հիմքեր - Ca (OH) 2;
- եռաթթվային հիմքեր - Al(OH) 3.
Բազմաթթվային հիմքերը, անալոգիայով թթուների հետ, նույնպես տարանջատվում են աստիճանաբար. յուրաքանչյուր փուլում բաժանվում է մեկ հիդրօքսիդի իոն.
Որոշ նյութեր, կախված պայմաններից, կարող են հանդես գալ և՛ որպես թթուներ (տարանջատվել ջրածնի կատիոնների հեռացման հետ), և՛ որպես հիմքեր (տարանջատվել հիդրօքսիդի իոնների հեռացումից)։ Նման նյութերը կոչվում են ամֆոտերիկ(Տե՛ս Թթու-բազային ռեակցիաներ):
Zn(OH) 2-ի դիսոցումը որպես հիմք.
Zn(OH) 2 ↔ ZnOH + + OH - ZnOH + ↔ Zn 2+ + OH -
Zn(OH) 2-ի տարանջատումը որպես թթու.
Zn(OH) 2 + 2H 2 O ↔ 2H + + 2-
Աղերի տարանջատում
Աղերը ջրում տարանջատվում են թթվային մնացորդների անիոնների և մետաղների (կամ այլ միացությունների) կատիոնների մեջ։
Աղի տարանջատման դասակարգում.
- Նորմալ (միջին) աղերստացվում են թթվային բոլոր ջրածնի ատոմների ամբողջական միաժամանակյա փոխարինմամբ մետաղի ատոմներով. սրանք ուժեղ էլեկտրոլիտներ են, որոնք ամբողջությամբ տարանջատվում են ջրի մեջ մետաղական կատոինների և մեկ թթվային մնացորդի ձևավորմամբ՝ NaNO 3, Fe 2 (SO 4) 3, K 3 PO 4.
- Թթվային աղերպարունակում են իրենց բաղադրության մեջ, բացի մետաղի ատոմներից և թթվային մնացորդից, ևս մեկ (մի քանի) ջրածնի ատոմներ. դրանք աստիճանաբար տարանջատվում են մետաղի կատիոնների, թթվային մնացորդի անիոնների և ջրածնի կատիոնի ձևավորմամբ. NaHCO 3, KH 2 PO 4: , NaH 2 PO 4.
- Հիմնական աղերպարունակում են իրենց բաղադրության մեջ, բացի մետաղի ատոմներից և թթվային մնացորդից, ևս մեկ (մի քանի) հիդրօքսիլ խմբեր - դրանք տարանջատվում են մետաղական կատիոնների, թթվային մնացորդի անիոնների և հիդրօքսիդի իոնի ձևավորման հետ. (CuOH) 2 CO 3, Mg( OH) Cl.
- Կրկնակի աղերստացվում են թթվային ջրածնի ատոմները տարբեր մետաղների ատոմներով միաժամանակ փոխարինելով՝ KAl(SO 4) 2։
- Խառը աղերտարանջատվում են մի քանի թթվային մնացորդների մետաղական կատիոնների և անիոնների՝ CaClBr:
Որոշ նյութերի ջրային լուծույթները հաղորդիչներ են էլեկտրական հոսանք. Այս նյութերը դասակարգվում են որպես էլեկտրոլիտներ: Էլեկտրոլիտները թթուներ, հիմքեր և աղեր են, որոշ նյութերի հալվածքներ:
ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ
Ջրային լուծույթներում իոնների էլեկտրոլիտների տարրալուծման և էլեկտրական հոսանքի ազդեցությամբ հալվելու գործընթացը կոչվում է. էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա.
Ջրի որոշ նյութերի լուծույթները էլեկտրական հոսանք չեն փոխանցում: Նման նյութերը կոչվում են ոչ էլեկտրոլիտներ: Դրանք ներառում են բազմաթիվ օրգանական միացություններ, ինչպիսիք են շաքարները և սպիրտները:
Էլեկտրոլիտիկ տարանջատման տեսություն
Էլեկտրոլիտային տարանջատման տեսությունը ձևակերպել է շվեդ գիտնական Ս. Արրենիուսը (1887 թ.)։ S. Arrhenius-ի տեսության հիմնական դրույթները.
— էլեկտրոլիտները, երբ լուծվում են ջրի մեջ, տրոհվում են (տարանջատվում) դրական և բացասական լիցքավորված իոնների.
— էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ դրական լիցքավորված իոնները շարժվում են դեպի կաթոդ (կատիոններ), իսկ բացասական լիցքավորվածները շարժվում են դեպի անոդ (անիոններ).
— տարանջատումը շրջելի գործընթաց է
KA ↔ K + + A −
Էլեկտրոլիտիկ տարանջատման մեխանիզմը իոն-դիպոլ փոխազդեցությունն է իոնների և ջրի դիպոլների միջև (նկ. 1):
Բրինձ. 1. Նատրիումի քլորիդի լուծույթի էլեկտրոլիտիկ տարանջատում
Իոնային կապերով նյութերը ամենահեշտ տարանջատվում են: Դիսոցացիան տեղի է ունենում նմանապես բևեռային կովալենտ կապի տեսակին համապատասխան ձևավորված մոլեկուլներում (փոխազդեցության բնույթը դիպոլ-դիպոլ է)։
Թթուների, հիմքերի, աղերի տարանջատում
Թթուների տարանջատման ժամանակ միշտ առաջանում են ջրածնի իոններ (H +), ավելի ճիշտ՝ հիդրոնիում (H 3 O +), որոնք պատասխանատու են թթուների հատկությունների համար (թթու համ, ցուցիչների գործողություն, հիմքերի հետ փոխազդեցություն և այլն)։
HNO 3 ↔ H + + NO 3 −
Հիմքերի տարանջատման ժամանակ միշտ առաջանում են ջրածնի հիդրօքսիդի իոններ (OH −), որոնք պատասխանատու են հիմքերի հատկությունների համար (ցուցանիշների գույնի փոփոխություն, թթուների հետ փոխազդեցություն և այլն)։
NaOH ↔ Na + + OH −
Աղերը էլեկտրոլիտներ են, որոնց տարանջատումից առաջանում են մետաղական կատիոններ (կամ ամոնիումի կատիոն NH 4 +) և թթվային մնացորդների անիոններ։
CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl -
Պոլիբազային թթուները և հիմքերը տարանջատվում են աստիճանաբար:
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - (I փուլ)
HSO 4 − ↔ H + + SO 4 2- (II փուլ)
Ca(OH) 2 ↔ + + OH - (I փուլ)
+ ↔ Ca 2+ + OH −
Տարանջատման աստիճանը
Էլեկտրոլիտները բաժանվում են թույլ և ուժեղ լուծույթների։ Այս չափումը բնութագրելու համար կա տարանջատման աստիճանի հասկացությունը և արժեքը (): Դիսոցացման աստիճանը իոնների մեջ տարանջատված մոլեկուլների քանակի հարաբերակցությունն է մոլեկուլների ընդհանուր թվին։ հաճախ արտահայտված %-ով:
Թույլ էլեկտրոլիտների թվում են այն նյութերը, որոնց տարանջատման աստիճանը տասնամոլային լուծույթում (0,1 մոլ/լ) 3%-ից պակաս է: Ուժեղ էլեկտրոլիտները ներառում են այն նյութերը, որոնց դիսոցման աստիճանը տասնամոլային լուծույթում (0,1 մոլ/լ) ավելի է, քան 3%: Ուժեղ էլեկտրոլիտների լուծույթները չեն պարունակում չտարանջատված մոլեկուլներ, իսկ միավորման (համակցման) գործընթացը հանգեցնում է հիդրատացված իոնների և իոնային զույգերի առաջացմանը։
Դիսոցացման աստիճանի վրա հատկապես ազդում են լուծիչի բնույթը, լուծված նյութի բնույթը, ջերմաստիճանը (ուժեղ էլեկտրոլիտների դեպքում դիսոցման աստիճանը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, իսկ թույլ էլեկտրոլիտների դեպքում այն անցնում է առավելագույնը ջերմաստիճանի միջակայքում. 60 o C), լուծույթների կոնցենտրացիան և լուծույթում համանուն իոնների ներմուծումը:
Ամֆոտերային էլեկտրոլիտներ
Կան էլեկտրոլիտներ, որոնք տարանջատվելիս ձևավորում են և՛ H +, և՛ OH − իոններ: Նման էլեկտրոլիտները կոչվում են ամֆոտեր, օրինակ՝ Be(OH) 2, Zn(OH) 2, Sn(OH) 2, Al(OH) 3, Cr(OH) 3 և այլն։
H + +RO − ↔ ROH ↔ R + +OH −
Իոնային ռեակցիայի հավասարումներ
Էլեկտրոլիտների ջրային լուծույթներում ռեակցիաները իոնների միջև ռեակցիաներ են. իոնային ռեակցիաներ, որոնք գրվում են մոլեկուլային, լրիվ իոնային և կրճատ իոնային ձևերով իոնային հավասարումների միջոցով։ Օրինակ:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2 NaCl (մոլեկուլային ձև)
Ba 2+ + 2 Cl − + 2 Նա+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 Նա + + 2 Cl- (լրիվ իոնային ձև)
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (կարճ իոնային ձև)
pH արժեքը
Ջուրը թույլ էլեկտրոլիտ է, ուստի տարանջատման գործընթացը տեղի է ունենում աննշան չափով:
H 2 O ↔ H + + OH −
Զանգվածի գործողության օրենքը կարող է կիրառվել ցանկացած հավասարակշռության վրա, իսկ հավասարակշռության հաստատունի արտահայտությունը կարելի է գրել.
K = /
Հետևաբար, ջրի հավասարակշռության կոնցենտրացիան հաստատուն արժեք է:
K = = ԿՎտ
Ջրային լուծույթի թթվայնությունը (հիմնականությունը) հարմար է արտահայտել ջրածնի իոնների մոլային կոնցենտրացիայի տասնորդական լոգարիթմի միջոցով՝ վերցված հակառակ նշանով։ Այս արժեքը կոչվում է pH արժեք:
Միասնական պետական քննություն. Աղերի, թթուների, ալկալիների էլեկտրոլիտիկ տարանջատում։ Իոնների փոխանակման ռեակցիաներ. Աղերի հիդրոլիզ
Լուծումներ և դրանց կոնցենտրացիան, ցրված համակարգեր, էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա, հիդրոլիզ
Դասի ընթացքում դուք կկարողանաք ստուգել ձեր գիտելիքները «Միասնական պետական քննություն. Աղերի, թթուների, ալկալիների էլեկտրոլիտիկ տարանջատում։ Իոնների փոխանակման ռեակցիաներ. Աղերի հիդրոլիզ»։ Դուք կքննարկեք A, B և C խմբերի միասնական պետական քննությունից խնդիրներ լուծելը տարբեր թեմաներով. Այս խնդիրները լուծելու համար, ի լրումն քննարկվող թեմաների իմացության, դուք նաև պետք է կարողանաք օգտագործել նյութերի լուծելիության աղյուսակը, իմանալ էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը և հասկանալ ռեակցիաների շրջելիության և անշրջելիության մասին:
Թեմա՝ Լուծումներ և դրանց կոնցենտրացիան, ցրված համակարգեր, էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա
Դաս՝ միասնական պետական քննություն. Աղերի, թթուների, ալկալիների էլեկտրոլիտիկ տարանջատում։ Իոնների փոխանակման ռեակցիաներ. Աղերի հիդրոլիզ
Ի. Ընտրեք մեկ ճիշտ տարբերակ առաջարկված 4-ից:
|
Հարց |
Մեկնաբանություն |
|
Ա1. Ուժեղ էլեկտրոլիտներն են. |
Ըստ սահմանման՝ ուժեղ էլեկտրոլիտները այն նյութերն են, որոնք ջրային լուծույթում ամբողջությամբ քայքայվում են իոնների։ CO 2-ը և O 2-ը չեն կարող լինել ուժեղ էլեկտրոլիտներ: H 2 S-ը թույլ էլեկտրոլիտ է: Ճիշտ պատասխանը 4-ն է։ |
|
A2. Նյութերը, որոնք տարանջատվում են միայն մետաղական իոնների և հիդրօքսիդի իոնների մեջ, հետևյալն են. 1. թթուներ 2. ալկալիներ 4. ամֆոտերային հիդրօքսիդներ |
Ըստ սահմանման՝ այն միացությունը, որը ջրային լուծույթում տարանջատվելիս առաջացնում է միայն հիդրօքսիդի անիոններ, կոչվում է հիմք։ Այս սահմանմանը համապատասխանում են միայն ալկալային և ամֆոտերային հիդրօքսիդը: Բայց հարցն ասում է, որ միացությունը պետք է տարանջատվի միայն մետաղական կատիոնների և հիդրօքսիդի անիոնների: Ամֆոտերային հիդրօքսիդը տարանջատվում է աստիճանաբար, և, հետևաբար, հիդրոքսոմետալ իոնները գտնվում են լուծույթում: Ճիշտ պատասխան 2. |
|
A3. Փոխանակման ռեակցիան ավարտվում է ջրում չլուծվող նյութի ձևավորմամբ հետևյալի միջև. 1. NaOH և MgCl 2 2. NaCl և CuSO 4 3. CaCO 3 և HCl (լուծույթ) |
Պատասխանելու համար դուք պետք է գրեք այս հավասարումները և նայեք լուծելիության աղյուսակում, որպեսզի տեսնեք, թե արդյոք ապրանքների մեջ կան չլուծվող նյութեր: Սա մագնեզիումի հիդրօքսիդ Mg(OH) 2 առաջին ռեակցիայի մեջ է Ճիշտ պատասխան 1. |
|
A4. Բոլոր գործակիցների գումարը լրիվ և կրճատված իոնային ձևի միջև ռեակցիայի մեջՖե(ՈՉ 3 ) 2 +2 NaOHհավասար է. |
Fe(NO 3) 2 +2NaOH Fe(OH) 2 ↓ +2Na NO 3 մոլեկուլային Fe 2+ +2NO 3 - +2Na+2OH - Fe(OH) 2 ↓ +2Na + +2 NO 3 - ամբողջական իոնային հավասարում, գործակիցների գումարը 12 է. Fe 2+ + 2OH - Fe(OH) 2 ↓ կրճատ իոնային, գործակիցների գումարը 4 է. Ճիշտ պատասխանը 4-ն է։ |
|
A5. H + +OH - →H 2 O ռեակցիայի կրճատ իոնային հավասարումը համապատասխանում է փոխազդեցությանը. 2. NaOH (PP) +HNO 3 3. Cu(OH) 2 + HCl 4. CuO + H 2 SO 4 |
Այս սղագրության հավասարումը արտացոլում է ուժեղ հիմքի և ուժեղ թթվի փոխազդեցությունը: Հիմքը հասանելի է 2-րդ և 3-րդ տարբերակներում, սակայն Cu(OH) 2-ը անլուծելի հիմք է Ճիշտ պատասխան 2. |
|
A6. Իոնափոխանակման ռեակցիան ավարտվում է, երբ լուծույթները չորանում են. 1. նատրիումի նիտրատ և կալիումի սուլֆատ 2. կալիումի սուլֆատ և աղաթթու 3. կալցիումի քլորիդ և արծաթի նիտրատ 4. նատրիումի սուլֆատ և կալիումի քլորիդ |
Գրենք, թե ինչպես պետք է տեղի ունենան իոնափոխանակման ռեակցիաները յուրաքանչյուր զույգ նյութի միջև։ NaNO 3 +K 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + KNO 3 K 2 SO 4 +HCl→H 2 SO 4 +KCl CaCl 2 +2AgNO 3 → 2AgCl↓ + Ca(NO 3) 2 Na 2 SO 4 + KCl → K 2 SO 4 + NaCl Լուծելիության աղյուսակից տեսնում ենք, որ AgCl↓ Ճիշտ պատասխան 3. |
|
A7. Ջրային լուծույթում այն աստիճանաբար տարանջատվում է. |
Պոլիբազային թթուները ջրային լուծույթում ենթարկվում են փուլային տարանջատման։ Այս նյութերից միայն H2S-ն է թթու։ Ճիշտ պատասխան 3. |
|
A8. Ռեակցիայի հավասարումը ԳuCl 2 +2 ԿՈՀ→ Cu(Օհ) 2 ↓+2 KClհամապատասխանում է կրճատված իոնային հավասարմանը. 1. CuCl 2 +2OH - →Cu 2+ +2OH - +2Cl - 2. Cu 2+ +KOH→Cu(OH) 2 ↓+K + 3. Cl - +K + →KCl 4. Cu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ |
Գրենք ամբողջական իոնային հավասարումը. Cu 2+ +2Cl - +2K + +2OH - → Cu(OH) 2 ↓+2K + +2Cl - Վերացնելով չկապված իոնները՝ ստանում ենք կրճատ իոնային հավասարումը Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ Ճիշտ պատասխանը 4-ն է։ |
|
A9. Ռեակցիան գրեթե ավարտված է. 1. Na 2 SO 4 + KCl→ 2. H 2 SO 4 + BaCl 2 → 3. KNO 3 + NaOH → 4. Na 2 SO 4 + CuCl 2 → |
Եկեք գրենք հիպոթետիկ իոնափոխանակման ռեակցիաները. Na 2 SO 4 + KCl → K 2 SO 4 + Na Cl H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2HCl KNO 3 + NaOH → NaNO 3 + KOH Na 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2NaCl Համաձայն լուծելիության աղյուսակի մենք տեսնում ենք BaSO 4 ↓ Ճիշտ պատասխան 2. |
|
Ա10. Լուծումն ունի չեզոք միջավայր. 2. (NH 4) 2 SO 4 |
Չեզոք միջավայր ունեն միայն ամուր հիմքով և ուժեղ թթվով առաջացած աղերի ջրային լուծույթները։ NaNO3-ը աղ է, որը ձևավորվում է NaOH ուժեղ հիմքից և HNO3 ուժեղ թթվից: Ճիշտ պատասխան 1. |
|
Ա11. Հողի թթվայնությունը կարելի է բարձրացնել՝ լուծույթի ներմուծմամբ. |
Պետք է որոշել, թե որ աղը թթվային ռեակցիա կտա միջավայրին։ դա պետք է լինի ուժեղ թթվից առաջացած աղ և թույլ հիմք. Սա NH 4 NO 3 է: Ճիշտ պատասխան 1. |
|
Ա12. Հիդրոլիզը տեղի է ունենում, երբ լուծվում է ջրի մեջ. |
Միայն ուժեղ հիմքով և ուժեղ թթվով առաջացած աղերը հիդրոլիզ չեն անցնում։ Վերոհիշյալ բոլոր աղերը պարունակում են ուժեղ թթու անիոններ: Միայն AlCl 3-ը պարունակում է թույլ բազային կատիոն: Ճիշտ պատասխանը 4-ն է։ |
|
Ա 13. Չեն ենթարկվում հիդրոլիզի. 1. քացախաթթու 2. էթիլքացախաթթու 3. օսլա |
Հիդրոլիզ մենք ունենք մեծ նշանակությունՎ օրգանական քիմիա. Էսթերը, օսլան և սպիտակուցը ենթարկվում են հիդրոլիզի։ Ճիշտ պատասխան 1. |
|
A14. Ո՞ր թիվը է ներկայացնում մոլեկուլային հավասարման մի հատված: քիմիական ռեակցիա, որը համապատասխանում է C բազմակի իոնային հավասարմանը u 2+ +2 Օհ - → Cu(Օհ) 2 ↓? 1. Cu(OH) 2 + HCl→ 2. CuCO 3 + H 2 SO 4 → 3. CuO + HNO 3 → 4. CuSO 4 +KOH→ |
Համաձայն կրճատ հավասարման՝ հետևում է, որ անհրաժեշտ է վերցնել ցանկացած լուծվող միացություն, որը պարունակում է պղնձի իոն և հիդրօքսիդ: Թվարկված բոլոր պղնձի միացություններից միայն CuSO 4-ն է լուծելի, և միայն ջրային ռեակցիայի մեջ է OH- ։ Ճիշտ պատասխանը 4-ն է։ |
|
Ա15.Երբ ինչ նյութեր են փոխազդում, ծծմբի օքսիդ կթողարկվի:: 1. Na 2 SO 3 և HCl 2. AgNO 3 և K 2 SO 4 3. BaCO 3 և HNO 3 4. Na 2 S և HCl |
Առաջին ռեակցիան առաջացնում է անկայուն թթու H 2 SO 3, որը քայքայվում է ջրի և ծծմբի օքսիդի (IV) Ճիշտ պատասխան1.
|
II. Կարճ պատասխան և համապատասխան առաջադրանքներ:
|
1-ում. Արծաթի նիտրատի և նատրիումի հիդրօքսիդի ռեակցիայի լրիվ և կրճատված իոնային հավասարման բոլոր գործակիցների ընդհանուր գումարը հավասար է... |
Գրենք ռեակցիայի հավասարումը. 2AgNO 3 +2NaOH→Ag 2 O↓+ 2NaNO 3 +H 2 O Լրիվ իոնային հավասարում. 2Ag + +2NO 3 - +2Na + +2OH - →Ag 2 O↓+ 2Na + +2NO 3 - +H 2 O Կրճատված իոնային հավասարում. 2Ag + +2OH - →Ag 2 O↓+H 2 O Ճիշտ պատասխան՝ 20 |
|
2-ում: Գրե՛ք 1 մոլ կալիումի հիդրօքսիդի և 1 մոլ ալյումինի հիդրօքսիդի փոխազդեցության ամբողջական իոնային հավասարում։ Տրե՛ք իոնների թիվը հավասարման մեջ: |
KOH + Al(OH) 3 ↓→ K Լրիվ իոնային հավասարում. K + +OH - + Al(OH) 3 ↓ → K + + - Ճիշտ պատասխան՝ 4 իոն: |
|
3-ում: Համեմատեք աղի անվանումը հիդրոլիզի հետ ունեցած կապի հետ. Ա) ամոնիումի ացետատ 1. չի հիդրոլիզվում Բ) բարիումի սուլֆիդ 2. կատիոնով Բ) ամոնիումի սուլֆիդ 3. անիոնով Դ) նատրիումի կարբոնատ 4. կատիոնով և անիոնով |
Հարցին պատասխանելու համար պետք է վերլուծել, թե հիմքի ու թթվի ինչ ուժով են առաջանում այս աղերը։ Ճիշտ պատասխան A4 B3 C4 D3 |
|
4-ում։ Մեկ մոլ նատրիումի սուլֆատի լուծույթը պարունակում է 6.02նատրիումի իոններ. Հաշվե՛ք աղի տարանջատման աստիճանը։ |
Գրենք նատրիումի սուլֆատի էլեկտրոլիտիկ տարանջատման հավասարումը. Na 2 SO 4 ↔ 2Na + +SO 4 2- 0,5 մոլ նատրիումի սուլֆատ քայքայվել է իոնների։ |
|
5-ում։ Համեմատեք ռեակտիվները կրճատված իոնային հավասարումների հետ. 1. Ca(OH) 2 +HCl → A)NH 4 + +OH - →NH 3 +H 2 O 2. NH 4 Cl + NaOH → B) Al 3+ + OH - → Al(OH) 3 ↓ 3. AlCl 3 +KOH → B) H + +OH - →H 2 O 4. BaCl 2 +Na 2 SO 4 → D) Ba 2+ +SO 4 2- → BaSO 4 ↓ Ճիշտ պատասխան՝ B1 A2 B3 D4 |
|
|
6-ԻՆ: Գրի՛ր կրճատվածին համապատասխան ամբողջական իոնային հավասարումը. ՀԵՏՕ 3 2- +2 Հ + → CO 2 + Հ 2 Օ. Նշե՛ք մոլեկուլային և ընդհանուր իոնային հավասարումների գործակիցների գումարը: |
Դուք պետք է ընդունեք ցանկացած լուծվող կարբոնատ և ցանկացած լուծվող ուժեղ թթու: Մոլեկուլային: Na 2 CO 3 +2HCl→ CO 2 +H 2 O +2NaCl; Ամբողջական իոնային. 2Na + +CO 3 2- +2H + +2Cl - → CO 2 +H 2 O +2Na + +2Cl -; |
III.Առաջադրանքներ մանրամասն պատասխաններով
|
Հարց |