จบ
ขั้นตอนการแยกตัวของกรด ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่กับระดับความแตกแยก

ขั้นตอนการแยกตัวของกรด ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่กับระดับความแตกแยก

การแยกตัวด้วยไฟฟ้าเป็นกระบวนการสลายสาร (ซึ่งเป็นอิเล็กโทรไลต์) ซึ่งมักจะอยู่ในน้ำ ให้เป็นไอออนที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ

กรดในสารละลายที่เป็นน้ำสามารถแยกตัวออกเป็นไฮโดรเจนไอออนที่มีประจุบวก (H+) และสารตกค้างที่เป็นกรดที่มีประจุลบ (ตัวอย่างเช่น Cl - , SO 4 2- , NO 3 -) อดีตเรียกว่าไพเพอร์ แอนไอออนหลัง รสเปรี้ยวของสารละลายของกรดทั้งหมดเกิดจากไฮโดรเจนไอออนอย่างแม่นยำ

โมเลกุลของน้ำมีขั้ว ด้วยขั้วที่มีประจุลบ พวกมันดึงดูดอะตอมไฮโดรเจนของกรดมาที่ตัวมันเอง ในขณะที่โมเลกุลของน้ำอื่นๆ จะดึงดูดสารตกค้างที่เป็นกรดมาสู่ตัวมันเองด้วยขั้วที่มีประจุบวก หากพันธะระหว่างไฮโดรเจนกับกรดตกค้างในโมเลกุลของกรดไม่แรงพอ ก็จะแตกตัว ในขณะที่อิเล็กตรอนของอะตอมไฮโดรเจนยังคงอยู่ที่กรดตกค้าง

ในสารละลายของกรดแก่ โมเลกุลเกือบทั้งหมดจะแยกตัวออกเป็นไอออน ในกรดอ่อน ๆ การแตกตัวจะอ่อนลงและกระบวนการย้อนกลับจะเกิดขึ้น - ความสัมพันธ์ - เมื่อไอออนของกรดตกค้างและไฮโดรเจนก่อตัวเป็นพันธะและได้รับโมเลกุลของกรดที่เป็นกลางทางไฟฟ้าอีกครั้ง ดังนั้นในสมการการแยกตัวซึ่งมักจะใช้กับกรดแก่จะใช้เครื่องหมายเท่ากับหรือลูกศรทิศทางเดียวและสำหรับกรดอ่อน ๆ ลูกศรหลายทิศทางจึงเน้นว่ากระบวนการไปในทั้งสองทิศทาง

อิเล็กโทรไลต์ที่แรง ได้แก่ กรดไฮโดรคลอริก (HCl) กรดซัลฟิวริก (H 2 SO 4) กรดไนตริก (HNO 3) เป็นต้น อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ ได้แก่ ฟอสฟอริก (H 3 PO 4) ไนตรัส (HNO 2) ซิลิกอน (H 2 SiO 3 ) และอื่นๆ

โมเลกุลของกรดโมโนเบสิก (HCl, HNO 3 , HNO 2 เป็นต้น) สามารถแยกตัวออกเป็นไฮโดรเจนไอออนและกรดตกค้างหนึ่งตัวเท่านั้น ดังนั้นความแตกแยกจะเกิดขึ้นในขั้นตอนเดียวเสมอ

โมเลกุลของกรดโพลิเบสิก (H 2 SO 4 , H 3 PO 4 เป็นต้น) สามารถแยกตัวออกได้หลายขั้นตอน อย่างแรก ไฮโดรเจนไอออนหนึ่งตัวถูกแยกออกจากพวกมัน ส่งผลให้มีไฮโดร-แอนไอออนหลงเหลืออยู่ (เช่น HSO 4 - - ไฮโดรซัลเฟตไอออน) นี่เป็นขั้นตอนแรกของการแยกตัว นอกจากนี้ ไฮโดรเจนไอออนที่สองสามารถแยกออกได้ ส่งผลให้เหลือเพียงกรดตกค้าง (SO 4 2-) เท่านั้น นี่เป็นระยะที่สองของการแยกตัว

ดังนั้นจำนวนขั้นตอนของการแยกตัวด้วยไฟฟ้าขึ้นอยู่กับพื้นฐานของกรด (จำนวนอะตอมของไฮโดรเจนในนั้น)

การแยกตัวดำเนินไปอย่างง่ายดายที่สุดในช่วงแรก ในขั้นตอนต่อไป ความแตกแยกจะลดลง เหตุผลก็คือการแยกไฮโดรเจนไอออนที่มีประจุบวกออกจากโมเลกุลที่เป็นกลางง่ายกว่าการแยกจากโมเลกุลที่มีประจุลบ หลังจากขั้นตอนแรก ไฮโดรเจนไอออนที่เหลือจะถูกดึงดูดไปยังสารตกค้างที่เป็นกรดมากขึ้น เนื่องจากมีประจุลบมากกว่า

จากการเปรียบเทียบกับกรด เบสยังแยกตัวออกเป็นไอออน ในกรณีนี้จะเกิดไอออนบวกของโลหะและไฮดรอกไซด์แอนไอออน (OH -) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนกลุ่มไฮดรอกไซด์ในโมเลกุลฐาน การแตกตัวอาจเกิดขึ้นได้หลายขั้นตอน

ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้าเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน S. Arrhenius ในปี 1887

การแยกตัวด้วยไฟฟ้า- นี่คือการสลายตัวของโมเลกุลอิเล็กโทรไลต์ด้วยการก่อตัวของไอออนที่มีประจุบวก (ไพเพอร์) และประจุลบ (แอนไอออน) ในสารละลาย

ตัวอย่างเช่น กรดอะซิติกแยกตัวในลักษณะนี้ในสารละลายที่เป็นน้ำ:

CH 3 COOH⇄H + + CH 3 COO - .

การแยกตัวเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ แต่อิเล็กโทรไลต์ต่างกันจะแยกตัวออกจากกัน ระดับขึ้นอยู่กับลักษณะของอิเล็กโทรไลต์ ความเข้มข้น ลักษณะของตัวทำละลาย สภาพภายนอก (อุณหภูมิ ความดัน)

ระดับความแตกแยกα -อัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่สลายตัวเป็นไอออนต่อจำนวนโมเลกุลทั้งหมด:

α=v´(x)/v(x).

ระดับสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 0 ถึง 1 (ตั้งแต่ไม่มีการแยกตัวไปจนถึงความสมบูรณ์) ระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ ถูกกำหนดโดยการทดลอง ในระหว่างการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ จำนวนอนุภาคในสารละลายจะเพิ่มขึ้น ระดับความแตกแยกบ่งบอกถึงความแข็งแรงของอิเล็กโทรไลต์

แยกแยะ แข็งแกร่งและ อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ.

อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง- เหล่านี้เป็นอิเล็กโทรไลต์ซึ่งมีระดับความแตกแยกเกิน 30%

อิเล็กโทรไลต์กำลังปานกลาง- สิ่งเหล่านี้คือระดับความแตกแยกในช่วง 3% ถึง 30%

อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ- ระดับความแตกแยกในสารละลาย 0.1 M ในน้ำน้อยกว่า 3%

ตัวอย่างของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนและแรง

อิเล็กโทรไลต์ที่แรงในสารละลายเจือจางจะสลายตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ กล่าวคือ α = 1 แต่การทดลองแสดงให้เห็นว่าความแตกแยกไม่สามารถเท่ากับ 1 ได้ มีค่าโดยประมาณ แต่ไม่เท่ากับ 1 นี่ไม่ใช่ความแตกแยกที่แท้จริง แต่เป็นความแตกแยกที่ชัดเจน

ตัวอย่างเช่น ให้การเชื่อมต่อบางอย่าง α = 0.7. เหล่านั้น. ตามทฤษฎี Arrhenius 30% ของโมเลกุลที่ไม่แยกตัวจะ "ลอย" ในสารละลาย และ 70% เกิดไอออนอิสระ และทฤษฎีไฟฟ้าสถิตให้คำจำกัดความที่แตกต่างกันสำหรับแนวคิดนี้: ถ้า α \u003d 0.7 โมเลกุลทั้งหมดจะถูกแยกออกเป็นไอออน แต่ไอออนนั้นว่างเพียง 70% และอีก 30% ที่เหลือจะถูกผูกไว้ด้วยปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิต

ระดับความแตกแยกที่ชัดเจน

ระดับความแตกแยกขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวทำละลายและตัวถูกละลายเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับความเข้มข้นของสารละลายและอุณหภูมิด้วย

สมการการแตกตัวสามารถแสดงได้ดังนี้:

AK ⇄ A- + K + .

และระดับความแตกแยกสามารถแสดงได้ดังนี้

เมื่อความเข้มข้นของสารละลายเพิ่มขึ้น ระดับการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์จะลดลง เหล่านั้น. ค่าดีกรีสำหรับอิเล็กโทรไลต์ชนิดใดชนิดหนึ่งไม่ใช่ค่าคงที่

เนื่องจากการแตกตัวเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ สมการอัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถเขียนได้ดังนี้:

หากความแตกแยกเป็นสมดุล อัตราจะเท่ากันและเป็นผลให้เราได้ ค่าคงที่สมดุล(ค่าคงที่การแยกตัว):

K ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวทำละลายและอุณหภูมิ แต่ไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของสารละลาย จะเห็นได้จากสมการว่ายิ่งโมเลกุลไม่แยกตัวมากเท่าใด ค่าคงที่การแตกตัวของอิเล็กโทรไลต์ก็จะยิ่งต่ำลง

กรดโพลีเบสิกแยกออกจากกันเป็นขั้นๆ และแต่ละขั้นตอนมีค่าคงที่การแตกตัวเป็นของตัวเอง

หากกรดโพลีเบสิกแยกตัว โปรตอนตัวแรกจะถูกแยกออกได้ง่ายที่สุด และเมื่อประจุของประจุลบเพิ่มขึ้น แรงดึงดูดจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นโปรตอนจะถูกแยกออกได้ยากกว่ามาก ตัวอย่างเช่น,

ค่าคงที่การแยกตัวของกรดฟอสฟอริกในแต่ละขั้นตอนควรแตกต่างกันมาก:

ฉัน - เวที:

II - เวที:

III - เวที:

ในระยะแรก กรดฟอสฟอริกเป็นกรดที่มีความแรงปานกลาง และในระยะที่ 2 จะอ่อน ระยะที่ 3 จะอ่อนมาก

ตัวอย่างค่าคงที่สมดุลสำหรับสารละลายอิเล็กโทรไลต์บางชนิด

พิจารณาตัวอย่าง:

หากเติมทองแดงที่เป็นโลหะลงในสารละลายที่มีไอออนเงิน ในช่วงเวลาที่สมดุล ความเข้มข้นของไอออนของทองแดงควรมากกว่าความเข้มข้นของเงิน

แต่ค่าคงที่มีค่าต่ำ:

AgCl⇄Ag + +Cl - .

ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อถึงจุดสมดุล ซิลเวอร์คลอไรด์ก็ละลายไปเพียงเล็กน้อย

ความเข้มข้นของทองแดงและโลหะเงินจะถูกนำเข้าสู่ค่าคงที่สมดุล

ผลิตภัณฑ์อิออนของน้ำ

ตารางด้านล่างมีข้อมูล:

ค่าคงที่นี้เรียกว่า ผลิตภัณฑ์ไอออนของน้ำซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น ตามการแยกตัวออก มีไฮดรอกไซด์หนึ่งไอออนสำหรับ 1 H + ไอออน ในน้ำบริสุทธิ์ ความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้จะเท่ากัน: [ ชม + ] = [โอ้ - ].

เพราะฉะนั้น, [ ชม + ] = [โอ้- ] = = 10-7 โมล/ลิตร

หากเติมสารแปลกปลอม เช่น กรดไฮโดรคลอริก ลงในน้ำ ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนจะเพิ่มขึ้น แต่ผลิตภัณฑ์ไอออนของน้ำไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น

และถ้าคุณเติมอัลคาไล ความเข้มข้นของไอออนจะเพิ่มขึ้น และปริมาณไฮโดรเจนจะลดลง

ความเข้มข้นและเชื่อมโยงถึงกัน ยิ่งค่าหนึ่งมาก ค่าอื่นๆ ก็ยิ่งน้อยลง

ความเป็นกรดของสารละลาย (pH)

ความเป็นกรดของสารละลายมักจะแสดงโดยความเข้มข้นของไอออน เอช + .ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด pH<10 -7 моль/л, в нейтральных - pH\u003d 10 -7 mol / l เป็นด่าง - pH> 10 -7 โมล/ลิตร
ความเป็นกรดของสารละลายแสดงในรูปลอการิทึมลบของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน เรียกว่า pH.

pH = -lg[ ชม + ].

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่กับระดับความแตกแยก

พิจารณาตัวอย่างการแยกตัวของกรดอะซิติก:

ลองหาค่าคงที่:

ความเข้มข้นของฟันกราม ซ=1/วี, เราแทนค่าลงในสมการและรับ:

สมการเหล่านี้คือ โดยกฎการผสมพันธุ์ของ W. Ostwaldตามค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเจือจางของสารละลาย

ในการแยกตัวของกรด บทบาทของไพเพอร์เล่นโดย ไฮโดรเจนไอออน(H +) ไม่มีไอออนบวกอื่น ๆ เกิดขึ้นในระหว่างการแยกตัวของกรด:

HF ↔ H + + F - HNO 3 ↔ H + + NO 3 -

มันคือไฮโดรเจนไอออนที่ทำให้กรดมีคุณสมบัติเฉพาะ: รสเปรี้ยว สีแดงของตัวบ่งชี้ และอื่นๆ

ไอออนลบ (แอนไอออน) แยกออกจากโมเลกุลกรดคือ กรดตกค้าง.

ลักษณะหนึ่งของการแตกตัวของกรดคือความเป็นเบส - จำนวนของไฮโดรเจนไอออนที่มีอยู่ในโมเลกุลของกรดที่สามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการแยกตัวออกจากกัน:

กรดโมโนเบสิก: HCl, HF, HNO 3 ;
กรดไดเบสิก: H 2 SO 4, H 2 CO 3;
กรดไทรเบสิก: H 3 PO 4 .

กระบวนการแยกไฮโดรเจนไอออนบวกในกรดโพลีเบสิกออกเป็นขั้นตอน โดยเริ่มจากไอออนไฮโดรเจนที่หนึ่งก่อน จากนั้นจึงแยกอีก (ที่สาม)

การแยกตัวของกรด dibasic แบบเป็นขั้นตอน:

H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - HSO 4 - ↔ H + + HSO 4 2-

การแยกตัวของกรดไทรเบสิกแบบเป็นขั้นตอน:

H 3 PO 4 ↔ H + + H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - ↔ H + + HPO 4 2- HPO 4 2- ↔ H + + PO 4 3-

ในการแยกตัวของกรดโพลิเบสิก ระดับสูงสุดของการแยกตัวจะอยู่ที่ระยะแรก ตัวอย่างเช่นเมื่อแยกกรดฟอสฟอริกระดับการแยกตัวของระยะแรกคือ 27% ที่สอง - 0.15%; ที่สาม - 0.005%

ความแตกแยกฐาน

ในการแตกตัวของเบส บทบาทของแอนไอออนเล่นโดย ไอออนไฮดรอกไซด์(OH -) ไม่มีแอนไอออนอื่นเกิดขึ้นในระหว่างการแยกตัวของเบส:

NaOH ↔ นา + + OH -

ความเป็นกรดของเบสถูกกำหนดโดยจำนวนของไฮดรอกไซด์ไอออนที่เกิดขึ้นระหว่างการแยกตัวของโมเลกุลเบสหนึ่งตัว:

เบสกรดเดี่ยว - KOH, NaOH;
เบสไดแอซิด - Ca (OH) 2;
ฐานไตรกรด - อัล (OH) 3

เบส Polyacid แยกออกจากกันโดยการเปรียบเทียบกับกรดในขั้นตอน - ในแต่ละขั้นตอนไฮดรอกไซด์ไอออนหนึ่งตัวจะถูกแยกออก:

สารบางชนิดสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งกรด (แยกตัวด้วยการกำจัดไฮโดรเจนไอออนบวก) และเป็นเบส (แยกตัวออกจากไอออนของไฮดรอกไซด์) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาวะ สารดังกล่าวเรียกว่า แอมโฟเทอริก(ดูปฏิกิริยากรด-เบส)

การแยกตัวของ Zn(OH) 2 เป็นฐาน:

Zn(OH) 2 ↔ ZnOH + + OH - ZnOH + ↔ Zn 2+ + OH -

การแยกตัวของ Zn(OH) 2 เป็นกรด:

Zn(OH) 2 + 2H 2 O ↔ 2H + + 2-

การแยกตัวของเกลือ

เกลือแยกตัวในน้ำเป็นไอออนของกรดตกค้างและไอออนบวกของโลหะ (หรือสารประกอบอื่นๆ)

การจำแนกการแยกตัวของเกลือ:

เกลือธรรมดา (กลาง)ได้มาจากการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนทั้งหมดในกรดด้วยอะตอมของโลหะพร้อมกันอย่างสมบูรณ์ - สิ่งเหล่านี้คืออิเล็กโทรไลต์ที่แรงซึ่งแยกตัวออกจากน้ำอย่างสมบูรณ์ด้วยการก่อตัวของ catoins โลหะและกรดตกค้างเดียว: NaNO 3, Fe 2 (SO 4) 3, เค 3 ป.4
เกลือกรดประกอบด้วยอะตอมของโลหะและกรดตกค้างในองค์ประกอบของพวกเขา อะตอมไฮโดรเจนอีกหนึ่ง (หลาย) พวกมันแยกตัวเป็นขั้นเป็นตอนด้วยการก่อตัวของไอออนบวกของโลหะ แอนไอออนของกรดตกค้างและไฮโดรเจนไอออนบวก: NaHCO 3, KH 2 PO 4 , NaH 2 PO 4
เกลือพื้นฐานประกอบด้วยในองค์ประกอบของพวกเขานอกเหนือไปจากอะตอมของโลหะและกรดตกค้างหนึ่ง (หลาย) กลุ่มไฮดรอกซิล - พวกมันแยกออกจากการก่อตัวของไอออนบวกของโลหะ, แอนไอออนของกรดตกค้างและไฮดรอกไซด์ไอออน: (CuOH) 2 CO 3, Mg (OH) คล.
เกลือคู่ได้มาจากการแทนที่พร้อมกันของอะตอมไฮโดรเจนในกรดด้วยอะตอมของโลหะต่างๆ: KAl(SO 4) 2
เกลือผสมแยกตัวออกเป็นไอออนบวกของโลหะและแอนไอออนของกรดตกค้างหลายชนิด: CaClBr.

การแยกตัวของเกลือปกติ: K 3 PO 4 ↔ 3K + + PO 4 3- การแยกตัวของเกลือกรด: NaHCO 3 ↔ Na + + HCO 3 - HCO 3 - ↔ H+ + CO 3 2- การแยกตัวของเกลือพื้นฐาน: Mg(OH)Cl ↔ Mg (OH) + + Cl - Mg(OH) + ↔ Mg 2+ + OH - การแยกตัวของเกลือเป็นสองเท่า: KAl(SO 4) 2 ↔ K + + Al 3+ + 2SO 4 2- การแยกตัวของเกลือแบบผสม: CaClBr ↔ Ca 2+ + Cl - + Br -

สารละลายที่เป็นน้ำของสารบางชนิดเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า สารเหล่านี้จัดอยู่ในประเภทอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์คือกรด เบส และเกลือ ละลายของสารบางชนิด

คำนิยาม

กระบวนการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์เป็นไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำและละลายภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้าเรียกว่า การแยกตัวด้วยไฟฟ้า.

สารละลายของสารบางชนิดในน้ำไม่นำไฟฟ้า สารดังกล่าวเรียกว่าไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ ซึ่งรวมถึงสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด เช่น น้ำตาลและแอลกอฮอล์

ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า

ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้าถูกกำหนดโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน S. Arrhenius (1887) บทบัญญัติหลักของทฤษฎีของ S. Arrhenius:

- อิเล็กโทรไลต์เมื่อละลายในน้ำสลายตัว (แยกตัว) เป็นไอออนที่มีประจุบวกและลบ

- ภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้า ไอออนที่มีประจุบวกจะเคลื่อนไปทางแคโทด (ไพเพอร์) และประจุลบจะเคลื่อนไปทางแอโนด (แอนไอออน)

— ความแตกแยกเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้

KA ↔ K + + A −

กลไกการแยกตัวด้วยไฟฟ้าประกอบด้วยปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับไดโพลน้ำ (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. การแยกตัวด้วยไฟฟ้าของสารละลายโซเดียมคลอไรด์

สารที่มีพันธะไอออนิกจะแยกตัวออกได้ง่ายที่สุด ในทำนองเดียวกัน ความแตกแยกเกิดขึ้นในโมเลกุลที่เกิดขึ้นตามประเภทของพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้ว (ลักษณะของอันตรกิริยาคือไดโพล-ไดโพล)

การแตกตัวของกรด เบส เกลือ

ในระหว่างการแยกตัวของกรดไฮโดรเจนไอออน (H +) หรือมากกว่านั้นไฮโดรเนียมไอออน (H 3 O +) จะเกิดขึ้นเสมอซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบต่อคุณสมบัติของกรด (รสเปรี้ยวการกระทำของตัวชี้วัดปฏิสัมพันธ์กับฐาน ฯลฯ .)

HNO 3 ↔ H + + NO 3 -

ในระหว่างการแยกตัวของเบส ไฮโดรเจนไฮดรอกไซด์ไอออน (OH -) จะเกิดขึ้นเสมอ ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบต่อคุณสมบัติของเบส (การเปลี่ยนสีของตัวบ่งชี้ ปฏิกิริยากับกรด ฯลฯ)

NaOH ↔ นา + + OH −

เกลือเป็นอิเล็กโทรไลต์ในระหว่างการแยกตัวของโลหะไอออนบวก (หรือแอมโมเนียมไอออนบวก NH 4 +) และประจุลบของกรดตกค้าง

CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl -

กรดและเบสโพลิเบสิกแยกตัวเป็นขั้นๆ

H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - (ระยะฉัน)

HSO 4 − ↔ H + + SO 4 2- (ระยะ II)

Ca (OH) 2 ↔ + + OH - (ระยะ I)

+ ↔ Ca 2+ + OH -

ระดับความแตกแยก

ในบรรดาอิเล็กโทรไลต์สารละลายที่อ่อนแอและแข็งแรงนั้นมีความโดดเด่น ในการอธิบายลักษณะการวัดนี้มีแนวคิดและขนาดของระดับความแตกแยก () ระดับความแตกแยกคืออัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่แยกตัวเป็นไอออนต่อจำนวนโมเลกุลทั้งหมด มักแสดงเป็น %

อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอรวมถึงสารซึ่งในสารละลายทศนิยม (0.1 โมล / ลิตร) ระดับการแยกตัวจะน้อยกว่า 3% อิเล็กโทรไลต์ที่แรงรวมถึงสารซึ่งในสารละลายเดซิโมลาร์ (0.1 โมล / ลิตร) ระดับการแยกตัวมากกว่า 3% สารละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่แรงไม่มีโมเลกุลที่ไม่แยกจากกัน และกระบวนการของการรวมตัว (การเชื่อมโยง) นำไปสู่การก่อตัวของไฮเดรตไอออนและคู่ไอออน

ระดับการแตกตัวได้รับอิทธิพลเป็นพิเศษจากธรรมชาติของตัวทำละลาย ลักษณะของตัวถูกละลาย อุณหภูมิ (สำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่แรง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ระดับการแยกตัวลดลง และสำหรับอิเล็กโทรไลต์อ่อน จะผ่านช่วงอุณหภูมิสูงสุด 60 o C) ความเข้มข้นของสารละลาย การนำไอออนที่มีชื่อเดียวกันเข้าไปในสารละลาย

อิเล็กโทรไลต์ Amphoteric

มีอิเล็กโทรไลต์ที่เมื่อแยกตัวจะสร้างทั้งไอออน H + และ OH อิเล็กโทรไลต์ดังกล่าวเรียกว่า amphoteric เช่น Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2, Al (OH) 3, Cr (OH) 3 เป็นต้น

H + +RO − ↔ ROH ↔ R + + OH −

สมการปฏิกิริยาไอออนิก

ปฏิกิริยาในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในน้ำคือปฏิกิริยาระหว่างไอออน - ปฏิกิริยาไอออนิกซึ่งเขียนโดยใช้สมการไอออนิกในรูปแบบโมเลกุล ไอออนิกเต็ม และรูปอิออนรีดิวซ์ ตัวอย่างเช่น:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (รูปแบบโมเลกุล)

บา 2+ + 2 Cl − + 2 นา+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 นา + + 2 Cl− (รูปแบบอิออนเต็ม)

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (รูปแบบไอออนิกแบบย่อ)

ค่า pH

น้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ ดังนั้นกระบวนการแยกตัวจึงดำเนินไปในระดับเล็กน้อย

H 2 O ↔ H + + OH -

กฎของการกระทำมวลสามารถนำไปใช้กับสมดุลใดๆ และนิพจน์สำหรับค่าคงที่สมดุลสามารถเขียนได้:

เค = /

ความเข้มข้นที่สมดุลของน้ำจึงเป็นค่าคงที่

K = = KW

ความเป็นกรด (ความเป็นด่าง) ของสารละลายในน้ำนั้นแสดงออกอย่างสะดวกในแง่ของลอการิทึมทศนิยมของความเข้มข้นโมลาร์ของไฮโดรเจนไอออน ถ่ายด้วยเครื่องหมายตรงข้าม ค่านี้เรียกว่าค่า pH (pH)

ใช้. การแยกตัวด้วยไฟฟ้าของเกลือ กรด ด่าง ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน ไฮโดรไลซิสของเกลือ
สารละลายและความเข้มข้นของสารละลาย ระบบกระจายตัว การแยกตัวด้วยไฟฟ้า การไฮโดรไลซิส

ในบทเรียนนี้ คุณจะสามารถทดสอบความรู้ของคุณในหัวข้อ "การสอบแบบรวมศูนย์ การแยกตัวด้วยไฟฟ้าของเกลือ กรด ด่าง ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน การไฮโดรไลซิสของเกลือ คุณจะพิจารณาการแก้ปัญหาจากการสอบ Unified State ของกลุ่ม A, B และ C ในหัวข้อต่างๆ: "การแก้ปัญหาและความเข้มข้น", "การแยกตัวด้วยไฟฟ้า", "ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนและการไฮโดรไลซิส" ในการแก้ปัญหาเหล่านี้ นอกเหนือจากการรู้หัวข้อที่พิจารณาแล้ว คุณต้องสามารถใช้ตารางการละลายของสาร รู้วิธีสมดุลอิเล็กตรอน และมีแนวคิดเกี่ยวกับการย้อนกลับและปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้

หัวข้อ: สารละลายและความเข้มข้น, ระบบกระจาย, การแยกตัวด้วยไฟฟ้า

บทเรียน: ใช้ การแยกตัวด้วยไฟฟ้าของเกลือ กรด ด่าง ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน ไฮโดรไลซิสของเกลือ

ฉัน. การเลือกหนึ่งตัวเลือกที่ถูกต้องจาก 4 ตัวเลือกที่มีให้

คำถาม

ความคิดเห็น

A1. อิเล็กโทรไลต์ที่แรงคือ:

ตามคำนิยาม อิเล็กโทรไลต์ที่แรงคือสารที่สลายตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ในสารละลายที่เป็นน้ำ CO 2 และ O 2 ไม่สามารถเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แรงได้ H 2 S เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ

คำตอบที่ถูกต้อง 4.

A2. สารที่แยกตัวกับไอออนของโลหะและไฮดรอกไซด์ไอออนเท่านั้น ได้แก่

1. กรด

2. ด่าง

4. แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์

ตามคำนิยาม สารประกอบที่เมื่อแยกตัวออกจากสารละลายในน้ำ จะเกิดเฉพาะแอนไอออนของไฮดรอกไซด์เท่านั้นที่เรียกว่าเบส เฉพาะไฮดรอกไซด์อัลคาไลและแอมโฟเทอริกเท่านั้นที่เหมาะสำหรับคำจำกัดความนี้ แต่ในคำถาม ดูเหมือนว่าสารประกอบควรแยกตัวออกเป็นไอออนบวกของโลหะและแอนไอออนของไฮดรอกไซด์เท่านั้น ไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริกแตกตัวเป็นขั้นๆ ดังนั้นไฮดรอกโซเมทัลอิออนจึงอยู่ในสารละลาย

คำตอบที่ถูกต้อง 2.

A3. ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนจะสิ้นสุดลงด้วยการก่อตัวของสารที่ไม่ละลายน้ำระหว่าง:

1. NaOH และ MgCl 2

2. NaCl และ CuSO 4

3. CaCO 3 และ HCl (สารละลาย)

ในการตอบ คุณต้องเขียนสมการเหล่านี้และดูในตารางการละลายเพื่อดูว่าผลิตภัณฑ์มีสารที่ไม่ละลายน้ำหรือไม่ นี่คือปฏิกิริยาแรกของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ Mg (OH) 2

คำตอบที่ถูกต้อง 1.

A4. ผลรวมของสัมประสิทธิ์ทั้งหมดในรูปอิออนเต็มและรีดิวซ์ในปฏิกิริยาระหว่างเฟ(ไม่ 3 ) 2 +2 NaOHเท่ากับ:

Fe(NO 3) 2 +2NaOH Fe(OH) 2 ↓ +2Na NO 3 โมเลกุล

Fe 2+ +2NO 3 - +2Na+2OH - Fe(OH) 2 ↓ +2Na + +2 NO 3 - สมการไอออนิกที่สมบูรณ์ ผลรวมของสัมประสิทธิ์คือ 12

Fe 2+ + 2OH - Fe(OH) 2 ↓ ตัวย่อ ionic ผลรวมของสัมประสิทธิ์คือ 4

คำตอบที่ถูกต้อง 4.

A5. สมการปฏิกิริยาไอออนิกแบบย่อ H + + OH - → H 2 O สอดคล้องกับปฏิกิริยา:

2. NaOH (Р-Р) + HNO 3

3. Cu(OH) 2 + HCl

4. CuO + H 2 SO 4

สมการแบบย่อนี้สะท้อนถึงปฏิกิริยาระหว่างเบสแก่กับกรดแก่ ฐานมีให้เลือก 2 และ 3 ตัวเลือก แต่ Cu (OH) 2 เป็นเบสที่ไม่ละลายน้ำ

คำตอบที่ถูกต้อง 2.

A6. ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนจะเสร็จสิ้นเมื่อสารละลายถูกระบายออก:

1. โซเดียมไนเตรตและโพแทสเซียมซัลเฟต

2. โพแทสเซียมซัลเฟตและกรดไฮโดรคลอริก

3. แคลเซียมคลอไรด์และซิลเวอร์ไนเตรต

4. โซเดียมซัลเฟตและโพแทสเซียมคลอไรด์

ให้เราเขียนว่าปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนระหว่างสารแต่ละคู่จะเกิดขึ้นได้อย่างไร

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

จากตารางการละลายจะเห็นว่า AgCl↓

คำตอบที่ถูกต้อง 3.

A7. ในสารละลายที่เป็นน้ำ มันจะแยกตัวออกเป็นขั้นตอน:

กรดพอลิเบสิกผ่านการแยกตัวแบบเป็นขั้นตอนในสารละลายที่เป็นน้ำ ในบรรดาสารเหล่านี้ มีเพียง H 2 S เท่านั้นที่เป็นกรด

คำตอบที่ถูกต้อง 3.

A8. สมการปฏิกิริยา CuCl 2 +2 เกาะ→ Cu(โอ้) 2 ↓+2 KClสอดคล้องกับสมการไอออนิกแบบย่อ:

1. СuCl 2 + 2OH - → Cu 2+ + 2OH - + 2Cl -

2. Сu 2+ +KOH→Cu(OH) 2 ↓+K +

3. Cl - +K + →KCl

4. Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓

มาเขียนสมการไอออนิกแบบเต็มกัน:

Cu 2+ + 2Cl - + 2K + + 2OH - → Cu (OH) 2 ↓ + 2K + + 2Cl -

เราแยกไอออนที่ไม่ผูกมัด เราจะได้สมการไอออนิกที่ลดลง

Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓

คำตอบที่ถูกต้อง 4.

A9. ปฏิกิริยาเกือบจะเสร็จสิ้น:

1. นา 2 SO 4 + KCl→

2. H 2 SO 4 + BaCl 2 →

3. KNO 3 + NaOH →

4. นา 2 SO 4 + CuCl 2 →

มาเขียนปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนสมมุติฐานกัน:

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

นา 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2NaCl

ตามตารางการละลาย เราจะเห็น BaSO 4 ↓

คำตอบที่ถูกต้อง 2.

A10. สารละลายมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง:

2. (NH 4) 2 SO 4

สารละลายที่เป็นน้ำของเกลือที่เกิดจากเบสแก่และกรดแก่เท่านั้นที่มีสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง NaNO3 เป็นเกลือที่เกิดจาก NaOH เบสแก่และกรดแก่ HNO3

คำตอบที่ถูกต้อง 1.

A11. ความเป็นกรดของดินสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการแนะนำวิธีการแก้ปัญหา:

จำเป็นต้องกำหนดว่าเกลือชนิดใดจะให้ปฏิกิริยากรดของตัวกลาง ต้องเป็นเกลือที่เกิดจากกรดแก่และ ฐานที่อ่อนแอ. นี่คือ NH 4 NO 3

คำตอบที่ถูกต้อง 1.

A12. ไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นเมื่อละลายในน้ำ:

เกลือที่เกิดจากเบสแก่และกรดแก่เท่านั้นที่ไม่ผ่านการไฮโดรไลซิส เกลือทั้งหมดข้างต้นมีแอนไอออนของกรดแก่ เฉพาะ AlCl 3 เท่านั้นที่มีไอออนบวกฐานอ่อน

คำตอบที่ถูกต้อง 4.

A 13. ไม่ผ่านการไฮโดรไลซิส:

1. กรดอะซิติก

2. กรดอะซิติก เอทิล เอสเตอร์

3. แป้ง

เรามีไฮโดรไลซิส สำคัญมากใน เคมีอินทรีย์. เอสเทอร์ แป้ง และโปรตีนผ่านการไฮโดรไลซิส

คำตอบที่ถูกต้อง 1.

A14. จำนวนใดแสดงถึงเศษส่วนของสมการโมเลกุล ปฏิกิริยาเคมีสอดคล้องกับสมการไอออนิกหลายตัว C ยู 2+ +2 โอ้ - → Cu(โอ้) 2 ↓?

1. Cu(OH) 2 + HCl →

2. CuCO 3 + H 2 SO 4 →

3. CuO + HNO 3 →

4. CuSO4 +KOH→

ตามสมการที่ลดลง ตามด้วยคุณต้องนำสารประกอบที่ละลายน้ำได้ซึ่งมีไอออนของทองแดงและไฮดรอกไซด์ไอออน จากสารประกอบทองแดงทั้งหมดข้างต้น มีเพียง CuSO 4 เท่านั้นที่ละลายน้ำได้ และมีเพียง OH - ในปฏิกิริยาที่เป็นน้ำเท่านั้น

คำตอบที่ถูกต้อง 4.

A15.สารใดทำปฏิกิริยาเพื่อผลิตซัลเฟอร์ออกไซด์:

1. Na 2 SO 3 และ HCl

2. AgNO 3 และ K 2 SO 4

3. BaCO 3 และ HNO 3

4. Na 2 S และ HCl

ในปฏิกิริยาแรกจะได้กรดที่ไม่เสถียร H 2 SO 3 ซึ่งสลายตัวเป็นน้ำและซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV)

คำตอบที่ถูกต้อง1.

II. งานที่มีคำตอบสั้น ๆ และตรงกัน

ใน 1 ผลรวมของสัมประสิทธิ์ทั้งหมดในสมการไอออนิกแบบเต็มและตัวย่อสำหรับปฏิกิริยาระหว่างซิลเวอร์ไนเตรตกับโซเดียมไฮดรอกไซด์คือ ...

มาเขียนสมการปฏิกิริยากัน:

2AgNO 3 +2NaOH→Ag 2 O↓+ 2NaNO 3 +H 2 O

สมการไอออนิกแบบเต็ม:

2Ag + +2NO 3 - +2Na + +2OH - →Ag 2 O↓+ 2Na + +2NO 3 - +H 2 O

สมการไอออนิกแบบย่อ:

2Ag + +2OH - →Ag 2 O↓+H 2 O

คำตอบที่ถูกต้อง: 20

ใน 2 ทำสมการไอออนิกที่สมบูรณ์สำหรับปฏิกิริยาระหว่างโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 1 โมลกับอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ 1 โมล ป้อนจำนวนไอออนในสมการ

KOH + อัล(OH) 3 ↓→ K

สมการไอออนิกแบบเต็ม:

K + +OH - + อัล(OH) 3 ↓ → K + + -

คำตอบที่ถูกต้อง: 4 ไอออน

ที่ 3 สร้างความสัมพันธ์ระหว่างชื่อของเกลือกับความสัมพันธ์กับไฮโดรไลซิส:

A) แอมโมเนียมอะซิเตท 1. ไม่ไฮโดรไลซ์

B) แบเรียมซัลไฟด์ 2. โดยไอออนบวก

C) แอมโมเนียมซัลไฟด์ 3. โดยประจุลบ

D) โซเดียมคาร์บอเนต 4. โดยไอออนบวกและประจุลบ

ในการตอบคำถาม คุณต้องวิเคราะห์ความแรงของเบสและกรดที่ก่อตัวเป็นเกลือเหล่านี้

คำตอบที่ถูกต้อง A4 B3 C4 D3

ที่ 4 สารละลายโซเดียมซัลเฟต 1 โมลประกอบด้วย 6.02โซเดียมไอออน คำนวณระดับความแตกตัวของเกลือ

ลองเขียนสมการการแยกตัวด้วยไฟฟ้าของโซเดียมซัลเฟต:

นา 2 SO 4 ↔ 2Na + + SO 4 2-

สลายตัวเป็นไอออนโซเดียมซัลเฟต 0.5 โมล

ที่ 5. สร้างความสัมพันธ์ระหว่างรีเอเจนต์กับสมการไอออนิกแบบย่อ:

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 ↓

คำตอบที่ถูกต้อง: C1 A2 B3 D4

ที่ 6. เขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์ซึ่งสอดคล้องกับค่าที่ลดลง:

จากโอ 3 2- +2 ชม + → CO 2 + ชม 2 โอ. ระบุผลรวมของสัมประสิทธิ์ในสมการโมเลกุลและสมการไอออนิกแบบเต็ม

คุณต้องใช้คาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้และกรดแก่ที่ละลายน้ำได้

โมเลกุล:

นา 2 CO 3 + 2HCl → CO 2 + H 2 O + 2NaCl;
ผลรวมของสัมประสิทธิ์คือ7

ไอออนิกเต็ม:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2Cl - → CO 2 + H 2 O + 2Na + + 2Cl -;
ผลรวมของสัมประสิทธิ์คือ13

สาม.Assignments พร้อมคำตอบโดยละเอียด

คำถาม