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 Hd+ — (NO3)5- 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:
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:
Багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто. Наприклад, ортофосфатна кислота дисоціює в три ступені:
Йони типу HPO^- , які містять Гідроген, що може відірватися в процесі дисоціації за ІІІ ступенем, отримують назву з префіксом гідроген- (це означає, що частинка містить один Н+), — гідроген-ортофосфат. Назва аніона H2PO- — 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-:
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:
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 дигідрогенорто-фосфату. 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-, SO^-. Які речовини були розчинені? Запропонуйте всі можливі варіанти відповіді.
Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Бутенко (поглиблений рівень)