Теория кислот и оснований


РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА

Реакции между ионами, образовавшимися в результате диссоциации электролитов, называются реакциями ионного обмена.

Правила составления ионных уравнений реакций

1. Нерастворимые в воде соединения (простые вещества, оксиды, некоторые кислоты, основания и соли) не диссоциируют и на ионы не расписываются.

2. Сумма электрических зарядов ионов в левой и в правой части уравнения должна быть одинаковой.

Порядок составления ионных уравнений реакции

1. Записывают молекулярное уравнение реакции:

MgCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl + Mg(NO3)2

2. Определяют растворимость каждого из веществ с помощью таблицы растворимости:

p p н p

MgCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Mg(NO3)2

3. Записывают полное ионное уравнение реакции

Mg2+ + 2Clˉ + 2Ag+ + 2NO3ˉ = 2AgCl↓ + Mg2+ + 2NO3ˉ

5. Составляют сокращенное ионное уравнение, сокращая одинаковые ионы с обеих сторон:

Mg2+ + 2Clˉ + 2Ag+ + 2NO3ˉ = 2AgCl↓ + Mg2+ + 2NO3ˉ

Ag+ + Clˉ = AgCl↓

Условия необратимости реакций ионного обмена

1. Если образуется осадок (↓):

Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2↓ + 2KNO3

Pb2+ + 2Iˉ = PbI2

2. Если выделяется газ (↑):

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2

CO32- + 2H+ = H2O + CO2

3. Если образуется малодиссоциированное вещество (H2O):

Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + 2H2O

H+ + OHˉ = H2O

В тех случаях, когда нет ионов, которые могут связываться между собой с образованием осадка, газа, малодиссоциированных соединений (H2O), реакции обмена обратимы.

На основании теории электролитической диссоциации Аррениус дал новые определения основаниям, кислотам и солям.

Кислоты – это электролиты, диссоциирующие с образованием катионов водорода Н+:

HNO3 = H+ + NO3ˉ

Диссоциация многоосновных кислот протекает по ступеням:

H3PO4 = H+ + H2PO4ˉ I ступень

H2PO4ˉ = H+ + HPO42ˉ II ступень

HPO42ˉ = H+ + PO43ˉ III ступень

Основания – это электролиты, диссоциирующие с образованием гидроксид-ионов ОНˉ:

NaOH = Na+ + OHˉ

Если основание содержит в молекуле несколько гидроксильных групп, то диссоциация будет происходить ступенчато:

Сa(OH)2 =СаОН+ + OHˉ I ступень

СaOH+ =Сa2+ + OHˉ II ступень

Уравнение полной диссоциации имеет следующий вид:

Сa(OH)2 = Сa2+ + 2OHˉ

Диссоциацию растворенной части амфотерного гидроксида можно представить следующей схемой:

H+ + МеO= МеOH = Ме+ + OH.

В насыщенном водном растворе амфотерного гидроксида ионы H+, МеO и Ме+, OHнаходятся в состоянии равновесия, поэтому амфотерные гидроксиды взаимодействуют и с кислотами и с основаниями. При добавлении кислоты равновесие смещается в сторону диссоциации по типу основания, при добавлении основания – в сторону диссоциации по типу кислоты.

Соли– это электролиты, диссоциирующие с образованием катионов, отличных от ионов Н+, и анионов, отличных от ионов ОНˉ:

NaCl = Na+ + Clˉ

KHCO3 = K+ + HCO3ˉ

AlOHCl2 = AlOH2+ + 2Clˉ