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+, OH– находятся 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