Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Реакции обмена в растворах электролитов




Электролитыэто вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток. Распад молекул вещества на ионы называется электролитической диссоциацией. К электролитам относятся кислоты, основания, соли. Кислотыэто электролиты, диссоциирующие в растворах с образованием катионов водорода: HCN ↔ H+ + CN; H2SO4 = 2H+ + SO42-. Основанияэлектролиты, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов:

NH4OH ↔ NH4+ + OH; Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH. Существуют электролиты, которые могут диссоциировать по типу кислоты и по типу основания, такие электролиты называются амфотерными. К ним относятся гидроксиды амфотерных элементов, а также гидроксиды металлов, находящихся в промежуточной степени окисления, например: Be(OH)2, Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3 и многие другие. Диссоциацию растворенной части амфотерного гидроксила по обоим типам можно представить следующей схемой:

H+ + RO ↔ ROH ↔ R+ + OH.

В насыщенном водном растворе амфотерного гидроксида ионы H+, RO и R+, 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.

Солиэлектролиты, которые при растворении в воде диссоциируют, отщепляя положительные ионы, отличные от ионов водорода и отрицательные, отличные от гидроксид-ионов.Соли средние, кислые и основные диссоциируют:

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO42-; CuOHCl ↔ CuOH+ + Cl; KHCO3 = K+ + HCO3.

По способности к диссоциации электролиты делятся на сильные и слабые. У сильных электролитов в растворе диссоциируют на ионы практически все молекулы, у слабых - лишь часть молекул. К сильным электролитам относятся почти все соли, основания щелочных и щелочноземельных металлов, а из важнейших кислот: HClO4, H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HJ, HMnO4.

К слабым электролитам относятся почти все органические кислоты, например, CH3COOH, неорганические соединения: H2CO3, H2SO3, H2SiO3, HCN, HNO2, H3PO4, HF, NH4OH, H2O и т. д.

Реакции в растворах электролитов протекают между ионами и идут необратимо, если в результате реакции образуются осадки, газы и слабые электролиты. Обычно такие реакции изображаются при помощи ионно-молекулярных уравнений. Осадки, газы и слабые электролиты пишутся в виде молекул, хорошо растворимые сильные электролиты – в виде ионов.

Рассмотрим типичные варианты реакций в растворах электролитов:

а) 3АgNO3 + FeCl3 = Fe(NO3)3 + 3AgCl↓ – молекулярное уравнение

3Ag+ + 3NO3- + Fe3+ + 3NO3- + 3AgCl↓ – полное ионное уравнение

Ag+ + Cl-= AgCl↓ - сокращенное ионное уравнение

б) .Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2

2Na+ + CO32- + 2H+ + SO4- = 2Na+ + SO42- + H2O + CO2

2H+ + CO32- = H2O + CO2↑.

в) HCI + NaOH = NaCI + H2O

H+ + CI- + Na+ + OH= N a+ + CI + H2O

H+ + ОH = H2O

При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения. Одинаковые ионы из обеих частей уравнения исключаются.

Примеры решения задач

Пример 10.1.Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:

а) Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O

б) H3PO4 + 3OH- = PO43- + PO43- + 3H2O

в) HCO3 + OH- = CO32- + H2O

Решение.В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны ионы, которые образуются при диссоциации сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:

а) Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O

б) H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O

в) KHCO3 + KOH = K2CO3 + H2O

При решении подобных заданий следует пользоваться таблицей №2 (приложение).

Пример 10.2.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, подтверждающие амфотерный характер гидроксида свинца.

Решение. Амфотерные электролиты могут диссоциировать по типу кислоты и основания, поэтому Pb(OH)2 может растворяться как в кислоте, проявляя свойство основания, так и в щелочи, проявляя свойства кислоты:

а) как основание: Pb(OH)2 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + 2H2O

Pb(OH)2 + 2H+ = Pb2+ + 2H2O

б) как кислота: Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pb(OH)4]

Pb(OH)2 + 2OH = [Pb(OH)4]2-

Схема диссоциации Pb(OH)2 выглядит так:

2H+ + [Pb(OH)4]2-- ↔ Pb(OH)2 + 2H2O ↔ [Pb(H2O)2]2+ +2OH

Задачи

181. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) K2S и CuSO4; б) AgNO3 и NH4Cl;

в) Na2SiO3 и H2SO4; г) CaCO3 и HNO3.

182. Составьте по два молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3; б) H+ + OH- = H2O; в) Cu2+ + S2- = CuS.

183. Можно ли приготовить раствор, содержащий одновременно следующие пары веществ: а) KOH и Ba(NO3)2; б) Cr(OH)3 и NaOH; в) Pb(NO3)2 и KCl; г) CuCl2 и Na2S? Представьте возможные реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

184. Смешивают попарно растворы: а) KOH и Mg (NO3)2; б) Li2СO3 и HCI; в) Fe(NO3)3 и KOH; г) NH4CI и NaOH. В каких случаях реакции практически пойдут до конца? Представьте их в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

185. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) BaCO3 и HNO3; б) Fe2(SO4)3 и KOH; в) HCl и K2S; г) CH3COOK и HCl.

186. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Mg(OH)2 и CH3COOH; б) NH4Cl и NaOH; в) Ca(OH)2 и K2CrO4; г) AlCl3 и Ba(OH)2.

187. Смешивают попарно растворы: а) K2SO3 и HCl; б) Na2SO4 и KCl; в) CH3COONa и HNO3; г) Al2(SO4)3 и избыток KOH. В каких из приведенных случаев реакции практически пойдут до конца? Составьте для этих уравнений молекулярные и ионно-молекулярные реакции.

188. Какие из веществ будут взаимодействовать с гидроксидом калия:

а) Ba(OH)2; б) Zn(OH)2; в) FeCl3; г) H3PO4? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.

189. Составьте по два молекулярных уравнения, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) OH‾ + HS = H2O + S2-; б) CO32- + 2H+ = H2O + CO2; в) OH + NH4+ = NH4OH.

190. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) K2SO3 и HCl; б) CH3COOH и KOH;

в) Na2HPO4 и NaOH; г) Al(OH)3 и KOH.

191. Смешивают попарно растворы: а) Cu(NO3)2 и Na2SO4; б) BaCl2 и K2SO4; в) NaHCO3 и NaOH; г) Cu(OH)2 и HCl. В каких из приведенных случаев реакции практически пойдут до конца? Составьте для этих реакций молекулярные и ионно-молекулярные уравнения.

192. Составьте молекулярные и ионно- молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а ) CuS и HCI; б) Cr(OH)3 и KOH; в) MgSO4 и BaCI 2; г) Cu(OH)2 и H2SO4.

193. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующим превращениям: а) CO32- → CaCO3 → Ca2+- → CaSO4 ; б) S2- → PbS → Pb2+.

194. Напишите молекулярно-ионные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Hg(NO3)2 и NaOH; б) K2S и HCI; в) Ca(H2PO4)2 и Ca(OH)2.

195. Составьте по два молекулярных уравнения, которые соответствуют следующим сокращенным ионно-молекулярным уравнениям:

а) NH4+ + OH-- = NH4OH; б) Cu2+ + S2- = CuS; в) Ag+ + I- = AgI.

196.Составьте ионно-молекулярные уравнения реакций, протекающих в растворах между: а) диоксидом углерода и гидроксидом бария; б) силикатом натрия и хлороводородной кислотой; в) сульфидом железа (II) и серной кислотой; г) иодидом калия и нитратом свинца.

197. Составьте ионно-молекулярные уравнения следующих реакций:

а) Fe2(SO4)3 + K3PO4; б) Ba(NO3)2 + К2CO3; в) Ni(NO3)2 + K2S.

198. Составьте ионно-молекулярные уравнения следующих реакций:

а) CuCI2 + H2SO4; б) CaCI2 + AgNO3; в) Cu(NO3)2 + NaOH; г) KOH + HNO3.

199. Исходя из сокращенной ионно-молекулярной формы уравнения, составьте по два молекулярных уравнения:

а) CaCO3 + 2H+ = Ca2- + H2O + CO2; б) H+ + OH- = H2O;

в) CuOH+ + H+ = Cu2+ + H2O

200. Напишите ионно-молеулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Hg(NO3)2 и NaI; б) K2S и HCI; в) Ca(H2PO4)2 и Ca(OH)2.

11. Гидролиз солей

Гидролизом солейназывается обменное взаимодействие ионов соли с водой, которое приводит к образованию слабого электролита и сопровождается изменением pH среды. Изменение pH среды происходит вследствие нарушения ионного равновесия диссоциации воды H2O ↔ H+ + OH. Катионы сильных оснований и анионы сильных кислот не образуют слабых электролитов, поэтому гидролизу не подвергаются. Если же соли содержат в своем составе ионы слабых кислот и оснований, либо те и другие одновременно, то в водных растворах они гидролизуются. В этих случаях в растворе могут устанавливаться следующие равновесия:

а) при гидролизе аниона (A) слабой кислоты: А+ HOH ↔ HA + OH-

(образуются ионы OH-, среда щелочная, pH >7);

б) при гидролизе катиона (B+) слабого основания: B+ + HOH ↔ BOH + H+

(образуются ионы Н+, среда кислая, pH <7);

в) при гидролизе катиона слабого основания и аниона слабой кислоты:

А + НОН ↔ НА + ОН-, В+ + НОН ↔ ВОН + Н+

Гидролиз солей, образованных многоосновными кислотами или многокислотными основаниями, протекает ступенчато (преимущественно по первой ступени) с образованием кислых или основных солей, Введение дополнительного количества ионов H+ или OH+ в равновесную систему может усилить или подавить процесс гидролиза в соответствии с принципом Ле Шателье.







Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 2028. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.006 сек.) русская версия | украинская версия