6.2. Подготовка к работе
6.2.1. Теоретические сведения
Электролитами называют вещества, молекулы которых в растворах диссоциируют на ионы: положительно заряженные (катионы) и отрицательно заряженные (анионы). Этот процесс называется электролитической диссоциацией. В водных растворах диссоциация происходит под воздействием полярных молекул воды.
Электролиты бывают сильные и слабые. Количественной мерой диссоциации слабых электролитов является степень диссоциации и константа диссоциации Кдисс.
Степень электролитической диссоциации представляет собой отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу растворенных молекул электролита. Сильные электролиты диссоциируют полностью ( = 1), а слабые – частично ( 1).
К сильным электролитам относятся соли, щелочи и ряд кислот: соляная, разбавленная серная, азотная и некоторые другие. При растворении в воде они распадаются на анионы и катионы, причем катионом в растворах кислот является Н+ , анионом в растворах оснований - ОН- .
СuCl2 Cu2+ + 2Cl ; CuOHCl CuOH + + Cl ;
K2S 2K+ + S2 ; KHS K+ + HS;
HCl H+ + Cl; NaOH Na+ + OH.
Слабые многоосновные кислоты и многокислотные основания диссоциируют ступенчато и обратимо. Каждая ступень диссоциации характеризуется соответствующей константой диссоциации. Чем меньше величина константы диссоциации, тем слабее электролит (табл. П. 2.2.).
Двухосновная слабая сероводородная кислота диссоциирует в две ступени.
Первая ступень диссоциации
[ H+ ] [ HS ]
H
2
S
H+
+ HS
;
K1
H2S
= = 107
[ H2 S ]
Вторая ступень диссоциации
[ H+ ] [ S2 ]
HS H+ + S2 ; KII H2 S = = 1014
[ HS ]
Трехкислотный слабый электролит - гидроксид железа (III) диссоциирует в три ступени.
Первая ступень диссоциации
Fe(OH)3 Fe(OH)2 + + OH ,
вторая ступень диссоциации
Fe(OH)2 + Fe(OH)2+ + OH,
третья ступень диссоциации
Fe(OH)2+ Fe3+ + OH.
Ионно-молекулярные равновесия в растворах электролитов
Реакции в растворах электролитов сопровождаются взаимодействием ионов и протекают в том случае, если образуются нерастворимые или плохо диссоциирующие вещества (осадки, газы, слабые электролиты). При написании ионно-молекулярных уравнений растворимые сильные электролиты записываются в виде ионов, а нерастворимые, плохо диссоциирующие вещества - в виде молекул (табл. П. 2.3).
Cu(NO3)2 + 2 NaOH Cu (OH)2 + 2Na NO3,
Cu2+ + 2NO3 + 2Na+ +2OH Cu(OH)2 + 2Na++ NO3 ,
Cu2+ + 2OH Cu(OH)2 .
K2 S + 2 HCl H2 S + 2 KCl ,
2K+ + S2 + 2 H++ 2 Cl H2 S + 2 K+ + 2 Cl,
S2 + 2 H+ H2 S .