Часть И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

Раздел 5. РОЗЧИНИ.ТЕОРІЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ

§ 5.8. Диссоциация кислот, оснований и солей в водных растворах

С помощью теории электролитической диссоциации дают определения и описывают свойства кислот, оснований и солей.

Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катиона образуются только катионы водорода.

Например:

НСl ⇆ Н⁺ + СlO^-;

СН₃СООН ⇆ Н⁺ + СН₃СОО^-.

Основность кислоты определяется числом катионов водорода, которые образуются при диссоциации. Так, НСl, HNO₃ - одноосновны кислоты - образуется один катион водорода; H₂S, Н₂СО₃, H₂SO₄ - двохосновні, а Н₃РО₄, H₃AsO₄ - трьохосновні, поскольку образуются соответственно два и три катионы водорода. Из четырех атомов водорода, которые содержатся в молекуле ацетатной кислоты СН₃СООН, только один, что входит в состав карбоксильной группы-СООН, способен відщеплюватися в виде катиона Н⁺ : ацетатная кислота - одноосновна.

Двух - и багатоосновні кислоты диссоциируют ступенчато (постепенно). Например:

Н₃РО₄ ⇆Н⁺ + Н₂РО₄^- (первая степень);

Н₂РО₄^- ⇆ Н⁺ + НРО₄^2- (вторая степень);

НРО₄^2- Н⁺ + РО₄^3- (третья степень).

Диссоциация багатоосновної кислоты происходит главным образом за первой ступенью, в меньшей степени - за вторым и лишь в незначительной степени - за третьим. Поэтому в водном растворе, например, ортофосфатной кислоты наряду с молекулами Н₃РO₄ являются ионы (в количествах, последовательно уменьшаются) Н₂РО₄^- , НРO₄^2- и РО₄^3- .

Основаниями называются электролиты, при диссоциации которых в качестве анионы образуются только гидроксид-ионы.

Например:

КОН ⇆ К⁺ + ОН^-; NH₄OH ⇆ NH₄⁺ + ОН^-

Растворимые в Воде основания называются щелочами. их немного. Это основы щелочных и щелочноземельных металлов: LiOH, NaOH, КОН, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂, Ra(OH)₂, а также NH₄OH. Большинство оснований в воде растворяются мало.

Кислотность основания определяется числом ее гидроксильных групп (гідроксигруп). Например, NH₄OH - однокислотна основа, Са(OН)₂ - двокислотна, Fe(OH)₃ - трикислотна т.д. Двух - и багатокислотні основания диссоциируют ступенчато:

Са(ОН)₂ ⇆ Са(ОН)⁺ + ОН^- (первая степень);

Са(ОН)⁺ ⇆ Са²⁺ + ОН^- (вторая степень).

Однако есть электролиты, которые при диссоциации одновременно образуют катионы водорода и гидроксид-ионы. Эти электролиты называются амфотерными, или амфолітами. К ним относятся вода, гидроксиды цинка, алюминия, хрома и ряд других веществ. Вода, например, диссоциирует на ионы Н⁺ и ОН^- (в незначительных количествах):

H₂O ⇆ Н⁺ + ОН^-.

Следовательно, в ней в одинаковой степени выражено и кислотные свойства, обусловленные наличием катионов водорода Н⁺ , и щелочные свойства, обусловленные наличием ионов ОН^- .

Диссоциацию амфотерного гидроксида цинка Zn(OH)₂ можно выразить уравнением

2OН^- + Zn²⁺ + 2Н₂O ⇆ Zn(OH)₂ + 2Н₂O ⇆ [Zn(OH₄)]^2- + 2Н⁺.

Солями называются электролиты, под время диссоциации которых образуются катионы металлов (а также катион аммония МН₄⁺ ) и анионы кислотных остатков.

Например:

(NH₄)₂S)₄ 2NH₄⁺ + SO₄^2-; Na₃P)₄ ⇆ 3Na⁺+ PO₄^3-

Так диссоциируют средние соли. Кислые же и основные соли диссоциируют ступенчато. В кислых солей сначала відщеплюються ионы металлов, а затем - катионы водорода. Например:

KHSO₄ ⇆ К⁺ + HSO₄^-

и дальше

HSO₄^- ⇆ Н⁺ + SO₄^2-.

В основных солей сначала відщеплюються кислотные остатки, а потом - гидроксид-ионы. Например:

Мg(ОН)Сl ⇆ Мg(ОН)⁺ + Сl^-

и дальше

Мg(ОН)⁺ ⇆ Мg²⁺ + ОН^-.