Wässrige Lösungen einiger Stoffe leiten elektrischen Strom. Diese Stoffe werden als Elektrolyte klassifiziert. Elektrolyte sind Säuren, Basen und Salze, Schmelzen einiger Stoffe.
DEFINITION
Als Elektrolyt wird der Prozess der Zersetzung von Elektrolyten in Ionen in wässrigen Lösungen und Schmelzen unter dem Einfluss von elektrischem Strom bezeichnet elektrolytische Dissoziation.
Lösungen einiger Stoffe in Wasser leiten keinen Strom. Solche Stoffe werden Nichtelektrolyte genannt. Dazu gehören viele organische Verbindungen wie Zucker und Alkohole.
Theorie der elektrolytischen Dissoziation
Die Theorie der elektrolytischen Dissoziation wurde vom schwedischen Wissenschaftler S. Arrhenius (1887) formuliert. Die wichtigsten Bestimmungen der Theorie von S. Arrhenius:
— Elektrolyte zerfallen (dissoziieren), wenn sie in Wasser gelöst werden, in positiv und negativ geladene Ionen;
— Unter dem Einfluss von elektrischem Strom bewegen sich positiv geladene Ionen zur Kathode (Kationen) und negativ geladene Ionen zur Anode (Anionen);
— Dissoziation ist ein reversibler Prozess
KA ↔ K + + A −
Der Mechanismus der elektrolytischen Dissoziation ist die Ionen-Dipol-Wechselwirkung zwischen Ionen und Wasserdipolen (Abb. 1).
Reis. 1. Elektrolytische Dissoziation von Natriumchloridlösung
Stoffe mit ionischen Bindungen dissoziieren am leichtesten. Die Dissoziation erfolgt in ähnlicher Weise bei Molekülen, die entsprechend der Art der polaren kovalenten Bindung gebildet werden (die Art der Wechselwirkung ist Dipol-Dipol).
Dissoziation von Säuren, Basen, Salzen
Bei der Dissoziation von Säuren entstehen immer Wasserstoffionen (H+), genauer gesagt Hydronium (H 3 O+), die für die Eigenschaften von Säuren (saurer Geschmack, Wirkung von Indikatoren, Wechselwirkung mit Basen etc.) verantwortlich sind.
HNO 3 ↔ H + + NO 3 −
Bei der Dissoziation von Basen entstehen immer Wasserstoffhydroxid-Ionen (OH −), die für die Eigenschaften der Basen verantwortlich sind (Farbveränderungen von Indikatoren, Wechselwirkung mit Säuren etc.).
NaOH ↔ Na + + OH −
Salze sind Elektrolyte, bei deren Dissoziation Metallkationen (oder Ammoniumkationen NH 4 +) und Anionen von Säureresten entstehen.
CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl −
Mehrbasige Säuren und Basen dissoziieren schrittweise.
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 − (I. Stufe)
HSO 4 − ↔ H + + SO 4 2- (II. Stufe)
Ca(OH) 2 ↔ + + OH − (I. Stufe)
+ ↔ Ca 2+ + OH −
Grad der Dissoziation
Elektrolyte werden in schwache und starke Lösungen unterteilt. Um dieses Maß zu charakterisieren, gibt es das Konzept und den Wert des Dissoziationsgrads (). Der Dissoziationsgrad ist das Verhältnis der Anzahl der in Ionen dissoziierten Moleküle zur Gesamtzahl der Moleküle. oft in % ausgedrückt.
Zu den schwachen Elektrolyten zählen Stoffe, deren Dissoziationsgrad in einer dezimolaren Lösung (0,1 mol/l) weniger als 3 % beträgt. Zu den starken Elektrolyten zählen Stoffe, deren Dissoziationsgrad in einer dezimolaren Lösung (0,1 mol/l) größer als 3 % ist. Lösungen starker Elektrolyte enthalten keine undissoziierten Moleküle und der Prozess der Assoziation (Kombination) führt zur Bildung hydratisierter Ionen und Ionenpaare.
Der Dissoziationsgrad wird insbesondere von der Art des Lösungsmittels, der Art des gelösten Stoffes und der Temperatur beeinflusst (bei starken Elektrolyten nimmt der Dissoziationsgrad mit steigender Temperatur ab und bei schwachen Elektrolyten durchläuft er ein Maximum im Temperaturbereich von 60 o C), die Konzentration von Lösungen und die Einführung gleichnamiger Ionen in die Lösung.
Amphotere Elektrolyte
Es gibt Elektrolyte, die bei der Dissoziation sowohl H + - als auch OH − -Ionen bilden. Solche Elektrolyte werden amphoter genannt, zum Beispiel: Be(OH) 2, Zn(OH) 2, Sn(OH) 2, Al(OH) 3, Cr(OH) 3 usw.
H + +RO − ↔ ROH ↔ R + +OH −
Ionenreaktionsgleichungen
Reaktionen in wässrigen Elektrolytlösungen sind Reaktionen zwischen Ionen – ionische Reaktionen, die unter Verwendung von Ionengleichungen in molekularer, vollständig ionischer und abgekürzter ionischer Form geschrieben werden. Zum Beispiel:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (molekulare Form)
Ba 2+ + 2 Cl − + 2 N / A+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 N / A + + 2 Cl− (vollständige ionische Form)
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (kurze ionische Form)
PH Wert
Wasser ist ein schwacher Elektrolyt, daher findet der Dissoziationsprozess nur in unbedeutendem Ausmaß statt.
H 2 O ↔ H + + OH −
Das Massenwirkungsgesetz kann auf jedes Gleichgewicht angewendet werden und der Ausdruck für die Gleichgewichtskonstante kann wie folgt geschrieben werden:
K = /
Die Gleichgewichtskonzentration von Wasser ist daher ein konstanter Wert.
K = = K W
Es ist zweckmäßig, den Säuregehalt (Basizität) einer wässrigen Lösung durch den dezimalen Logarithmus der molaren Konzentration von Wasserstoffionen mit umgekehrtem Vorzeichen auszudrücken. Dieser Wert wird pH-Wert genannt.
Einheitliches Staatsexamen. Elektrolytische Dissoziation von Salzen, Säuren, Laugen. Ionenaustauschreaktionen. Hydrolyse von Salzen
Lösungen und ihre Konzentration, dispergierte Systeme, elektrolytische Dissoziation, Hydrolyse
Während des Unterrichts können Sie Ihr Wissen zum Thema „Einheitliches Staatsexamen“ testen. Elektrolytische Dissoziation von Salzen, Säuren, Laugen. Ionenaustauschreaktionen. Hydrolyse von Salzen.“ Sie erwägen die Lösung von Problemen aus dem Einheitlichen Staatsexamen der Gruppen A, B und C zu verschiedenen Themen: „Lösungen und ihre Konzentrationen“, „Elektrolytische Dissoziation“, „Ionenaustauschreaktionen und Hydrolyse“. Um diese Probleme zu lösen, müssen Sie neben der Kenntnis der betrachteten Themen auch die Löslichkeitstabelle von Stoffen verwenden können, die Methode der Elektronenbilanz kennen und ein Verständnis für die Reversibilität und Irreversibilität von Reaktionen haben.
Thema: Lösungen und ihre Konzentration, disperse Systeme, elektrolytische Dissoziation
Lektion: Einheitliches Staatsexamen. Elektrolytische Dissoziation von Salzen, Säuren, Laugen. Ionenaustauschreaktionen. Hydrolyse von Salzen
ICH. Wählen Sie aus den 4 angebotenen Optionen eine richtige aus.
|
Frage |
Ein Kommentar |
|
A1. Starke Elektrolyte sind: |
Per Definition sind starke Elektrolyte Stoffe, die in einer wässrigen Lösung vollständig in Ionen zerfallen. CO 2 und O 2 können keine starken Elektrolyte sein. H 2 S ist ein schwacher Elektrolyt. Die richtige Antwort ist 4. |
|
A2. Stoffe, die nur in Metallionen und Hydroxidionen dissoziieren, sind: 1. Säuren 2. Laugen 4. amphotere Hydroxide |
Per Definition wird eine Verbindung, die bei Dissoziation in einer wässrigen Lösung nur Hydroxidanionen erzeugt, als Base bezeichnet. Nur Alkali und amphoteres Hydroxid passen in diese Definition. Die Frage besagt jedoch, dass die Verbindung nur in Metallkationen und Hydroxidanionen dissoziieren sollte. Amphoteres Hydroxid dissoziiert schrittweise und daher sind Hydroxometallionen in Lösung. Richtige Antwort 2. |
|
A3. Die Austauschreaktion vollzieht sich unter Bildung einer wasserunlöslichen Substanz zwischen: 1. NaOH und MgCl 2 2. NaCl und CuSO 4 3. CaCO 3 und HCl (Lösung) |
Um die Antwort zu finden, müssen Sie diese Gleichungen aufstellen und in der Löslichkeitstabelle nachsehen, ob sich unter den Produkten unlösliche Stoffe befinden. Dies ist in der ersten Reaktion Magnesiumhydroxid Mg(OH) 2 Richtige Antwort 1. |
|
A4. Die Summe aller Koeffizienten in vollständiger und reduzierter ionischer Form in der Reaktion zwischenFe(NEIN 3 ) 2 +2 NaOHist gleich: |
Fe(NO 3) 2 +2NaOH Fe(OH) 2 ↓ +2Na NO 3 molekular Fe 2+ +2NO 3 - +2Na+2OH - Fe(OH) 2 ↓ +2Na + +2 NO 3 - vollständige Ionengleichung, die Summe der Koeffizienten beträgt 12 Fe 2+ + 2OH - Fe(OH) 2 ↓ abgekürzt ionisch, die Summe der Koeffizienten beträgt 4 Die richtige Antwort ist 4. |
|
A5. Die abgekürzte Ionengleichung für die Reaktion H + +OH - →H 2 O entspricht der Wechselwirkung: 2. NaOH (PP) + HNO 3 3. Cu(OH) 2 + HCl 4. CuO + H 2 SO 4 |
Diese Kurzgleichung spiegelt die Wechselwirkung zwischen einer starken Base und einer starken Säure wider. Die Base ist in den Versionen 2 und 3 erhältlich, Cu(OH) 2 ist jedoch eine unlösliche Base Richtige Antwort 2. |
|
A6. Die Ionenaustauschreaktion läuft nach dem Ablassen der Lösungen vollständig ab: 1. Natriumnitrat und Kaliumsulfat 2. Kaliumsulfat und Salzsäure 3. Calciumchlorid und Silbernitrat 4. Natriumsulfat und Kaliumchlorid |
Schreiben wir, wie die Ionenaustauschreaktionen zwischen jedem Stoffpaar ablaufen sollen. NaNO 3 +K 2 SO 4 →Na 2 SO 4 +KNO 3 K 2 SO 4 +HCl→H 2 SO 4 +KCl CaCl 2 +2AgNO 3 → 2AgCl↓ + Ca(NO 3) 2 Na 2 SO 4 + KCl → K 2 SO 4 + NaCl Aus der Löslichkeitstabelle sehen wir, dass AgCl↓ Richtige Antwort 3. |
|
A7. In einer wässrigen Lösung dissoziiert es schrittweise: |
Mehrbasische Säuren unterliegen in einer wässrigen Lösung einer schrittweisen Dissoziation. Von diesen Stoffen ist nur H2S eine Säure. Richtige Antwort 3. |
|
A8. Reaktionsgleichung CuCl 2 +2 KOH→ Cu(OH) 2 ↓+2 KClentspricht der abgekürzten Ionengleichung: 1. CuCl 2 +2OH - →Cu 2+ +2OH - +2Cl - 2. Cu 2+ +KOH→Cu(OH) 2 ↓+K + 3. Cl - +K + →KCl 4. Cu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ |
Schreiben wir die vollständige Ionengleichung: Cu 2+ +2Cl - +2K + +2OH - → Cu(OH) 2 ↓+2K + +2Cl - Eliminiert man ungebundene Ionen, erhält man die abgekürzte Ionengleichung Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ Die richtige Antwort ist 4. |
|
A9. Die Reaktion ist fast abgeschlossen: 1. Na 2 SO 4 + KCl→ 2. H 2 SO 4 + BaCl 2 → 3. KNO 3 + NaOH → 4. Na 2 SO 4 + CuCl 2 → |
Schreiben wir die hypothetischen Ionenaustauschreaktionen auf: Na 2 SO 4 + KCl → K 2 SO 4 + Na Cl H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2HCl KNO 3 + NaOH → NaNO 3 + KOH Na 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2NaCl Laut Löslichkeitstabelle sehen wir BaSO 4 ↓ Richtige Antwort 2. |
|
A10. Die Lösung hat eine neutrale Umgebung: 2. (NH 4) 2 SO 4 |
Nur wässrige Lösungen von Salzen, die aus einer starken Base und einer starken Säure bestehen, haben eine neutrale Umgebung. NaNO3 ist ein Salz, das aus der starken Base NaOH und der starken Säure HNO3 besteht. Richtige Antwort 1. |
|
A11. Der Säuregehalt des Bodens kann durch die Einführung einer Lösung erhöht werden: |
Es muss bestimmt werden, welches Salz eine saure Reaktion auf das Medium hervorruft. Es muss ein Salz sein, das aus einer starken Säure und einer schwachen Base besteht. Das ist NH 4 NO 3. Richtige Antwort 1. |
|
A12. Hydrolyse tritt auf, wenn es in Wasser gelöst wird: |
Nur Salze, die aus einer starken Base und einer starken Säure bestehen, unterliegen keiner Hydrolyse. Alle oben genannten Salze enthalten starke Säureanionen. Nur AlCl 3 enthält ein schwach basisches Kation. Die richtige Antwort ist 4. |
|
A 13. Unterliegt keiner Hydrolyse: 1. Essigsäure 2. Ethylessigsäure 3. Stärke |
Die Hydrolyse ist in der organischen Chemie von großer Bedeutung. Ester, Stärke und Protein unterliegen einer Hydrolyse. Richtige Antwort 1. |
|
A14. Welche Zahl gibt ein Fragment der Molekülgleichung einer chemischen Reaktion an, das der multiplen Ionengleichung C entspricht? u 2+ +2 OH - → Cu(OH) 2 ↓? 1. Cu(OH) 2 + HCl→ 2. CuCO 3 + H 2 SO 4 → 3. CuO + HNO 3 → 4. CuSO 4 +KOH→ |
Aus der abgekürzten Gleichung folgt, dass Sie jede lösliche Verbindung einnehmen müssen, die ein Kupferion und ein Hydroxidion enthält. Von allen aufgeführten Kupferverbindungen ist nur CuSO 4 löslich und nur in der wässrigen Reaktion liegt OH- vor. Die richtige Antwort ist 4. |
|
A15.Bei der Wechselwirkung welcher Stoffe wird Schwefeloxid freigesetzt?: 1. Na 2 SO 3 und HCl 2. AgNO 3 und K 2 SO 4 3. BaCO 3 und HNO 3 4. Na 2 S und HCl |
Bei der ersten Reaktion entsteht die instabile Säure H 2 SO 3, die in Wasser und Schwefeloxid (IV) zerfällt. Korrekte Antwort1.
|
II. Kurze Antwort und passende Aufgaben.
|
IN 1. Die Gesamtsumme aller Koeffizienten in der vollständigen und reduzierten Ionengleichung für die Reaktion zwischen Silbernitrat und Natriumhydroxid beträgt... |
Schreiben wir die Reaktionsgleichung: 2AgNO 3 +2NaOH→Ag 2 O↓+ 2NaNO 3 +H 2 O Vollständige Ionengleichung: 2Ag + +2NO 3 - +2Na + +2OH - →Ag 2 O↓+ 2Na + +2NO 3 - +H 2 O Abgekürzte Ionengleichung: 2Ag + +2OH - →Ag 2 O↓+H 2 O Richtige Antwort: 20 |
|
UM 2. Schreiben Sie eine vollständige Ionengleichung für die Wechselwirkung von 1 Mol Kaliumhydroxid mit 1 Mol Aluminiumhydroxid. Geben Sie die Anzahl der Ionen in der Gleichung an. |
KOH + Al(OH) 3 ↓→ K Vollständige Ionengleichung: K + +OH - + Al(OH) 3 ↓ → K + + - Richtige Antwort: 4 Ionen. |
|
UM 3. Ordnen Sie den Namen des Salzes seiner Beziehung zur Hydrolyse zu: A) Ammoniumacetat 1. hydrolysiert nicht B) Bariumsulfid 2. durch Kation B) Ammoniumsulfid 3. durch Anion D) Natriumcarbonat 4. durch Kation und Anion |
Um die Frage zu beantworten, müssen Sie analysieren, mit welcher Basen- und Säurestärke diese Salze gebildet werden. Richtige Antwort A4 B3 C4 D3 |
|
UM 4. Eine Lösung von einem Mol Natriumsulfat enthält 6,02Natriumionen. Berechnen Sie den Dissoziationsgrad des Salzes. |
Schreiben wir die Gleichung für die elektrolytische Dissoziation von Natriumsulfat: Na 2 SO 4 ↔ 2Na + +SO 4 2- 0,5 Mol Natriumsulfat zerfielen in Ionen. |
|
UM 5. Ordnen Sie die Reagenzien den abgekürzten Ionengleichungen zu: 1. Ca(OH) 2 +HCl → A)NH 4 + +OH - →NH 3 +H 2 O 2. NH 4 Cl + NaOH → B) Al 3+ + OH - → Al(OH) 3 ↓ 3. AlCl 3 +KOH → B) H + +OH - →H 2 O 4. BaCl 2 +Na 2 SO 4 → D) Ba 2+ +SO 4 2- → BaSO 4 ↓ Richtige Antwort: B1 A2 B3 D4 |
|
|
UM 6. Schreiben Sie die vollständige Ionengleichung entsprechend der abgekürzten Gleichung: MITÖ 3 2- +2 H + → CO 2 + H 2 Ö. Geben Sie die Summe der Koeffizienten in den Molekül- und Gesamtionengleichungen an. |
Sie müssen lösliches Carbonat und lösliche starke Säure zu sich nehmen. Molekular: Na 2 CO 3 +2HCl→ CO 2 +H 2 O +2NaCl; Vollionisch: 2Na + +CO 3 2- +2H + +2Cl - → CO 2 +H 2 O +2Na + +2Cl - ; |
III.Aufgaben mit detaillierten Antworten
|
Frage |
(1887), um die Eigenschaften wässriger Elektrolytlösungen zu erklären. Anschließend wurde es von vielen Wissenschaftlern auf der Grundlage der Lehre vom Aufbau des Atoms und chemischen Bindungen entwickelt. Der moderne Inhalt dieser Theorie lässt sich auf die folgenden drei Bestimmungen reduzieren:
Schema zum Auflösen eines Speisesalzkristalls. Natrium- und Chlorionen in Lösung.
1. Elektrolyte dissoziieren (zerfallen) beim Auflösen in Wasser in Ionen – positiv und negativ geladen. („Ion“ ist griechisch und bedeutet „wandern“. In einer Lösung bewegen sich Ionen zufällig in verschiedene Richtungen.)
2. Unter dem Einfluss von elektrischem Strom erhalten Ionen eine gerichtete Bewegung: positiv geladene Ionen bewegen sich in Richtung der Kathode, negativ geladene in Richtung Anode. Daher werden erstere als Kationen, letztere als Anionen bezeichnet. Die gerichtete Bewegung von Ionen erfolgt durch die Anziehung ihrer entgegengesetzt geladenen Elektroden.
3. Dissoziation ist ein reversibler Prozess. Das bedeutet, dass es zu einem Gleichgewichtszustand kommt, bei dem ebenso viele Moleküle in Ionen zerfallen (Dissoziation), wie viele von ihnen aus Ionen neu gebildet werden (Assoziation). Daher wird in den Gleichungen der elektrolytischen Dissoziation anstelle des Gleichheitszeichens das Reversibilitätszeichen verwendet.
Zum Beispiel:
KA ↔ K + + A − ,
Dabei ist KA ein Elektrolytmolekül, K + ein Kation und A − ein Anion.
Die Lehre von der chemischen Bindung hilft bei der Beantwortung der Frage, warum Elektrolyte in Ionen dissoziieren. Stoffe mit ionischen Bindungen dissoziieren am leichtesten, da sie bereits aus Ionen bestehen (siehe Chemische Bindung). Beim Auflösen richten sich die Wasserdipole um die positiven und negativen Ionen aus. Zwischen den Ionen und Dipolen des Wassers entstehen gegenseitige Anziehungskräfte. Dadurch wird die Bindung zwischen den Ionen geschwächt und die Ionen wandern vom Kristall in die Lösung. Auf ähnliche Weise dissoziieren Elektrolyte, deren Moleküle nach der Art der kovalenten polaren Bindung gebildet werden. Die Dissoziation polarer Moleküle kann vollständig oder teilweise erfolgen – alles hängt vom Grad der Polarität der Bindungen ab. In beiden Fällen (bei der Dissoziation von Verbindungen mit ionischen und polaren Bindungen) entstehen hydratisierte Ionen, also Ionen, die chemisch an Wassermoleküle gebunden sind.
Der Begründer dieser Sichtweise der elektrolytischen Dissoziation war der Ehrenakademiker I. A. Kablukov. Im Gegensatz zur Arrhenius-Theorie, die die Wechselwirkung des gelösten Stoffes mit dem Lösungsmittel nicht berücksichtigte, wandte I. A. Kablukov die chemische Lösungstheorie von D. I. Mendeleev an, um die elektrolytische Dissoziation zu erklären. Er zeigte, dass es beim Auflösen zu einer chemischen Wechselwirkung des gelösten Stoffes mit Wasser kommt, die zur Bildung von Hydraten führt und diese dann in Ionen dissoziieren. I. A. Kablukov glaubte, dass eine wässrige Lösung nur hydratisierte Ionen enthält. Derzeit ist diese Idee allgemein akzeptiert. Daher ist die Ionenhydratation die Hauptursache für die Dissoziation. Bei anderen, nichtwässrigen Elektrolytlösungen wird die chemische Bindung zwischen den Partikeln (Molekülen, Ionen) des gelösten Stoffes und den Lösungsmittelpartikeln als Solvatation bezeichnet.
Hydratisierte Ionen haben sowohl eine konstante als auch eine variable Anzahl an Wassermolekülen. Ein Hydrat konstanter Zusammensetzung bildet Wasserstoffionen H +, die ein Molekül Wasser enthalten – das ist ein hydratisiertes Proton H + (H 2 O). In der wissenschaftlichen Literatur wird es üblicherweise durch die Formel H 3 O + (oder OH 3 +) dargestellt und als Hydroniumion bezeichnet.
Da die elektrolytische Dissoziation ein reversibler Prozess ist, befinden sich in Lösungen von Elektrolyten neben ihren Ionen auch Moleküle. Daher werden Elektrolytlösungen durch den Dissoziationsgrad (gekennzeichnet durch den griechischen Buchstaben a) charakterisiert. Der Dissoziationsgrad ist das Verhältnis der Anzahl der in Ionen zerfallenen Moleküle, n, zur Gesamtzahl der gelösten Moleküle N:
Der Grad der Elektrolytdissoziation wird experimentell bestimmt und in Bruchteilen einer Einheit oder in Prozent ausgedrückt. Wenn α = 0, dann findet keine Dissoziation statt, und wenn α = 1 oder 100 %, dann zerfällt der Elektrolyt vollständig in Ionen. Unterschiedliche Elektrolyte weisen unterschiedliche Dissoziationsgrade auf. Bei Verdünnung der Lösung nimmt sie zu, bei Zugabe gleichnamiger Ionen (die gleichen wie die Elektrolytionen) nimmt sie ab.
Um jedoch die Fähigkeit eines Elektrolyten zur Dissoziation in Ionen zu charakterisieren, ist der Dissoziationsgrad kein sehr geeigneter Wert, da er... hängt von der Elektrolytkonzentration ab. Ein allgemeineres Merkmal ist die Dissoziationskonstante K. Sie kann leicht abgeleitet werden, indem man das Massenwirkungsgesetz auf das Dissoziationsgleichgewicht des Elektrolyten anwendet (1):
K = () / ,
Dabei ist KA die Gleichgewichtskonzentration des Elektrolyten und die Gleichgewichtskonzentrationen seiner Ionen (siehe Chemisches Gleichgewicht). K ist nicht konzentrationsabhängig. Dies hängt von der Art des Elektrolyten, dem Lösungsmittel und der Temperatur ab. Bei schwachen Elektrolyten gilt: Je höher K (Dissoziationskonstante), desto stärker der Elektrolyt, desto mehr Ionen in der Lösung.
Starke Elektrolyte haben keine Dissoziationskonstanten. Formal können sie berechnet werden, sie sind jedoch nicht konstant, wenn sich die Konzentration ändert.
Mehrbasige Säuren und mehrsaure Basen dissoziieren schrittweise. Jeder Dissoziationsschritt hat seine eigene Dissoziationskonstante. Zum Beispiel für die Dissoziation von Phosphorsäure:
Die Abnahme der Konstante von der ersten zur dritten Stufe ist darauf zurückzuführen, dass es mit zunehmender negativer Ladung des resultierenden Teilchens immer schwieriger wird, ein Proton zu entfernen.
Die gesamte Dissoziationskonstante ist gleich dem Produkt der Konstanten, die den einzelnen Dissoziationsstadien entsprechen. Beispielsweise im Fall von Phosphorsäure für den Prozess:
Um den Dissoziationsgrad schwacher Elektrolyte zu beurteilen, reicht es aus, nur die erste Dissoziationsstufe zu berücksichtigen – Es bestimmt zunächst die Konzentration der Ionen in der Lösung.
Auch saure und basische Salze dissoziieren stufenweise, zum Beispiel:
Es ist leicht zu erkennen, dass die Dissoziation eines Hydroanions oder einer Hydroxokation mit der zweiten oder dritten Dissoziationsstufe der entsprechenden Säure oder Base identisch ist und daher denselben Gesetzen folgt, die für die schrittweise Dissoziation von Säuren und Basen formuliert wurden. Insbesondere, wenn das basische Salz einer schwachen Base und das saure Salz entspricht – schwache Säure, dann erfolgt die Dissoziation des Hydroanions oder der Hydroxokation (d. h. die zweite oder dritte Stufe der Salzdissoziation) in unbedeutendem Ausmaß.
Jede sauerstoffhaltige Säure und jede Base (gemeint sind Säuren und Basen im herkömmlichen Sinne) enthalten Hydroxogruppen. Der Unterschied zwischen einer Säure und einer Base besteht darin, dass im ersten Fall die Dissoziation an der EO-H-Bindung erfolgt, im zweiten Fall – über E-ON-Anschluss.
Amphotere Hydroxide dissoziieren sowohl als Basen als auch als Säuren (beide sind sehr schwach). Somit kann die Ionisierung von Zinkhydroxid durch das folgende Schema dargestellt werden (ohne Berücksichtigung der Hydratation der resultierenden Ionen):
Die Zugabe von Säure verschiebt diese Gleichgewichte nach links, die Zugabe von Alkali – Nach rechts. Daher überwiegt im sauren Milieu die Dissoziation je nach Art der Base, im alkalischen Milieu – nach Art der Säure. In beiden Fällen bewirkt die Bindung von Ionen, die bei der Dissoziation eines schwerlöslichen amphoteren Elektrolyten in Wassermoleküle entstehen, den Übergang neuer Anteile solcher Ionen in die Lösung, deren Bindung, den Übergang neuer Ionen in die Lösung usw. Folglich Die Auflösung eines solchen Elektrolyten erfolgt sowohl in einer Säurelösung als auch in einer Alkalilösung.
Bei der Dissoziation von Säuren spielen Kationen eine Rolle Wasserstoffionen(H +), bei der Dissoziation von Säuren entstehen keine weiteren Kationen:
HF ↔ H + + F - HNO 3 ↔ H + + NO 3 -
Es sind Wasserstoffionen, die Säuren ihre charakteristischen Eigenschaften verleihen: saurer Geschmack, rote Färbung des Indikators usw.
Aus einem Säuremolekül werden negative Ionen (Anionen) abgespalten Säurerückstände.
Eines der Merkmale der Dissoziation von Säuren ist ihre Basizität – die Anzahl der in einem Säuremolekül enthaltenen Wasserstoffionen, die bei der Dissoziation gebildet werden können:
- einbasige Säuren: HCl, HF, HNO 3;
- zweibasige Säuren: H 2 SO 4, H 2 CO 3;
- dreibasige Säuren: H 3 PO 4.
Der Prozess der Eliminierung von Wasserstoffkationen in mehrbasigen Säuren erfolgt stufenweise: Zuerst wird ein Wasserstoffion eliminiert, dann ein weiteres (drittes).
Schrittweise Dissoziation einer zweibasigen Säure:
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - HSO 4 - ↔ H + + HSO 4 2-
Schrittweise Dissoziation einer dreibasigen Säure:
H 3 PO 4 ↔ H + + H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - ↔ H + + HPO 4 2- HPO 4 2- ↔ H + + PO 4 3-
Bei der Dissoziation mehrwertiger Säuren erfolgt im ersten Schritt der höchste Dissoziationsgrad. Beispielsweise beträgt bei der Dissoziation von Phosphorsäure der Grad der Dissoziation im ersten Stadium 27 %; Sekunde - 0,15 %; Drittel - 0,005 %.
Basendissoziation
Bei der Dissoziation von Basen spielen Anionen die Rolle Hydroxidionen(OH -), bei der Dissoziation von Basen entstehen keine weiteren Anionen:
NaOH ↔ Na + + OH -
Der Säuregehalt einer Base wird durch die Anzahl der Hydroxidionen bestimmt, die bei der Dissoziation eines Moleküls der Base entstehen:
- einsaure Basen – KOH, NaOH;
- Disäurebasen – Ca(OH) 2;
- Trisäurebasen - Al(OH) 3.
Auch Polysäurebasen dissoziieren analog zu Säuren stufenweise – in jeder Stufe wird ein Hydroxidion abgespalten:
Einige Stoffe können je nach Bedingungen sowohl als Säuren (dissoziieren unter Abspaltung von Wasserstoffkationen) als auch als Basen (dissoziieren unter Abspaltung von Hydroxidionen) wirken. Solche Stoffe nennt man amphoter(Siehe Säure-Base-Reaktionen).
Dissoziation von Zn(OH) 2 als Basen:
Zn(OH) 2 ↔ ZnOH + + OH - ZnOH + ↔ Zn 2+ + OH -
Dissoziation von Zn(OH) 2 als Säure:
Zn(OH) 2 + 2H 2 O ↔ 2H + + 2-
Dissoziation von Salzen
Salze dissoziieren in Wasser in Anionen saurer Reste und Kationen von Metallen (oder anderen Verbindungen).
Klassifizierung der Salzdissoziation:
- Normale (mittlere) Salze werden durch vollständigen gleichzeitigen Ersatz aller Wasserstoffatome in der Säure durch Metallatome erhalten – das sind starke Elektrolyte, die in Wasser vollständig unter Bildung von Metallcatoinen und einem einsäurehaltigen Rest dissoziieren: NaNO 3, Fe 2 (SO 4) 3, K 3 PO 4.
- Saure Salze enthalten in ihrer Zusammensetzung neben Metallatomen und einem sauren Rest ein weiteres (mehrere) Wasserstoffatome – sie dissoziieren schrittweise unter Bildung von Metallkationen, Anionen des sauren Rests und eines Wasserstoffkations: NaHCO 3, KH 2 PO 4 , NaH 2 PO 4.
- Basische Salze enthalten in ihrer Zusammensetzung neben Metallatomen und einem sauren Rest eine weitere (mehrere) Hydroxylgruppe – sie dissoziieren unter Bildung von Metallkationen, Anionen des sauren Rests und Hydroxidion: (CuOH) 2 CO 3, Mg( OH)Cl.
- Doppelte Salze werden durch gleichzeitigen Ersatz von Wasserstoffatomen in der Säure durch Atome verschiedener Metalle erhalten: KAl(SO 4) 2.
- Gemischte Salze dissoziieren in Metallkationen und Anionen mehrerer saurer Reste: CaClBr.
