محلول های آبی برخی از مواد رسانای جریان الکتریکی هستند. این مواد به عنوان الکترولیت طبقه بندی می شوند. الکترولیت ها اسیدها، بازها و نمک ها، ذوب برخی از مواد هستند.
تعریف
فرآیند تجزیه الکترولیت به یون ها در محلول های آبی و ذوب شدن آنها تحت تأثیر جریان الکتریکی نامیده می شود. تفکیک الکترولیتی.
محلول های برخی از مواد در آب رسانای الکتریسیته نیستند. چنین موادی غیر الکترولیت نامیده می شوند. اینها شامل بسیاری از ترکیبات آلی مانند قندها و الکل ها می شود.
نظریه تفکیک الکترولیتی
تئوری تفکیک الکترولیتی توسط دانشمند سوئدی S. Arrhenius (1887) فرموله شد. مفاد اصلی نظریه S. Arrhenius:
- الکترولیت ها هنگامی که در آب حل می شوند، به یون های دارای بار مثبت و منفی تجزیه می شوند.
- تحت تأثیر جریان الکتریکی، یونهای دارای بار مثبت به کاتد (کاتیونها) و یونهای دارای بار منفی به سمت آند (آنیونها) حرکت می کنند.
- تفکیک یک فرآیند برگشت پذیر است
KA ↔ K + + A -
مکانیسم تفکیک الکترولیتی برهمکنش یون-دوقطبی بین یون ها و دوقطبی های آب است (شکل 1).
برنج. 1. تفکیک الکترولیتی محلول کلرید سدیم
موادی که پیوندهای یونی دارند به راحتی جدا می شوند. تفکیک به طور مشابه در مولکول هایی که بر اساس نوع پیوند کووالانسی قطبی تشکیل شده اند اتفاق می افتد (ماهیت برهمکنش دوقطبی-دوقطبی است).
تفکیک اسیدها، بازها، نمکها
هنگامی که اسیدها تجزیه می شوند، یون های هیدروژن (H +) یا به طور دقیق تر هیدرونیوم (H 3 O +) تشکیل می شوند که مسئول خواص اسیدها (طعم ترش، عملکرد شاخص ها، برهم کنش با بازها و غیره) هستند.
HNO 3 ↔ H + + NO 3 -
هنگامی که بازها جدا می شوند، یون های هیدروکسید هیدروژن (OH -) همیشه تشکیل می شوند که مسئول خواص بازها (تغییر رنگ شاخص ها، تعامل با اسیدها و غیره) هستند.
NaOH ↔ Na + + OH -
نمک ها الکترولیت هایی هستند که پس از تفکیک کاتیون های فلزی (یا کاتیون آمونیوم NH 4 +) و آنیون های باقی مانده های اسیدی تشکیل می شوند.
CaCl 2 ↔ Ca 2 + + 2Cl -
اسیدها و بازهای پلی بازیک به صورت مرحله ای تفکیک می شوند.
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - (مرحله اول)
HSO 4 - ↔ H + + SO 4 2- (مرحله دوم)
Ca(OH) 2 ↔ + + OH - (مرحله اول)
+ ↔ Ca 2 + + OH -
درجه تفکیک
الکترولیت ها به محلول های ضعیف و قوی تقسیم می شوند. برای توصیف این معیار، مفهوم و ارزش درجه تفکیک () وجود دارد. درجه تفکیک نسبت تعداد مولکول های تفکیک شده به یون ها به تعداد کل مولکول ها است. اغلب در درصد بیان می شود.
الکترولیت های ضعیف شامل موادی هستند که درجه تفکیک آنها در محلول ده مولار (0.1 mol/l) کمتر از 3 درصد است. الکترولیت های قوی شامل موادی هستند که درجه تفکیک آنها در محلول ده مولار (0.1 mol/l) بیشتر از 3 درصد است. محلول های الکترولیت های قوی حاوی مولکول های تفکیک نشده نیستند و فرآیند پیوند (ترکیب) منجر به تشکیل یون های هیدراته و جفت یون می شود.
درجه تفکیک به ویژه تحت تأثیر ماهیت حلال، ماهیت ماده محلول، دما است (برای الکترولیت‌های قوی، درجه تفکیک با افزایش دما کاهش می‌یابد و برای الکترولیت‌های ضعیف از حداکثر در محدوده دمایی عبور می‌کند. 60 درجه سانتیگراد)، غلظت محلولها و ورود یونهایی به همین نام به محلول.
الکترولیت های آمفوتریک
الکترولیت هایی وجود دارند که پس از تفکیک، یون های H + و OH- را تشکیل می دهند. چنین الکترولیت هایی آمفوتریک نامیده می شوند، به عنوان مثال: Be(OH) 2، Zn(OH) 2، Sn(OH) 2، Al(OH) 3، Cr(OH) 3، و غیره.
H + +RO - ↔ ROH ↔ R + +OH -
معادلات واکنش یونی
واکنش‌ها در محلول‌های آبی الکترولیت‌ها، واکنش‌های بین یونها - واکنش‌های یونی هستند که با استفاده از معادلات یونی به شکل‌های مولکولی، یونی کامل و یونی مختصر نوشته می‌شوند. مثلا:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2 NaCl (شکل مولکولی)
Ba 2+ + 2 Cl − + 2 Na+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 Na + + 2 Cl- (شکل یونی کامل)
Ba 2 + + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (شکل یونی کوتاه)
مقدار pH
آب یک الکترولیت ضعیف است، بنابراین فرآیند تفکیک به میزان ناچیزی رخ می دهد.
H 2 O ↔ H + + OH -
قانون عمل جرم را می توان برای هر تعادلی اعمال کرد و عبارت ثابت تعادل را می توان نوشت:
K = /
بنابراین غلظت تعادل آب یک مقدار ثابت است.
K = = KW
بیان اسیدیته (پایه) یک محلول آبی از طریق لگاریتم اعشاری غلظت مولی یون های هیدروژن، که با علامت مخالف گرفته شده است، راحت است. این مقدار مقدار pH نامیده می شود.
آزمون یکپارچه دولتی تفکیک الکترولیتی نمکها، اسیدها، قلیاها. واکنش های تبادل یونی هیدرولیز نمک ها
محلول ها و غلظت آنها، سیستم های پراکنده، تفکیک الکترولیتی، هیدرولیز
در طول درس شما قادر خواهید بود دانش خود را در مورد موضوع "امتحان دولتی یکپارچه" آزمایش کنید. تفکیک الکترولیتی نمکها، اسیدها، قلیاها. واکنش های تبادل یونی هیدرولیز نمک ها. شما حل مسائل از آزمون دولتی واحد گروه های A، B و C را در موضوعات مختلف در نظر خواهید گرفت: "محلول ها و غلظت آنها"، "تفکیک الکترولیتی"، "واکنش های تبادل یونی و هیدرولیز". برای حل این مشکلات، علاوه بر آگاهی از موضوعات مورد بررسی، باید بتوانید از جدول حلالیت مواد نیز استفاده کنید، روش تعادل الکترونی را بدانید و درک درستی از برگشت پذیری و برگشت ناپذیری واکنش ها داشته باشید.
موضوع: محلول ها و غلظت آنها، سیستم های پراکنده، تفکیک الکترولیتی
درس: آزمون دولتی واحد. تفکیک الکترولیتی نمکها، اسیدها، قلیاها. واکنش های تبادل یونی هیدرولیز نمک ها
من. یک گزینه صحیح از 4 گزینه پیشنهادی را انتخاب کنید.
|
سوال |
یک نظر |
|
A1. الکترولیت های قوی عبارتند از: |
طبق تعریف، الکترولیت های قوی موادی هستند که به طور کامل در یک محلول آبی به یون تجزیه می شوند. CO 2 و O 2 نمی توانند الکترولیت های قوی باشند. H 2 S یک الکترولیت ضعیف است. پاسخ صحیح 4 است. |
|
A2. موادی که فقط به یون های فلزی و یون های هیدروکسید تجزیه می شوند عبارتند از: 1. اسیدها 2. قلیایی ها 4. هیدروکسیدهای آمفوتریک |
طبق تعریف، ترکیبی که در صورت تفکیک در محلول آبی، تنها آنیون هیدروکسید تولید می کند، باز نامیده می شود. فقط هیدروکسید قلیایی و آمفوتریک با این تعریف مطابقت دارد. اما سوال می گوید که این ترکیب باید فقط به کاتیون های فلزی و آنیون های هیدروکسید تجزیه شود. هیدروکسید آمفوتریک به تدریج تجزیه می شود و بنابراین یون های هیدروکسومتال در محلول هستند. پاسخ صحیح 2. |
|
A3. واکنش تبادل با تشکیل یک ماده نامحلول در آب بین: 1. NaOH و MgCl 2 2. NaCl و CuSO 4 3. CaCO 3 و HCl (محلول) |
برای پاسخ، باید این معادلات را بنویسید و در جدول حلالیت نگاه کنید تا ببینید آیا مواد نامحلول در بین محصولات وجود دارد یا خیر. این در اولین واکنش هیدروکسید منیزیم Mg(OH) 2 است پاسخ صحیح 1. |
|
A4. مجموع همه ضرایب به صورت کامل و یونی کاهش یافته در واکنش بینFe(نه 3 ) 2 +2 NaOHبرابر است با: |
مولکولی Fe(NO 3) 2 + 2NaOH Fe(OH) 2 ↓ +2Na NO 3 Fe 2+ +2NO 3 - +2Na+2OH - Fe(OH) 2 ↓ +2Na + +2 NO 3 - معادله یونی کامل، مجموع ضرایب 12 است. Fe 2 + + 2OH - Fe(OH) 2 ↓ به اختصار یونی، مجموع ضرایب 4 است پاسخ صحیح 4 است. |
|
A5. معادله یونی مختصر شده برای واکنش H + +OH - → H 2 O با برهمکنش مطابقت دارد: 2. NaOH (PP) +HNO 3 3. Cu(OH) 2 + HCl 4. CuO + H 2 SO 4 |
این معادله کوتاه نویسی برهمکنش بین یک باز قوی و یک اسید قوی را منعکس می کند. پایه در نسخه های 2 و 3 موجود است، اما Cu(OH) 2 یک پایه نامحلول است پاسخ صحیح 2. |
|
A6. هنگامی که محلول ها تخلیه می شوند، واکنش تبادل یونی به پایان می رسد: 1. نیترات سدیم و سولفات پتاسیم 2. سولفات پتاسیم و اسید کلریدریک 3. کلرید کلسیم و نیترات نقره 4. سولفات سدیم و کلرید پتاسیم |
بیایید بنویسیم که واکنش های تبادل یونی بین هر جفت ماده چگونه باید انجام شود. NaNO 3 + K 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + KNO 3 K 2 SO 4 + HCl → H 2 SO 4 + KCl CaCl 2 + 2 AgNO 3 → 2AgCl↓ + Ca(NO 3) 2 Na 2 SO 4 + KCl → K 2 SO 4 + NaCl از جدول حلالیت می بینیم که AgCl↓ پاسخ صحیح 3. |
|
A7. در یک محلول آبی به تدریج تجزیه می شود: |
اسیدهای پلی بازیک به صورت مرحله ای در محلول آبی تجزیه می شوند. در بین این مواد، تنها H2S یک اسید است. پاسخ صحیح 3. |
|
A8. معادله واکنش CuCl 2 +2 KOH→ مس(اوه) 2 ↓+2 KClبا معادله یونی کوتاه شده مطابقت دارد: 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 ↓ |
بیایید معادله یونی کامل را بنویسیم: Cu 2+ +2Cl - +2K + +2OH - → Cu(OH) 2 ↓+2K + +2Cl - با حذف یون های بی بند و بار، معادله یونی اختصاری را بدست می آوریم Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ پاسخ صحیح 4 است. |
|
A9. واکنش تقریبا کامل است: 1. Na 2 SO 4 + KCl → 2. H 2 SO 4 + BaCl 2 → 3. KNO 3 + NaOH → 4. Na 2 SO 4 + CuCl 2 → |
بیایید واکنش های مبادله یونی فرضی را بنویسیم: 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 + 2 NaCl با توجه به جدول حلالیت، BaSO 4 ↓ را می بینیم پاسخ صحیح 2. |
|
A10. محلول دارای یک محیط خنثی است: 2. (NH 4) 2 SO 4 |
فقط محلول های آبی نمک ها که توسط یک باز قوی و یک اسید قوی تشکیل شده اند دارای محیط خنثی هستند. NaNO3 نمکی است که از باز قوی NaOH و اسید قوی HNO3 تشکیل می شود. پاسخ صحیح 1. |
|
A11. اسیدیته خاک را می توان با معرفی یک محلول افزایش داد: |
باید مشخص شود که کدام نمک به محیط واکنش اسیدی می دهد. این باید نمکی باشد که از یک اسید قوی و یک باز ضعیف تشکیل شده است. این NH 4 NO 3 است. پاسخ صحیح 1. |
|
A12. هیدرولیز زمانی رخ می دهد که در آب حل شود: |
فقط نمک هایی که توسط یک باز قوی و یک اسید قوی تشکیل شده اند، تحت هیدرولیز قرار نمی گیرند. تمام نمک های فوق حاوی آنیون های اسید قوی هستند. فقط AlCl 3 حاوی کاتیون باز ضعیف است. پاسخ صحیح 4 است. |
|
A 13. تحت هیدرولیز قرار نمی گیرد: 1. اسید استیک 2. اتیل استیک اسید 3. نشاسته |
هیدرولیز در شیمی آلی اهمیت زیادی دارد. استرها، نشاسته و پروتئین تحت هیدرولیز قرار می گیرند. پاسخ صحیح 1. |
|
A14. چه عددی قطعه ای از معادله مولکولی یک واکنش شیمیایی مربوط به معادله یونی چندگانه C را نشان می دهد. تو 2+ +2 اوه - → مس(اوه) 2 ↓? 1. Cu(OH) 2 + HCl→ 2. CuCO 3 + H 2 SO 4 → 3. CuO + HNO 3 → 4. CuSO 4 +KOH→ |
با توجه به معادله اختصاری، چنین است که شما باید هر ترکیب محلول حاوی یون مس و یون هیدروکسید را مصرف کنید. از بین تمام ترکیبات مس ذکر شده، تنها CuSO 4 محلول است و فقط در واکنش آبی OH - است. پاسخ صحیح 4 است. |
|
A15.هنگامی که چه موادی با هم تعامل دارند اکسید گوگرد آزاد می شود؟: 1. Na 2 SO 3 و HCl 2. AgNO 3 و K 2 SO 4 3. BaCO 3 و HNO 3 4. Na 2 S و HCl |
اولین واکنش اسید ناپایدار H 2 SO 3 تولید می کند که به آب و اکسید گوگرد (IV) تجزیه می شود. پاسخ صحیح1.
|
II. پاسخ کوتاه و تطبیق وظایف.
|
در 1. مجموع کل ضرایب در معادله یونی کامل و احیا شده برای واکنش بین نیترات نقره و هیدروکسید سدیم برابر ... |
بیایید معادله واکنش را بنویسیم: 2AgNO 3 + 2 NaOH → Ag 2 O↓ + 2 NaNO 3 + H 2 O معادله یونی کامل: 2Ag + +2NO 3 - +2Na + +2OH - → Ag 2 O↓+ 2Na + +2NO 3 - +H 2 O معادله یونی مختصر: 2Ag + +2OH - → Ag 2 O↓ + H 2 O پاسخ صحیح: 20 |
|
در 2. یک معادله یونی کامل برای برهمکنش 1 مول هیدروکسید پتاسیم با 1 مول هیدروکسید آلومینیوم بنویسید. تعداد یون های معادله را به دست آورید. |
KOH + Al(OH) 3 ↓→ K معادله یونی کامل: K + +OH - + Al(OH) 3 ↓ → K + + - پاسخ صحیح: 4 یون. |
|
در ساعت 3. نام نمک را با رابطه آن با هیدرولیز مطابقت دهید: الف) استات آمونیوم 1. هیدرولیز نمی شود ب) سولفید باریم 2. توسط کاتیون ب) سولفید آمونیوم 3. توسط آنیون د) کربنات سدیم 4. توسط کاتیون و آنیون |
برای پاسخ به این سوال، باید تجزیه و تحلیل کنید که این نمک ها با چه قدرت باز و اسیدی تشکیل شده اند. پاسخ صحیح A4 B3 C4 D3 |
|
در ساعت 4. محلول یک مول سولفات سدیم حاوی 6.02 استیون های سدیم درجه تفکیک نمک را محاسبه کنید. |
بیایید معادله تفکیک الکترولیتی سولفات سدیم را بنویسیم: Na 2 SO 4 ↔ 2Na + +SO 4 2- 0.5 مول سولفات سدیم به یون تجزیه شد. |
|
ساعت 5. معرف ها را با معادلات یونی مختصر مطابقت دهید: 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 ↓ پاسخ صحیح: B1 A2 B3 D4 |
|
|
ساعت 6. معادله یونی کامل مربوط به معادله اختصاری را بنویسید: باO 3 2- +2 اچ + → CO 2 + اچ 2 O. مجموع ضرایب موجود در معادلات یونی مولکولی و کل را بیان کنید. |
شما باید هر کربنات محلول و هر اسید قوی محلول را مصرف کنید. مولکولی: Na 2 CO 3 + 2HCl → CO 2 + H 2 O + 2 NaCl . یونی کامل: 2Na + +CO 3 2- +2H + +2Cl - → CO 2 +H 2 O +2Na + +2Cl - ; |
IIIوظایف با پاسخ های دقیق
|
سوال |
(1887) برای توضیح خواص محلول های آبی الکترولیت ها. متعاقباً توسط بسیاری از دانشمندان بر اساس دکترین ساختار اتم و پیوندهای شیمیایی توسعه یافت. محتوای مدرن این نظریه را می توان به سه شرط زیر تقلیل داد:
طرحی برای حل کردن کریستال نمک خوراکی. یون های سدیم و کلر در محلول.
1. الکترولیت ها، هنگامی که در آب حل می شوند، به یون های دارای بار مثبت و منفی تجزیه می شوند (تجزیه می شوند). ("یون" یونانی به معنای "سرگردان" است. در یک محلول، یون ها به طور تصادفی در جهات مختلف حرکت می کنند.)
2. تحت تأثیر جریان الکتریکی، یونها حرکت جهتی پیدا می‌کنند: یونهایی که بار مثبت دارند به سمت کاتد حرکت می‌کنند، یونهایی که بار منفی دارند به سمت آند حرکت می‌کنند. بنابراین، اولی کاتیون نامیده می شود، دومی - آنیون. حرکت جهتی یونها در نتیجه جذب الکترودهای با بار مخالف آنها اتفاق می افتد.
3. تفکیک یک فرآیند برگشت پذیر است. این بدان معنی است که یک حالت تعادل رخ می دهد که در آن به تعداد مولکول ها به یون ها تجزیه می شوند (تفکیک)، بسیاری از آنها دوباره از یون ها (تداعی) تشکیل می شوند. بنابراین در معادلات تفکیک الکترولیتی به جای علامت مساوی از علامت برگشت پذیری استفاده می شود.
مثلا:
KA ↔ K + + A −،
که در آن KA یک مولکول الکترولیت است، K + یک کاتیون، A - یک آنیون است.
دکترین پیوند شیمیایی به پاسخ به این سوال کمک می کند که چرا الکترولیت ها به یون ها تجزیه می شوند. مواد با پیوندهای یونی به راحتی تفکیک می شوند، زیرا آنها قبلاً از یون تشکیل شده اند (به پیوند شیمیایی مراجعه کنید). هنگامی که آنها حل می شوند، دوقطبی های آب حول یون های مثبت و منفی جهت گیری می کنند. نیروهای جاذبه متقابل بین یون ها و دوقطبی های آب بوجود می آیند. در نتیجه پیوند بین یون ها ضعیف می شود و یون ها از کریستال به محلول حرکت می کنند. الکترولیت‌ها که مولکول‌های آنها بر اساس نوع پیوند قطبی کووالانسی تشکیل می‌شوند، به طور مشابه تجزیه می‌شوند. تفکیک مولکول های قطبی می تواند کامل یا جزئی باشد - همه اینها به درجه قطبیت پیوندها بستگی دارد. در هر دو حالت (در حین تفکیک ترکیبات با پیوندهای یونی و قطبی)، یون های هیدراته تشکیل می شوند، یعنی یون هایی که به مولکول های آب پیوند شیمیایی دارند.
بنیانگذار این دیدگاه تفکیک الکترولیتی، آکادمیک افتخاری I. A. Kablukov بود. برخلاف نظریه آرنیوس که برهمکنش املاح با حلال را در نظر نمی گرفت، I.A. Kablukov نظریه شیمیایی محلول های D.I. Mendeleev را برای توضیح تفکیک الکترولیتی به کار برد. او نشان داد که در حین انحلال، برهمکنش شیمیایی ماده حل شده با آب رخ می دهد که منجر به تشکیل هیدرات ها می شود و سپس به یون ها تجزیه می شوند. I. A. Kablukov معتقد بود که یک محلول آبی فقط حاوی یون های هیدراته است. در حال حاضر، این ایده به طور کلی پذیرفته شده است. بنابراین، هیدراتاسیون یونی عامل اصلی تجزیه است. در محلول های الکترولیت غیرآبی دیگر، پیوند شیمیایی بین ذرات (مولکول ها، یون ها) املاح و ذرات حلال را حلالیت می نامند.
یون های هیدراته دارای تعداد مولکول های آب ثابت و متغیر هستند. یک هیدرات با ترکیب ثابت، یون های هیدروژن H + را تشکیل می دهد که یک مولکول آب را نگه می دارد - این یک پروتون هیدراته H + (H 2 O) است. در ادبیات علمی، معمولاً با فرمول H 3 O + (یا OH 3 +) نشان داده می شود و یون هیدرونیوم نامیده می شود.
از آنجایی که تفکیک الکترولیتی یک فرآیند برگشت پذیر است، در محلول های الکترولیت ها به همراه یون های آنها، مولکول هایی نیز وجود دارد. بنابراین، محلول های الکترولیت با درجه تفکیک (که با حرف یونانی a مشخص می شود) مشخص می شوند. درجه تفکیک نسبت تعداد مولکول های متلاشی شده به یون ها، n، به تعداد کل مولکول های محلول N است:
درجه تفکیک الکترولیت به صورت تجربی تعیین می شود و بر حسب کسری از واحد یا به صورت درصد بیان می شود. اگر α = 0 باشد، تجزیه وجود ندارد و اگر α = 1 یا 100٪ باشد، الکترولیت کاملاً به یون تجزیه می شود. الکترولیت های مختلف درجات تفکیک متفاوتی دارند. با رقیق شدن محلول افزایش می یابد و با افزودن یون هایی به همین نام (همان یون های الکترولیت) کاهش می یابد.
با این حال، برای مشخص کردن توانایی یک الکترولیت برای تفکیک به یون، درجه تفکیک مقدار چندان مناسبی نیست، زیرا ... به غلظت الکترولیت بستگی دارد. یک مشخصه کلی تر ثابت تفکیک K است. می توان آن را به راحتی با اعمال قانون عمل جرم در تعادل تفکیک الکترولیت بدست آورد (1):
K = () /،
که در آن KA غلظت تعادلی الکترولیت و غلظت تعادلی یون های آن است (به تعادل شیمیایی مراجعه کنید). K به غلظت بستگی ندارد. این بستگی به ماهیت الکترولیت، حلال و دما دارد. برای الکترولیت‌های ضعیف، هرچه K (ثابت تفکیک) بیشتر باشد، هرچه الکترولیت قوی‌تر باشد، یونهای بیشتری در محلول وجود دارد.
الکترولیت های قوی ثابت تفکیک ندارند. به طور رسمی، آنها را می توان محاسبه کرد، اما با تغییر غلظت ثابت نخواهند بود.
اسیدهای پلی بازیک و بازهای پلی اسیدی به صورت مرحله ای تفکیک می شوند. هر مرحله تفکیک ثابت تفکیک خاص خود را دارد. به عنوان مثال، برای تفکیک اسید فسفریک:
کاهش ثابت از مرحله اول به مرحله سوم به این دلیل است که با افزایش بار منفی ذره حاصل، حذف پروتون به طور فزاینده ای دشوار می شود.
ثابت تفکیک کل برابر است با حاصلضرب ثابت های مربوط به مراحل جداگانه تفکیک. به عنوان مثال، در مورد اسید فسفریک برای فرآیند:
برای ارزیابی درجه تفکیک الکترولیت های ضعیف، کافی است تنها مرحله اول تفکیک را در نظر بگیریم. – اول از همه، غلظت یون ها را در محلول تعیین می کند.
نمک های اسیدی و بازی نیز در مراحل زیر تجزیه می شوند، به عنوان مثال:
به راحتی می توان متوجه شد که تفکیک یک هیدروآنیون یا هیدروکسوکاسیون با مرحله دوم یا سوم تفکیک اسید یا باز مربوطه یکسان است و بنابراین از همان قوانینی پیروی می کند که برای تفکیک گام به گام اسیدها و بازها تدوین شده است. به ویژه، اگر نمک اساسی مربوط به یک باز ضعیف، و نمک اسید است – اسید ضعیف، سپس تجزیه هیدروآنیون یا هیدروکسوکاسیون (یعنی مرحله دوم یا سوم تجزیه نمک) به میزان ناچیزی رخ می دهد.
هر اسید حاوی اکسیژن و هر باز (به معنای اسیدها و بازها در معنای سنتی) حاوی گروه های هیدروکسو هستند. تفاوت بین اسید و باز در این است که در حالت اول، تجزیه در پیوند EO-H رخ می دهد و در مورد دوم – از طریق اتصال E-ON.
هیدروکسیدهای آمفوتریک هم به عنوان باز و هم به عنوان اسید تفکیک می شوند (هر دو بسیار ضعیف هستند). بنابراین، یونیزاسیون هیدروکسید روی را می توان با طرح زیر (بدون در نظر گرفتن هیدراتاسیون یون های حاصل) نشان داد:
افزودن اسید این تعادل ها را به سمت چپ تغییر می دهد و قلیایی اضافه می شود – به سمت راست. بنابراین در محیط اسیدی تفکیک با توجه به نوع باز غالب است و در محیط قلیایی – بر اساس نوع اسید در هر دو مورد، اتصال یون هایی که در حین تفکیک یک الکترولیت آمفوتریک کم محلول به مولکول های آب تشکیل می شوند، باعث انتقال بخش های جدید این یون ها به محلول، اتصال آنها، انتقال یون های جدید به محلول و غیره می شود. انحلال چنین الکترولیت هم در محلول اسید و هم در محلول قلیایی اتفاق می افتد.
در هنگام تفکیک اسیدها، نقش کاتیون ها توسط یون های هیدروژن(H +)، هیچ کاتیون دیگری در طول تفکیک اسیدها تشکیل نمی شود:
HF ↔ H + + F - HNO 3 ↔ H + + NO 3 -
این یون های هیدروژن هستند که به اسیدها ویژگی های مشخصه خود را می دهند: طعم ترش، رنگ قرمز نشانگر و غیره.
یون های منفی (آنیون ها) از یک مولکول اسید جدا می شوند باقی مانده اسید.
یکی از ویژگی های تفکیک اسیدها بازی بودن آنها است - تعداد یون های هیدروژن موجود در یک مولکول اسید که می تواند در حین تفکیک تشکیل شود:
- اسیدهای مونوبازیک: HCl، HF، HNO 3.
- اسیدهای دوبازیک: H 2 SO 4، H 2 CO 3 .
- اسیدهای تری بازیک: H 3 PO 4.
فرآیند حذف کاتیون های هیدروژن در اسیدهای پلی بازیک در مراحل انجام می شود: ابتدا یک یون هیدروژن حذف می شود، سپس دیگری (سوم).
تفکیک گام به گام اسید دی بازیک:
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - HSO 4 - ↔ H + + HSO 4 2-
تفکیک گام به گام اسید تری بازیک:
H 3 PO 4 ↔ H + + H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - ↔ H + + HPO 4 2- HPO 4 2- ↔ H + + PO 4 3-
هنگام تفکیک اسیدهای پلی بازیک، بالاترین درجه تفکیک در مرحله اول اتفاق می افتد. به عنوان مثال، در هنگام تفکیک اسید فسفریک، درجه تفکیک مرحله اول 27٪ است. دوم - 0.15٪؛ سوم - 0.005٪.
تفکیک پایه
در حین تفکیک بازها، نقش آنیون ها توسط یون های هیدروکسید(OH -)، هیچ آنیون دیگری در حین تفکیک بازها تشکیل نمی شود:
NaOH ↔ Na + + OH -
اسیدیته یک باز با تعداد یون های هیدروکسید تشکیل شده در طی تفکیک یک مولکول از باز تعیین می شود:
- بازهای تک اسیدی - KOH، NaOH؛
- بازهای دی اسید - Ca(OH) 2;
- بازهای تری اسید - Al(OH) 3.
بازهای پلی اسید، بر اساس قیاس با اسیدها، نیز به صورت مرحله ای تفکیک می شوند - در هر مرحله یک یون هیدروکسید جدا می شود:
برخی از مواد، بسته به شرایط، می توانند هم به عنوان اسید (با حذف کاتیون های هیدروژن تجزیه می شوند) و هم به عنوان باز (با حذف یون های هیدروکسید تجزیه می شوند) عمل کنند. چنین موادی نامیده می شوند آمفوتریک(به واکنش های اسید-باز مراجعه کنید).
تفکیک Zn(OH) 2 به عنوان باز:
Zn(OH) 2 ↔ ZnOH + + OH - ZnOH + ↔ Zn 2+ + OH -
تفکیک Zn(OH) 2 به عنوان اسید:
Zn(OH) 2 + 2H 2 O ↔ 2H + + 2-
تفکیک نمک ها
نمک ها در آب به آنیون های باقی مانده های اسیدی و کاتیون های فلزات (یا سایر ترکیبات) تجزیه می شوند.
طبقه بندی تفکیک نمک:
- نمک های معمولی (متوسط).با جایگزینی کامل همزمان تمام اتم‌های هیدروژن در اسید با اتم‌های فلز به دست می‌آیند - اینها الکترولیت‌های قوی هستند که با تشکیل کاتوین‌های فلزی و یک باقیمانده یک اسید در آب کاملاً تجزیه می‌شوند: NaNO 3، Fe 2 (SO 4) 3، K 3 PO 4.
- نمک های اسیدیدر ترکیب آنها، علاوه بر اتم های فلز و یک باقیمانده اسیدی، یک (چند) اتم هیدروژن دیگر - آنها با تشکیل کاتیون های فلزی، آنیون های باقی مانده اسیدی و یک کاتیون هیدروژن به تدریج جدا می شوند: NaHCO 3، KH 2 PO 4 NaH 2 PO 4.
- نمک های اساسیدر ترکیب آنها علاوه بر اتم های فلز و یک باقیمانده اسیدی، یک (چند) گروه هیدروکسیل دیگر - آنها با تشکیل کاتیون های فلزی، آنیون های باقی مانده اسیدی و یون هیدروکسید تجزیه می شوند: (CuOH) 2 CO 3، Mg ( OH) Cl.
- نمک های مضاعفبا جایگزینی همزمان اتم های هیدروژن در اسید با اتم های فلزات مختلف به دست می آیند: KAl(SO 4) 2.
- نمک های مخلوطبه کاتیون های فلزی و آنیون های چند باقی مانده اسیدی تجزیه می شود: CaClBr.
