ზოგიერთი ნივთიერების წყალხსნარი ელექტრული დენის გამტარია. ეს ნივთიერებები კლასიფიცირდება როგორც ელექტროლიტები. ელექტროლიტები არის მჟავები, ფუძეები და მარილები, ზოგიერთი ნივთიერების დნება.
განმარტება
ელექტროლიტების იონებად დაშლის პროცესს წყალხსნარებში და დნება ელექტრული დენის გავლენის ქვეშ ე.წ. ელექტროლიტური დისოციაცია.
წყალში ზოგიერთი ნივთიერების ხსნარი არ ატარებს ელექტროენერგიას. ასეთ ნივთიერებებს არაელექტროლიტები ეწოდება. ეს მოიცავს ბევრ ორგანულ ნაერთს, როგორიცაა შაქარი და ალკოჰოლი.
ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია
ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია ჩამოაყალიბა შვედმა მეცნიერმა ს. არენიუსმა (1887). ს. არენიუსის თეორიის ძირითადი დებულებები:
— წყალში გახსნისას ელექტროლიტები იშლება (იყოფა) დადებით და უარყოფითად დამუხტულ იონებად;
— ელექტრული დენის გავლენით დადებითად დამუხტული იონები გადადიან კათოდში (კათიონები), უარყოფითად დამუხტული კი ანოდში (ანიონები);
- დისოციაცია შექცევადი პროცესია
KA ↔ K + + A −
ელექტროლიტური დისოციაციის მექანიზმი არის იონ-დიპოლური ურთიერთქმედება იონებსა და წყლის დიპოლებს შორის (ნახ. 1).
ბრინჯი. 1. ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის ელექტროლიტური დისოციაცია
იონური ბმის მქონე ნივთიერებები ყველაზე ადვილად იშლება. დისოციაცია ანალოგიურად ხდება მოლეკულებში, რომლებიც წარმოიქმნება პოლარული კოვალენტური ბმის ტიპის მიხედვით (ურთიერთქმედების ბუნება დიპოლ-დიპოლურია).
მჟავების, ფუძეების, მარილების დისოციაცია
მჟავების დაშლისას ყოველთვის წარმოიქმნება წყალბადის იონები (H +), უფრო სწორედ ჰიდრონიუმი (H 3 O +), რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მჟავების თვისებებზე (მჟავე გემო, ინდიკატორების მოქმედება, ფუძეებთან ურთიერთქმედება და ა.შ.).
HNO 3 ↔ H + + NO 3 −
ბაზების დისოციაციისას ყოველთვის წარმოიქმნება წყალბადის ჰიდროქსიდის იონები (OH −), რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ფუძეების თვისებებზე (ინდიკატორების ფერის შეცვლა, მჟავებთან ურთიერთქმედება და ა.შ.).
NaOH ↔ Na + + OH −
მარილები ელექტროლიტებია, რომელთა დისოციაციისას წარმოიქმნება ლითონის კათიონები (ან ამონიუმის კატიონი NH 4 +) და მჟავას ნარჩენების ანიონები.
CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl −
პოლიბაზური მჟავები და ფუძეები ნაწილდება ეტაპობრივად.
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 − (I ეტაპი)
HSO 4 − ↔ H + + SO 4 2- (II ეტაპი)
Ca(OH) 2 ↔ + + OH − (I ეტაპი)
+ ↔ Ca 2+ + OH −
დისოციაციის ხარისხი
ელექტროლიტები იყოფა სუსტ და ძლიერ ხსნარებად. ამ საზომის დასახასიათებლად, არსებობს დისოციაციის ხარისხის კონცეფცია და მნიშვნელობა (). დისოციაციის ხარისხი არის იონებად დაშლილი მოლეკულების რაოდენობის თანაფარდობა მოლეკულების მთლიან რაოდენობასთან. ხშირად გამოხატულია %-ში.
სუსტ ელექტროლიტებს მიეკუთვნება ნივთიერებები, რომელთა დისოციაციის ხარისხი დეციმოლარულ ხსნარში (0,1 მოლ/ლ) 3%-ზე ნაკლებია. ძლიერ ელექტროლიტებს მიეკუთვნება ნივთიერებები, რომელთა დისოციაციის ხარისხი დეციმოლარულ ხსნარში (0,1 მოლ/ლ) 3%-ზე მეტია. ძლიერი ელექტროლიტების ხსნარები არ შეიცავს გაუნაწილებელ მოლეკულებს და ასოციაციის (კომბინაციის) პროცესი იწვევს ჰიდრატირებული იონების და იონური წყვილების წარმოქმნას.
დისოციაციის ხარისხზე განსაკუთრებით გავლენას ახდენს გამხსნელის ბუნება, გახსნილი ნივთიერების ბუნება, ტემპერატურა (ძლიერი ელექტროლიტებისთვის დისოციაციის ხარისხი ტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება, ხოლო სუსტი ელექტროლიტებისთვის ის გადის მაქსიმუმს ტემპერატურის დიაპაზონში. 60 o C), ხსნარების კონცენტრაცია და ამავე სახელწოდების იონების შეყვანა ხსნარში.
ამფოტერული ელექტროლიტები
არსებობს ელექტროლიტები, რომლებიც დისოციაციისას ქმნიან H + და OH - იონებს. ასეთ ელექტროლიტებს ამფოტერულს უწოდებენ, მაგალითად: Be(OH) 2, Zn(OH) 2, Sn(OH) 2, Al(OH) 3, Cr(OH) 3 და ა.შ.
H + +RO − ↔ ROH ↔ R + +OH −
იონური რეაქციის განტოლებები
ელექტროლიტების წყალხსნარებში რეაქციები არის რეაქციები იონებს შორის - იონური რეაქციები, რომლებიც იწერება იონური განტოლებების გამოყენებით მოლეკულური, სრული იონური და შემოკლებული იონური ფორმებით. Მაგალითად:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (მოლეკულური ფორმა)
Ba 2+ + 2 კლ − + 2 ნა+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2 ნა + + 2 კლ− (სრული იონური ფორმა)
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (მოკლე იონური ფორმა)
pH მნიშვნელობა
წყალი სუსტი ელექტროლიტია, ამიტომ დისოციაციის პროცესი უმნიშვნელო მასშტაბით ხდება.
H 2 O ↔ H + + OH −
მასის მოქმედების კანონი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერ წონასწორობაზე და წონასწორობის მუდმივის გამოხატულება შეიძლება დაიწეროს:
K = /
ამიტომ წყლის წონასწორული კონცენტრაცია მუდმივი მნიშვნელობაა.
K = = K W
მოსახერხებელია წყალხსნარის მჟავიანობის (ძირითადობის) გამოხატვა წყალბადის იონების მოლური კონცენტრაციის ათობითი ლოგარითმის მეშვეობით, აღებული საპირისპირო ნიშნით. ამ მნიშვნელობას ეწოდება pH მნიშვნელობა.
ერთიანი სახელმწიფო გამოცდა. მარილების, მჟავების, ტუტეების ელექტროლიტური დისოციაცია. იონის გაცვლის რეაქციები. მარილების ჰიდროლიზი
ხსნარები და მათი კონცენტრაცია, დისპერსირებული სისტემები, ელექტროლიტური დისოციაცია, ჰიდროლიზი
გაკვეთილზე თქვენ შეძლებთ შეამოწმოთ თქვენი ცოდნა თემაზე „ერთიანი სახელმწიფო გამოცდა. მარილების, მჟავების, ტუტეების ელექტროლიტური დისოციაცია. იონის გაცვლის რეაქციები. მარილების ჰიდროლიზი“. თქვენ განიხილავთ ამოცანების ამოხსნას A, B და C ჯგუფების ერთიანი სახელმწიფო გამოცდიდან სხვადასხვა თემებზე: "ხსნარები და მათი კონცენტრაციები", "ელექტროლიტური დისოციაცია", "იონის გაცვლის რეაქციები და ჰიდროლიზი". ამ პრობლემების გადასაჭრელად, განსახილველი თემების ცოდნის გარდა, თქვენ ასევე უნდა შეძლოთ ნივთიერებების ხსნადობის ცხრილის გამოყენება, ელექტრონული ბალანსის მეთოდის ცოდნა და რეაქციების შექცევადობისა და შეუქცევადობის გაგება.
თემა: ხსნარები და მათი კონცენტრაცია, დისპერსირებული სისტემები, ელექტროლიტური დისოციაცია
გაკვეთილი: ერთიანი სახელმწიფო გამოცდა. მარილების, მჟავების, ტუტეების ელექტროლიტური დისოციაცია. იონის გაცვლის რეაქციები. მარილების ჰიდროლიზი
მე. აირჩიეთ ერთი სწორი ვარიანტი შემოთავაზებული 4-დან.
|
Კითხვა |
კომენტარი |
|
A1. ძლიერი ელექტროლიტებია: |
განმარტებით, ძლიერი ელექტროლიტები არის ნივთიერებები, რომლებიც მთლიანად იშლება იონებად წყალხსნარში. CO 2 და O 2 არ შეიძლება იყოს ძლიერი ელექტროლიტები. H 2 S არის სუსტი ელექტროლიტი. სწორი პასუხია 4. |
|
A2. ნივთიერებები, რომლებიც იშლება მხოლოდ ლითონის იონებად და ჰიდროქსიდის იონებად: 1. მჟავები 2. ტუტეები 4. ამფოტერული ჰიდროქსიდები |
განმარტებით, ნაერთს, რომელიც წყალხსნარში დისოციაციისას წარმოქმნის მხოლოდ ჰიდროქსიდის ანიონებს, ეწოდება ბაზა. მხოლოდ ტუტე და ამფოტერული ჰიდროქსიდი შეესაბამება ამ განმარტებას. მაგრამ კითხვაში ნათქვამია, რომ ნაერთი უნდა დაიშალა მხოლოდ ლითონის კატიონებად და ჰიდროქსიდულ ანიონებად. ამფოტერული ჰიდროქსიდი ეტაპობრივად იშლება და ამიტომ ჰიდროქსმეტალის იონები ხსნარშია. სწორი პასუხი 2. |
|
A3. გაცვლის რეაქცია ხდება წყალში უხსნადი ნივთიერების წარმოქმნით: 1. NaOH და MgCl 2 2. NaCl და CuSO 4 3. CaCO 3 და HCl (ხსნარი) |
პასუხის გასაცემად, თქვენ უნდა დაწეროთ ეს განტოლებები და ჩახედოთ ხსნადობის ცხრილში, რომ ნახოთ, არის თუ არა უხსნადი ნივთიერებები პროდუქტებს შორის. ეს არის მაგნიუმის ჰიდროქსიდის Mg(OH) 2 პირველ რეაქციაში სწორი პასუხი 1. |
|
A4. ყველა კოეფიციენტის ჯამი სრული და შემცირებული იონური ფორმით შორის რეაქციაშიფე(არა 3 ) 2 +2 NaOHუდრის: |
Fe(NO 3) 2 +2NaOH Fe(OH) 2 ↓ +2Na NO 3 მოლეკულური Fe 2+ +2NO 3 - +2Na+2OH - Fe(OH) 2 ↓ +2Na + +2 NO 3 - სრული იონური განტოლება, კოეფიციენტების ჯამი არის 12. Fe 2+ + 2OH - Fe(OH) 2 ↓ შემოკლებული იონური, კოეფიციენტების ჯამი არის 4. სწორი პასუხია 4. |
|
A5. H + +OH - →H 2 O რეაქციის შემოკლებული იონური განტოლება შეესაბამება ურთიერთქმედებას: 2. NaOH (PP) +HNO 3 3. Cu(OH) 2 + HCl 4. CuO + H 2 SO 4 |
ეს სტენოგრაფიული განტოლება ასახავს ურთიერთქმედებას ძლიერ ფუძესა და ძლიერ მჟავას შორის. ბაზა ხელმისაწვდომია 2 და 3 ვერსიებში, მაგრამ Cu(OH) 2 არის უხსნადი ბაზა სწორი პასუხი 2. |
|
A6. იონური გაცვლის რეაქცია სრულდება, როდესაც ხსნარი დრენირდება: 1. ნატრიუმის ნიტრატი და კალიუმის სულფატი 2. კალიუმის სულფატი და მარილმჟავა 3. კალციუმის ქლორიდი და ვერცხლის ნიტრატი 4. ნატრიუმის სულფატი და კალიუმის ქლორიდი |
დავწეროთ როგორ უნდა მოხდეს იონგაცვლის რეაქციები თითოეულ წყვილ ნივთიერებას შორის. 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 ხსნადობის ცხრილიდან ვხედავთ, რომ AgCl↓ სწორი პასუხი 3. |
|
A7. წყალხსნარში ის ეტაპობრივად იშლება: |
პოლიბაზური მჟავები განიცდიან ეტაპობრივ დისოციაციას წყალხსნარში. ამ ნივთიერებებს შორის მხოლოდ H2S არის მჟავა. სწორი პასუხი 3. |
|
A8. რეაქციის განტოლება CuCl 2 +2 KOH→ კუ(ოჰ) 2 ↓+2 KClშეესაბამება შემოკლებულ იონურ განტოლებას: 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 ↓ |
დავწეროთ სრული იონური განტოლება: Cu 2+ +2Cl - +2K + +2OH - → Cu(OH) 2 ↓+2K + +2Cl - შეუზღუდავი იონების აღმოფხვრის შემდეგ მივიღებთ შემოკლებულ იონურ განტოლებას Сu 2+ +2OH - →Cu(OH) 2 ↓ სწორი პასუხია 4. |
|
A9. რეაქცია თითქმის დასრულებულია: 1. Na 2 SO 4 + KCl→ 2. H 2 SO 4 + BaCl 2 → 3. KNO 3 + NaOH → 4. Na 2 SO 4 + CuCl 2 → |
მოდით დავწეროთ იონგაცვლის ჰიპოთეტური რეაქციები: 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 ხსნადობის ცხრილის მიხედვით ვხედავთ BaSO 4 ↓ სწორი პასუხი 2. |
|
A10. გამოსავალს აქვს ნეიტრალური გარემო: 2. (NH 4) 2 SO 4 |
მხოლოდ მარილების წყალხსნარებს, რომლებიც წარმოიქმნება ძლიერი ფუძით და ძლიერი მჟავით, აქვს ნეიტრალური გარემო. NaNO3 არის მარილი, რომელიც წარმოიქმნება ძლიერი ფუძე NaOH და ძლიერი მჟავა HNO3. სწორი პასუხი 1. |
|
A11. ნიადაგის მჟავიანობა შეიძლება გაიზარდოს ხსნარის შეყვანით: |
აუცილებელია განისაზღვროს რომელი მარილი მისცემს მჟავე რეაქციას საშუალოზე. ეს უნდა იყოს მარილი, რომელიც წარმოიქმნება ძლიერი მჟავით და სუსტი ფუძით. ეს არის NH 4 NO 3. სწორი პასუხი 1. |
|
A12. ჰიდროლიზი ხდება წყალში გახსნისას: |
მხოლოდ ძლიერი ფუძით და ძლიერი მჟავით წარმოქმნილი მარილები არ განიცდიან ჰიდროლიზს. ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი მარილი შეიცავს ძლიერ მჟავას ანიონებს. მხოლოდ AlCl 3 შეიცავს სუსტ ბაზის კატიონს. სწორი პასუხია 4. |
|
A 13. არ ექვემდებარება ჰიდროლიზს: 1. ძმარმჟავა 2. ეთილის ძმარმჟავა 3. სახამებელი |
ჰიდროლიზს დიდი მნიშვნელობა აქვს ორგანულ ქიმიაში. ესტერები, სახამებელი და ცილა განიცდიან ჰიდროლიზს. სწორი პასუხი 1. |
|
A14. რა რიცხვი მიუთითებს ქიმიური რეაქციის მოლეკულური განტოლების ფრაგმენტზე, რომელიც შეესაბამება მრავალჯერადი იონური განტოლების C u 2+ +2 ოჰ - → კუ(ოჰ) 2 ↓? 1. Cu(OH) 2 + HCl→ 2. CuCO 3 + H 2 SO 4 → 3. CuO + HNO 3 → 4. CuSO 4 +KOH→ |
შემოკლებული განტოლების მიხედვით, აქედან გამომდინარეობს, რომ თქვენ უნდა აიღოთ ნებისმიერი ხსნადი ნაერთი, რომელიც შეიცავს სპილენძის იონს და ჰიდროქსიდის იონს. ყველა ჩამოთვლილი სპილენძის ნაერთებიდან მხოლოდ CuSO 4 არის ხსნადი და მხოლოდ წყალხსნარში არის OH - . სწორი პასუხია 4. |
|
A15.როდის რა ნივთიერებები ურთიერთქმედებენ, გამოიყოფა გოგირდის ოქსიდი?: 1. Na 2 SO 3 და HCl 2. AgNO 3 და K 2 SO 4 3. BaCO 3 და HNO 3 4. Na 2 S და HCl |
პირველი რეაქცია წარმოქმნის არასტაბილურ მჟავას H 2 SO 3, რომელიც იშლება წყალში და გოგირდის ოქსიდში (IV) Სწორი პასუხი1.
|
II. მოკლე პასუხი და შესატყვისი ამოცანები.
|
1-ში. ვერცხლის ნიტრატსა და ნატრიუმის ჰიდროქსიდს შორის რეაქციის სრულ და შემცირებულ იონურ განტოლებაში ყველა კოეფიციენტის ჯამი არის... |
დავწეროთ რეაქციის განტოლება: 2AgNO 3 +2NaOH→Ag 2 O↓+ 2NaNO 3 +H 2 O სრული იონური განტოლება: 2Ag + +2NO 3 - +2Na + +2OH - →Ag 2 O↓+ 2Na + +2NO 3 - +H 2 O შემოკლებული იონური განტოლება: 2Ag + +2OH - →Ag 2 O↓+H 2 O სწორი პასუხი: 20 |
|
2-ზე. დაწერეთ სრული იონური განტოლება 1 მოლი კალიუმის ჰიდროქსიდის 1 მოლ ალუმინის ჰიდროქსიდთან ურთიერთქმედებისთვის. მიეცით იონების რაოდენობა განტოლებაში. |
KOH + Al(OH) 3 ↓→ K სრული იონური განტოლება: K + +OH - + Al(OH) 3 ↓ → K + + - სწორი პასუხი: 4 იონი. |
|
3-ზე. შეუთავსეთ მარილის სახელწოდება ჰიდროლიზთან მის კავშირს: ა) ამონიუმის აცეტატი 1. არ ჰიდროლიზდება ბ) ბარიუმის სულფიდი 2. კატიონით ბ) ამონიუმის სულფიდი 3. ანიონით დ) ნატრიუმის კარბონატი 4. კათიონებითა და ანიონებით |
კითხვაზე პასუხის გასაცემად, თქვენ უნდა გაანალიზოთ, თუ რა სიმტკიცით და მჟავით წარმოიქმნება ეს მარილები. სწორი პასუხი A4 B3 C4 D3 |
|
4-ზე. ნატრიუმის სულფატის ერთი მოლი ხსნარი შეიცავს 6.02ნატრიუმის იონები. გამოთვალეთ მარილის დისოციაციის ხარისხი. |
დავწეროთ ნატრიუმის სულფატის ელექტროლიტური დისოციაციის განტოლება: Na 2 SO 4 ↔ 2Na + +SO 4 2- 0,5 მოლი ნატრიუმის სულფატი დაიშალა იონებად. |
|
5 საათზე. შეადარეთ რეაგენტები შემოკლებულ იონურ განტოლებებს: 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 → ბ) H + +OH - →H 2 O 4. BaCl 2 +Na 2 SO 4 → D) Ba 2+ +SO 4 2- → BaSO 4 ↓ სწორი პასუხი: B1 A2 B3 D4 |
|
|
6-ზე. დაწერეთ სრული იონური განტოლება შემოკლებულის შესაბამისი: თანო 3 2- +2 ჰ + → CO 2 + ჰ 2 ო. მიუთითეთ კოეფიციენტების ჯამი მოლეკულურ და საერთო იონურ განტოლებებში. |
თქვენ უნდა მიიღოთ ნებისმიერი ხსნადი კარბონატი და ნებისმიერი ხსნადი ძლიერი მჟავა. მოლეკულური: Na 2 CO 3 +2HCl → CO 2 +H 2 O +2NaCl; სრული იონური: 2Na + +CO 3 2- +2H + +2Cl - → CO 2 +H 2 O +2Na + +2Cl - ; |
III.დავალებები დეტალური პასუხებით
|
Კითხვა |
(1887) ელექტროლიტების წყალხსნარების თვისებების ასახსნელად. შემდგომში იგი მრავალი მეცნიერის მიერ იქნა შემუშავებული ატომისა და ქიმიური ბმების სტრუქტურის დოქტრინის საფუძველზე. ამ თეორიის თანამედროვე შინაარსი შეიძლება შემცირდეს შემდეგ სამ დებულებამდე:
სუფრის მარილის კრისტალის დაშლის სქემა. ნატრიუმის და ქლორის იონები ხსნარში.
1. ელექტროლიტები წყალში გახსნისას იშლება (იყოფა) იონებად - დადებითად და უარყოფითად დამუხტული. („იონი“ ბერძნულად ნიშნავს „მოხეტიალე“. ხსნარში იონები შემთხვევით მოძრაობენ სხვადასხვა მიმართულებით.)
2. ელექტრული დენის გავლენით იონები მიმართულ მოძრაობას იძენენ: დადებითად დამუხტული მოძრაობენ კათოდისკენ, უარყოფითად დამუხტული – ანოდისკენ. ამიტომ პირველებს კათიონებს უწოდებენ, მეორეებს - ანიონებს. იონების მიმართულების მოძრაობა ხდება მათი საპირისპიროდ დამუხტული ელექტროდების მიზიდვის შედეგად.
3. დისოციაცია შექცევადი პროცესია. ეს ნიშნავს, რომ წონასწორობის მდგომარეობა ხდება, როდესაც იმდენი მოლეკულა იშლება იონებად (დისოციაცია), ამდენი მათგანი კვლავ წარმოიქმნება იონებისგან (ასოციაცია). ამიტომ ელექტროლიტური დისოციაციის განტოლებებში ტოლობის ნიშნის ნაცვლად გამოიყენება შექცევადობის ნიშანი.
Მაგალითად:
KA ↔ K + + A −,
სადაც KA არის ელექტროლიტის მოლეკულა, K + არის კატიონი, A - არის ანიონი.
ქიმიური კავშირის დოქტრინა ეხმარება პასუხის გაცემას კითხვაზე, თუ რატომ იშლება ელექტროლიტები იონებად. იონური ბმების მქონე ნივთიერებები ყველაზე ადვილად იშლება, რადგან ისინი უკვე შედგება იონებისგან (იხ. ქიმიური შემაკავშირებელი). როდესაც ისინი იხსნება, წყლის დიპოლები ორიენტირებულია დადებითი და უარყოფითი იონების გარშემო. ურთიერთმიმზიდველი ძალები წარმოიქმნება წყლის იონებსა და დიპოლებს შორის. შედეგად, იონებს შორის კავშირი სუსტდება და იონები ბროლიდან ხსნარში გადადიან. ელექტროლიტები, რომელთა მოლეკულები წარმოიქმნება კოვალენტური პოლარული ბმის ტიპის მიხედვით, ანალოგიურად იშლება. პოლარული მოლეკულების დისოციაცია შეიძლება იყოს სრული ან ნაწილობრივი - ეს ყველაფერი დამოკიდებულია ობლიგაციების პოლარობის ხარისხზე. ორივე შემთხვევაში (იონურ და პოლარულ ბმებთან ნაერთების დისოციაციის დროს) წარმოიქმნება ჰიდრატირებული იონები, ანუ იონები ქიმიურად უკავშირდება წყლის მოლეკულებს.
ელექტროლიტური დისოციაციის ამ შეხედულების ფუძემდებელი იყო საპატიო აკადემიკოსი I.A. Kablukov. არენიუსის თეორიისგან განსხვავებით, რომელიც არ ითვალისწინებდა გამხსნელთან გამხსნელთან ურთიერთქმედებას, ი.ა. კაბალუკოვმა გამოიყენა დ.ი. მენდელეევის ხსნარების ქიმიური თეორია ელექტროლიტური დისოციაციის ასახსნელად. მან აჩვენა, რომ დაშლის დროს ხდება წყალთან გამხსნელი ნივთიერების ქიმიური ურთიერთქმედება, რაც იწვევს ჰიდრატების წარმოქმნას, შემდეგ კი ისინი იშლება იონებად. I. A. Kablukov თვლიდა, რომ წყალხსნარი შეიცავს მხოლოდ ჰიდრატირებულ იონებს. ამჟამად, ეს იდეა ზოგადად მიღებულია. ასე რომ, იონების ჰიდრატაცია არის დისოციაციის მთავარი მიზეზი. სხვა, არაწყლიან ელექტროლიტების ხსნარებში, ქიმიურ კავშირს ხსნარის ნაწილაკებსა (მოლეკულებს, იონებს) და გამხსნელის ნაწილაკებს შორის ხსნარს უწოდებენ.
ჰიდრატირებულ იონებს აქვთ წყლის მოლეკულების მუდმივი და ცვლადი რაოდენობა. მუდმივი შემადგენლობის ჰიდრატი წარმოქმნის წყალბადის იონებს H +, რომლებიც იკავებენ წყლის ერთ მოლეკულას - ეს არის ჰიდრატირებული პროტონი H + (H 2 O). სამეცნიერო ლიტერატურაში იგი ჩვეულებრივ წარმოდგენილია ფორმულით H 3 O + (ან OH 3 +) და ეწოდება ჰიდრონიუმის იონი.
ვინაიდან ელექტროლიტური დისოციაცია შექცევადი პროცესია, ელექტროლიტების ხსნარებში, მათ იონებთან ერთად, არის მოლეკულებიც. მაშასადამე, ელექტროლიტური ხსნარები ხასიათდება დისოციაციის ხარისხით (აღნიშნულია ბერძნული ასო ა). დისოციაციის ხარისხი არის იონებად დაშლილი მოლეკულების რაოდენობის თანაფარდობა, n, გახსნილი მოლეკულების საერთო რაოდენობასთან N:
ელექტროლიტების დისოციაციის ხარისხი განისაზღვრება ექსპერიმენტულად და გამოიხატება ერთეულის ფრაქციებში ან პროცენტულად. თუ α = 0, მაშინ არ არის დისოციაცია, და თუ α = 1, ან 100%, მაშინ ელექტროლიტი მთლიანად იშლება იონებად. სხვადასხვა ელექტროლიტს აქვს დისოციაციის განსხვავებული ხარისხი. ხსნარის განზავებით ის იზრდება, ხოლო ამავე სახელწოდების იონების დამატებით (იგივე ელექტროლიტური იონები) მცირდება.
ამასთან, ელექტროლიტის იონებად დაშლის უნარის დასახასიათებლად, დისოციაციის ხარისხი არ არის ძალიან მოსახერხებელი მნიშვნელობა, რადგან ის ... დამოკიდებულია ელექტროლიტების კონცენტრაციაზე. უფრო ზოგადი მახასიათებელია დისოციაციის მუდმივი K. მისი მარტივად მიღება შესაძლებელია მასის მოქმედების კანონის გამოყენებით ელექტროლიტების დისოციაციის წონასწორობაზე (1):
K = () /,
სადაც KA არის ელექტროლიტის წონასწორული კონცენტრაცია და არის მისი იონების წონასწორული კონცენტრაციები (იხ. ქიმიური წონასწორობა). K არ არის დამოკიდებული კონცენტრაციაზე. ეს დამოკიდებულია ელექტროლიტის ბუნებაზე, გამხსნელსა და ტემპერატურაზე. სუსტი ელექტროლიტებისთვის, რაც უფრო მაღალია K (დისოციაციის მუდმივი), რაც უფრო ძლიერია ელექტროლიტი, მით მეტი იონია ხსნარში.
ძლიერ ელექტროლიტებს არ აქვთ დისოციაციის მუდმივები. ფორმალურად, მათი გამოთვლა შესაძლებელია, მაგრამ ისინი არ იქნება მუდმივი, რადგან კონცენტრაცია იცვლება.
პოლიბაზური მჟავები და პოლიმჟავური ფუძეები ნაწილდება ეტაპობრივად. დისოციაციის თითოეულ საფეხურს აქვს საკუთარი დისოციაციის მუდმივი. მაგალითად, ფოსფორის მჟავის დისოციაციისთვის:
მუდმივის შემცირება პირველი ეტაპიდან მესამემდე განპირობებულია იმით, რომ პროტონის ამოღება სულ უფრო რთული ხდება, რადგან მიღებული ნაწილაკების უარყოფითი მუხტი იზრდება.
მთლიანი დისოციაციის მუდმივი ტოლია დისოციაციის ცალკეული ეტაპების შესაბამისი მუდმივების ნამრავლის. მაგალითად, პროცესისთვის ფოსფორის მჟავის შემთხვევაში:
სუსტი ელექტროლიტების დისოციაციის ხარისხის შესაფასებლად საკმარისია გავითვალისწინოთ მხოლოდ დისოციაციის პირველი ეტაპი. – ის, პირველ რიგში, განსაზღვრავს იონების კონცენტრაციას ხსნარში.
მჟავე და ძირითადი მარილები ასევე იშლება ეტაპად, მაგალითად:
ადვილი შესამჩნევია, რომ ჰიდროანიონის ან ჰიდროქსოკაციის დისოციაცია იდენტურია შესაბამისი მჟავის ან ფუძის დისოციაციის მეორე ან მესამე ეტაპისა და, შესაბამისად, ემორჩილება იმავე კანონებს, რომლებიც ჩამოყალიბებულია მჟავებისა და ფუძეების ეტაპობრივი დისოციაციისთვის. კერძოდ, თუ ძირითადი მარილი შეესაბამება სუსტ ფუძეს, ხოლო მჟავა მარილს – სუსტი მჟავა, შემდეგ ხდება ჰიდროანიონის ან ჰიდროქსოკაციის დისოციაცია (ანუ მარილის დისოციაციის მეორე ან მესამე ეტაპი) უმნიშვნელო მასშტაბით.
ყველა ჟანგბადის შემცველი მჟავა და ყველა ბაზა (იგულისხმება მჟავები და ფუძეები ტრადიციული გაგებით) შეიცავს ჰიდროქსო ჯგუფებს. განსხვავება მჟავასა და ფუძეს შორის არის ის, რომ პირველ შემთხვევაში დისოციაცია ხდება EO-H ბმაზე, ხოლო მეორეში – E-ON კავშირის საშუალებით.
ამფოტერული ჰიდროქსიდები იშლება როგორც ფუძეების, ასევე მჟავების სახით (ორივე ძალიან სუსტია). ამრიგად, თუთიის ჰიდროქსიდის იონიზაცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი სქემით (მიღებული იონების ჰიდრატაციის გათვალისწინების გარეშე):
მჟავის დამატება ამ წონასწორობას მარცხნივ გადააქვს და ტუტეს დამატება – მარჯვნივ. ამიტომ მჟავე გარემოში ჭარბობს დისოციაცია ფუძის ტიპის მიხედვით, ხოლო ტუტე გარემოში – მჟავის ტიპის მიხედვით. ორივე შემთხვევაში, ცუდად ხსნადი ამფოტერული ელექტროლიტის წყლის მოლეკულებში დისოციაციის დროს წარმოქმნილი იონების შეერთება იწვევს ამ იონების ახალი ნაწილების ხსნარში გადასვლას, მათ შეკავშირებას, ახალი იონების ხსნარში გადასვლას და ა.შ. ასეთი ელექტროლიტის დაშლა ხდება როგორც მჟავას ხსნარში, ასევე ტუტე ხსნარში.
მჟავების დისოციაციის დროს კათიონების როლს ასრულებს წყალბადის იონები(H +), სხვა კათიონები არ წარმოიქმნება მჟავების დისოციაციის დროს:
HF ↔ H + + F - HNO 3 ↔ H + + NO 3 -
სწორედ წყალბადის იონები ანიჭებენ მჟავებს დამახასიათებელ თვისებებს: მჟავე გემოს, ინდიკატორის წითლად შეღებვას და ა.შ.
უარყოფითი იონები (ანიონები) გამოიყოფა მჟავის მოლეკულისგან მჟავის ნარჩენი.
მჟავების დისოციაციის ერთ-ერთი მახასიათებელია მათი ფუძეობა - მჟავის მოლეკულაში შემავალი წყალბადის იონების რაოდენობა, რომელიც შეიძლება წარმოიქმნას დისოციაციის დროს:
- მონობაზური მჟავები: HCl, HF, HNO 3;
- ორფუძიანი მჟავები: H 2 SO 4, H 2 CO 3;
- ტრიბაზის მჟავები: H 3 PO 4.
პოლიბაზის მჟავებში წყალბადის კათიონების ელიმინაციის პროცესი ეტაპობრივად მიმდინარეობს: ჯერ ერთი წყალბადის იონი გამოიყოფა, შემდეგ მეორე (მესამე).
ორფუძიანი მჟავის ეტაპობრივი დისოციაცია:
H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 - HSO 4 - ↔ H + + HSO 4 2-
ტრიბაზური მჟავის ეტაპობრივი დისოციაცია:
H 3 PO 4 ↔ H + + H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - ↔ H + + HPO 4 2- HPO 4 2- ↔ H + + PO 4 3-
პოლიბაზური მჟავების დისოციაციისას, დისოციაციის უმაღლესი ხარისხი ხდება პირველ საფეხურზე. მაგალითად, ფოსფორმჟავას დისოციაციის დროს პირველი სტადიის დისოციაციის ხარისხი შეადგენს 27%-ს; მეორე - 0,15%; მესამე - 0,005%.
ბაზის დისოციაცია
ფუძეების დისოციაციის დროს ანიონების როლს ასრულებს ჰიდროქსიდის იონები(OH -), სხვა ანიონები არ წარმოიქმნება ფუძეების დისოციაციის დროს:
NaOH ↔ Na + + OH -
ფუძის მჟავიანობა განისაზღვრება ჰიდროქსიდის იონების რაოდენობით, რომლებიც წარმოიქმნება ფუძის ერთი მოლეკულის დისოციაციის დროს:
- მონომჟავური ფუძეები - KOH, NaOH;
- დიაციდური ფუძეები - Ca(OH) 2;
- ტრიმჟავა ფუძეები - Al(OH) 3.
პოლიმჟავური ფუძეები, მჟავებთან ანალოგიით, ასევე ნაწილდება ეტაპობრივად - თითოეულ ეტაპზე იშლება ერთი ჰიდროქსიდის იონი:
ზოგიერთ ნივთიერებას, პირობებიდან გამომდინარე, შეუძლია იმოქმედოს როგორც მჟავებად (დისოცაცია წყალბადის კათიონების ელიმინაციასთან ერთად) და როგორც ფუძე (დისოცაცია ჰიდროქსიდის იონების ელიმინაციასთან). ასეთ ნივთიერებებს ე.წ ამფოტერიული(იხ. მჟავა-ტუტოვანი რეაქციები).
Zn(OH) 2-ის დისოციაცია ბაზის სახით:
Zn(OH) 2 ↔ ZnOH + + OH - ZnOH + ↔ Zn 2+ + OH -
Zn(OH) 2 მჟავის სახით დისოციაცია:
Zn(OH) 2 + 2H 2 O ↔ 2H + + 2-
მარილების დისოციაცია
მარილები წყალში იშლება მჟავე ნარჩენების ანიონებად და ლითონების (ან სხვა ნაერთების) კატიონებად.
მარილის დისოციაციის კლასიფიკაცია:
- ნორმალური (საშუალო) მარილებიმიიღება მჟავაში ყველა წყალბადის ატომის სრული ერთდროული ჩანაცვლებით ლითონის ატომებით - ეს არის ძლიერი ელექტროლიტები, რომლებიც მთლიანად იშლება წყალში ლითონის კატოინებისა და ერთმჟავას ნარჩენების წარმოქმნით: NaNO 3, Fe 2 (SO 4) 3, K 3 PO 4.
- მჟავა მარილებიშეიცავს მათ შემადგენლობაში, ლითონის ატომებისა და მჟავე ნარჩენების გარდა, წყალბადის კიდევ ერთ (რამდენიმე) ატომს - ისინი ეტაპობრივად იშლება ლითონის კათიონების, მჟავე ნარჩენების ანიონებისა და წყალბადის კატიონის წარმოქმნით: NaHCO 3, KH 2 PO 4. NaH 2 PO 4.
- ძირითადი მარილებიმათ შემადგენლობაში, ლითონის ატომებისა და მჟავე ნარჩენების გარდა, შეიცავს კიდევ ერთ (რამდენიმე) ჰიდროქსილის ჯგუფს - ისინი იშლება ლითონის კათიონების, მჟავე ნარჩენების ანიონებისა და ჰიდროქსიდის იონის წარმოქმნით: (CuOH) 2 CO 3, Mg( OH)Cl.
- ორმაგი მარილებიმიიღება მჟავაში წყალბადის ატომების ერთდროული ჩანაცვლებით სხვადასხვა ლითონის ატომებით: KAl(SO 4) 2.
- შერეული მარილებიიშლება ლითონის კატიონებად და რამდენიმე მჟავე ნარჩენების ანიონებად: CaClBr.
