Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Направление ионно-обменной реакции между двумя электролитами в растворе определяется возможностью образования их ионами осадка, газа или слабого электролита




1. Образование малорастворимого соединения, выпадающего в виде осадка: AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3 (молекулярное уравнение)

Ag+ + NO3 – + Na+ + Cl = AgCl↓ + Na+ + NO3 (полное ионное уравнение)

Ag+ + Cl = AgCl↓ (сокращенное ионное уравнение ).

2. Образование газообразного вещества, удаляемого из раствора:

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2↑

2Na+ + CO32 – + 2H+ + SO42 – = 2Na+ + SO42 – + H2O + CO2↑

CO32 – + 2H+ = H2O + CO2↑

3. Образование растворимого, но мало диссоциированного вещества, например, воды, слабой кислоты или слабого основания:

CH3COONa + H2SO4 = Na2SO4 + CH3COOH

CH3COO + Na+ = 2Na+ +SO42 –+ CH3COOH

CH3COO + H+ = CH3COOH;

4. Образование устойчивой комплексной частицы – молекулы или иона:

HgI2 + 2KI = K2[HgI4]

Hg2+ + 2I + 2K+ + 2I – = 2K+ + [HgI4]2 –

Hg2+ + 4I = [HgI4]2 –

Реакциями нейтрализацииназываются обменные реакции взаимодействия кислот и оснований, в результате которых образуются соль и вода, например: NaOH + HCl = NaCl + H2O или OH + H+ = H2O.

При нейтрализации сильного основания сильной кислотой равновесие практически полностью смещено в сторону образования воды. Реакции нейтрализации при взаимодействии кислот и оснований, различающихся по силе, не доходят до конца вследствие протекания обратной реакции гидролиза соли, например: СН3СООН + NaOH ⇌CH3COONa + Н2О

СН3СООН + ОН-⇌СН3СОО- + Н2О.

Реакции нейтрализации экзотермические и протекают с выделением тепла.

Гидролиз солей -это ионно-обменное взаимодействие соли с водой. Реакция протекает, если в продуктах образуется слабая кислота и/или слабое основание. Она основана на поляризующем действии ионов соли на молекулы воды, в результате которого нарушается равновесие диссоциации воды: Н2ОН+ + ОН-.Гидролиз - это реакция обратная нейтрализации, и идёт, следовательно, с поглощением тепла, то есть гидролиз эндотермический процесс.

Соли, образованные сильными основаниями и сильными кислотами (NаСl, КNO3, Rb2SO4), не содержат ионов, способных к взаимодействию с водой, поэтому гидролизу не подвергаются. Реакция среды в растворе таких солей нейтральная (рH=7).

Гидролиз по катионухарактеризует соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием (NH4Cl, ZnSO4, Al(NO3)3). В результате катион соли связывает ионы ОН- из воды. В растворе увеличивается концентрация ионов Н+ и реакция среды становится кислой (рH<7).Например:

NH4+ + HOH⇌ NH4OH + H+ (уравнение в краткой ионной форме)

NH4Cl + HOH⇌ NH4OH + HCl (полное молекулярное уравнение)

Количественно гидролиз характеризуется константой гидролиза (Кг) и степенью гидролиза (h). Константа гидролиза соли сильной кислоты и слабого основания рассчитывается по формуле

Кг = [Кв ∕ Косн], где Кв – ионное произведение воды, Косн – константа диссоциации слабого основания.

Расчет рН в растворе соли слабого основания и сильной кислоты осуществляют по формуле

рН = 7 + ½ lgKосн - ½ lgСсоли, где Ссоли – молярная концентрация соли.

 

Гидролиз по анионухарактеризует соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием (NаF, Na2CO3, Rb3PO4). Анион соли связывает катион Н+ воды и в растворе накапливаются ионы ОН-, среда щелочная (рH > 7).

F- + H2O⇌ H+ + OH- (уравнение в краткой ионной форме)

NaF + HOH⇌ HF + NaOH (полное молекулярное уравнение)

Константа гидролиза соли сильного основания и слабой кислоты рассчитывается по формуле Кг=[Кв ∕ Ккисл], где Ккисл – константа диссоциации слабой кислоты.

Расчет рН в растворе соли сильного основания и слабой кислоты осуществляют по формуле рН = 7 - ½ lgKкисл + ½ lgСсоли.

Гидролиз по катиону и анионупротекает в растворах солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием (NH4CN, NH4СH3COO). Реакция среды в растворах таких солей близка к нейтральной. Может быть слабокислой или слабощелочной и определяется способностью к диссоциации продуктов гидролиза: слабой кислоты и слабого основания.

NH4F + HOH⇌ NH4OH + HF (полное молекулярное уравнение)

Константа гидролиза соли слабого однокислотного основания и слабой одноосновной кислоты: Кг = [Кв /(Ккисл∙Косн)].

Расчет рН в растворе соли слабого основания и слабой кислоты:

рН=7 - ½ lgKкисл + ½ lgКосн.

Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой (Al2S3, Cr2S3, Al2(СО3)3), могут подвергаться необратимому разложениюводой, если в продуктах образуются осадки или выделяется газ. Водные растворы таких солей не существуют. Например: Al2S3 + 6 HOH⇌ 2 Al(ОН)3 + 3H2S↑

Степень гидролизасоли (h)- это отношение количества вещества соли, подвергшегося гидролизу, к общему количеству вещества соли. Константа гидролиза (Кг)и степень гидролиза (h)связаны соотношением

Кг=Ссоли.h2/(1-h), где Ссоли- молярная концентрация соли в растворе.

Если h<<1, то Кг = Ссоли.h2; h = ÖKr /Cсоли

Степень гидролиза соли определяется следующими факторами:

1.Так как гидролиз - процесс эндотермический, то повышение температуры усиливает гидролиз.

2.Чем слабее кислота и/или основание, образующиеся при гидролизе, тем выше степень гидролиза их солей.

3.Чем меньше молярная концентрация соли, тем степень гидролиза выше, т.е. с разбавлением гидролиз усиливается.

4.По принципу Ле-Шателье, добавление продуктов гидролиза его подавляет.

Буферный раствор- это раствор, содержащий равновесную систему, способную поддерживать практически постоянное значение рН при разбавлении или при добавлении небольших количеств кислоты или щелочи. Буферные растворы обладают амфотерными свойствами, взаимодействуют с сильными кислотами и основаниями. Их характеризуют рабочей областью рH и буферной емкостью.


Реакция ионного обмена — один из видов химических реакций, характеризующаяся выделением в продукты реакции воды, газа или осадка.

Химические реакции в растворах электролитов (кислот, оснований и солей) протекают при участии ионов. Если такие реакции не сопровождаются изменением степеней окисления, они называются реакциями двойного обмена.

В соответствии с правилом Бертолле: реакции обмена протекают только тогда, когда образуется малорастворимое соединение (осадок), легколетучее вещество (газ), малодиссоциирующее соединение (очень слабый электролит, в том числе и вода) или комплексное соединение. В таких случаях реакции будут практически не обратимы.







Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1590. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия