Электролитическая диссоциация кислот, оснований, солей

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

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

Например:

НСl«Н⁺+Сl^-

СН₃СООН«Н⁺+СН₃СОO^-

Основность кислот определяется числом катионов водорода, которые образуются при диссоциации. Так, НСl, HNO₃ — одноос­новные кислоты — образуют один катион водорода; H₂S, H₂CO₃, H₂SO₄ — двухосновные, а Н₃РО₄, H₃AsO₄ — трехосновные, так как образуют три катиона водорода. Из четырех атомов водорода, содержащихся в молекуле уксусной кислоты СН₃СООН, только один, входящий в карбоксильную группу —СООН, способен от­щепляться в виде катиона Н⁺, — уксусная кислота одноосновная.

Двух — и многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато (постепенно). Например:

Н₃РО₄«Н⁺+Н₂РО^-₄ (первая ступень) Н₂РО^-₄«Н⁺+НРО^2-₄ (вторая ступень) НРO^2-₄«Н⁺+РO^3-₄ (третья ступень)

Диссоциация многоосновной кислоты протекает главным образом по первой ступени, в меньшей степени по второй и лишь в незначительной степени — по третьей. Поэтому в водном раство­ре, например, фосфорной кислоты наряду с молекулами Н₃РО₄ имеются ионы (в последовательно уменьшающихся количествах) H₂PO^-₄,HPO^2-₄,PO^3-₄.

Основаниями называются электролиты, при диссоциации ко­торых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы. Например:

КОН «К⁺+ОН^-NH₄OH«NH⁺+ОН^-

Основания, растворимые в воде, называются щелочами. Их немного. Это основания щелочных и щелочноземельных метал­лов: LiOH, NaOH, КОН, RbOH, CsOH, FrOH и Са(ОH)₂, Sr(OH)₂,

Ва(ОН)₂, Ra(OH)₂, а также NH₄OH. Большинство оснований в воде малорастворимо.

Кислотность основания определяется числом его гидроксильных групп (гидроксогрупп). Например, NH₄OH — однокислотное основание, Са(ОН)₂ — двухкислотное, Fe(OH)₃ — трехкислотное и т.д. Двух— и многокислотные основания диссоциируют сту­пенчато:

Ca(OH)₂ «Са(ОН)⁺+ОН^- (первая ступень)

Са(ОН)⁺«Са²⁺+ОН^- (вторая ступень)

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

Н₂О«Н⁺+ОН^-

Следовательно, у нее в равной мере выражены 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(OH)₄]^2-+2Н⁺

Солями называются электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов (а также катион аммония NH⁺₄) и анионы кислотных остатков.

Например:

(NH₄)₂SO₄«2NH⁺₄+SO^2-₄ Na₃PO₄«3Na⁺+РО^2-₄

Так диссоциируют средние соли. Кислые же и основные соли Диссоциируют ступенчато. У кислых солей вначале отщепляются ионы металлов, а затем катионы водорода.

Например:

KHSO₄«К⁺+HSO^-₄ и далее

HSO^-₄«Н⁺+SO^2-₄

У основных солей вначале отщепляются кислотные остатки, а затем гидроксид-ионы.

Например:

Mg(OH)Cl«Mg(OH)⁺+Сl^-и далее

Mg(OH)⁺«Mg²⁺+ОН^-