9 клас НУШ. Поняття про кислоти, основи, солі з позиції теорії електролітичної дисоціації

Коли електроліт потрапляє у воду, відбувається його розщеплення на заряджені частинки. Цей процес має свої особливості залежно від типу хімічного зв'язку в речовині.

Речовини з йонною будовою розпадаються на йони майже цілком. Вони вже складаються з йонів у твердому стані, тому вода лише розділяє ці частинки. У цьому випадку зворотне з'єднання йонів практично не відбувається. Для таких процесів використовують знак рівності.

Натрій хлорид повністю розпадається NaCl = Na⁺ + Cl^-

Речовини з ковалентним полярним зв'язком поводяться інакше. Їхні молекули під впливом води поляризуються та розриваються на йони. Однак одночасно йони можуть знову об'єднуватися в молекули. Тому в розчині завжди присутні і молекули, і йони. Для відображення цієї рівноваги застосовують знак оборотності — дві стрілки в протилежних напрямках.

Гідроген хлорид дисоціює оборотно HCl ⇄ H⁺ + Cl⁻

Основні правила складання рівнянь дисоціації

При записуванні рівнянь розпаду електролітів потрібно дотримуватися кількох важливих принципів:

1. Перетворення індексів у коефіцієнти. Якщо у формулі речовини є індекс біля певного елемента, він стає коефіцієнтом перед відповідним йоном у продуктах.

2. Електронейтральність розчину. Загальна кількість позитивних зарядів завжди дорівнює загальній кількості негативних зарядів. Це забезпечує електричну нейтральність системи.

3. Збереження кількості атомів. Як і в звичайних хімічних рівняннях, кількість атомів кожного елемента в лівій частині дорівнює їх кількості в правій частині.

Al₂(SO₄)₃ = 2Al³⁺ + 3SO₄^2-

Перевіримо електронейтральність:
Позитивні заряди: 2 × (+3) = +6
Негативні заряди: 3 × (−2) = −6
Сума зарядів: +6 + (−6) = 0

Правильно.

Кислоти мають молекулярну структуру. Під дією полярних молекул води їхні молекули йонізуються — розщеплюються з утворенням заряджених частинок.

Кислоти — це речовини, які при дисоціації утворюють катіони Гідрогену H⁺ та аніони кислотного залишку.

Для кислот, що містять один атом Гідрогену, процес відбувається в один етап:

HNO₃ ⇄ H⁺ + NO₃ ^-
HCl ⇄ H⁺ + Cl⁻

Багатоосновні кислоти (з кількома атомами Гідрогену) дисоціюють поетапно. Кожен атом Гідрогену відщеплюється послідовно:

Приклад: Фосфатна кислота

Перший етап: H₃PO₄ ⇄ H⁺ + H₂PO₄⁻ (дигідрогенфосфат-аніон)
Другий етап: H₂PO₄⁻ ⇄ H⁺ + HPO₄ ²⁻ (гідрогенфосфат-аніон)
Третій етап: HPO₄²⁻ ⇄ H⁺ + PO₄³⁻ (фосфат-аніон)

Загальний результат дисоціації:
H₃PO₄ ⇄ 3H⁺ + PO₄³⁻

Чому кислоти мають спільні властивості?
Усі розчини кислот містять катіони Гідрогену H⁺. Саме ці йони визначають характерні властивості: кислий смак, здатність змінювати забарвлення індикаторів, реагувати з металами та основами. Індикатори реагують не на конкретну кислоту, а на присутність йонів H⁺.

Розчинні основи називають лугами. Вони розпадаються на катіони металу та гідроксид-аніони.

Основи (луги) — це речовини, що при дисоціації утворюють аніони одного типу — гідроксид-аніони OH⁻.

Однокислотні луги дисоціюють повністю в один етап:

NaOH = Na⁺ + OH⁻
KOH = K⁺ + OH⁻

Багатокислотні луги розпадаються ступінчасто:

Перший крок: Ca(OH)₂ ⇄ CaOH⁺ + OH⁻
Другий крок: CaOH⁺ ⇄ Ca^2- + OH⁻

Підсумкове рівняння:
Ca(OH)₂ ⇄ Ca²⁺ + 2OH⁻

Спільні властивості лугів пояснюються наявністю гідроксид-аніонів OH⁻: мильність розчинів, зміна забарвлення індикаторів, взаємодія з кислотами для утворення солі й води.

Солі — це речовини, що дисоціюють з утворенням катіонів металу (або амонію) та аніонів кислотного залишку.

Солі зазвичай мають йонну будову, тому їхня дисоціація є практично повною:

Na₂CO₃ = 2Na⁺ + CO₃²⁻
FeCl₃ = Fe³⁺ + 3Cl⁻
K₃PO₄ = 3K⁺ + PO₄³⁻

Залежно від йонів, присутніх у розчині, розрізняють три типи середовища:

Знання про те, які йони утворюються при дисоціації, допомагає прогнозувати властивості речовин та перебіг хімічних реакцій у розчинах.

Уважно прочитайте текст й дайте відповідь. Прикріпіть відповіді із зошиту до відповідного поля.

Учні 9-А класу проводили лабораторну роботу. Марія розчинила в окремих пробірках три речовини: натрій гідроксид, нітратну кислоту та калій сульфат. До кожного розчину вона додала кілька крапель рослинного пігменту. У першій пробірці індикатор став синім, у другій — червоним, а в третій залишився фіолетовим. Тоді Марія записала рівняння дисоціації для кожної речовини та спробувала пояснити спостережувані зміни забарвлення.

1.Запишіть рівняння електролітичної дисоціації для кожної з трьох речовин, що використала Марія. Поясніть, чому для натрій гідроксиду використовується знак "=", а для нітратної кислоти — знак "⇄".

2.Поясніть, які йони зумовили синє забарвлення рослинного пігменту в першій пробірці та червоне — у другій. Чому в третій пробірці забарвлення не змінилося? Обґрунтуйте свою відповідь.

3.Марія припустила, що якби вона змішала вміст першої та другої пробірок, лакмус став би фіолетовим. Чи правильне це припущення? Обґрунтуйте свою відповідь.

4.Поясніть зміни забарвлення.

Уважно прочитайте текст й дайте відповідь. Прикріпіть відповіді із зошиту до відповідного поля.

У хімічній лабораторії є чотири розчини електролітів, позначені літерами А, Б, В, Г. Відомо, що це розчини сульфатної кислоти, барій гідроксиду, натрій хлориду та алюміній нітрату. Лаборант провів експеримент: до кожного розчину додали хімічний реактив. Лише в розчині Б індикатор став малиновим. Потім до розчинів А і В додали органічний барвник — у розчині А він став рожевим, а в розчині В залишився оранжевим.

1.Визначте, яка речовина міститься в кожному з розчинів (А, Б, В, Г).

2.Запишіть рівняння електролітичної дисоціації для речовини з розчину Г.

3.До якого класу неорганічних речовин належать електроліти А, Б, В, Г? Які йони є спільними для всіх електролітів одного класу? Поясніть, як ви можете визначити клас речовини за рівнянням її дисоціації.

4.Якби лаборант змішав розчини А і Б, відбулася б хімічна реакція. Напишіть молекулярне та йонне рівняння цієї реакції. Поясніть, чому реакція відбудеться. Які спостереження можна очікувати в цьому досліді?

Виконайте тест, щоб закріпити знання