Химические свойства оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации

Общие свойства оснований

Основания – сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп. Общая формула оснований Ме(ОН)_n . Основания (с точки зрения теории электролитической диссоциации) – это электролиты, диссоциирующие при растворении в воде с образованием катионов металла и гидроксид-ионов ОН – .

Классификация. По растворимости в воде основания делят на щелочи (растворимые в воде основания) и нерастворимые в воде основания . Щелочи образуют щелочные и щелочно-земельные металлы, а также некоторые другие элементы-металлы. По кислотности (числу ионов О Н – , образующихся при полной диссоциации, или количеству ступеней диссоциации) основания подразделяют на однокислотные (при полной диссоциации получается один ион О Н – ; одна ступень диссоциации) и многокислотные (при полной диссоциации получается больше одного иона О Н – ; более одной ступени диссоциации). Среди многокислотных оснований различают двухкислотные (например, Sn(OH)₂ ), трехкислотные ( Fe(OH) ₃) и четырехкислотные ( Th(OH) ₄). Однокислотным является, например, основание КОН.

Выделяют группу гидроксидов, которые проявляют химическую двойственность. Они взаимодействую как с основаниями, так и с кислотами. Это амфотерные гидроксиды (см. таблицу 1).

Таблица 1 — Амфотерные гидроксиды

Амфотерный гидроксид (основная и кислотная форма)

Кислотный остаток и его валентность

Комплексный ион

Zn(OH)₂ / H₂ZnO₂

ZnO₂ (II)

[Zn(OH)₄] 2–

Al(OH)₃ / HAlO₂

AlO₂ (I)

[Al(OH)₄] – , [Al(OH)₆] 3–

Be(OH)₂ / H₂BeO₂

BeO₂ (II)

[Be(OH)₄] 2–

Sn(OH)₂ / H₂SnO₂

SnO₂ (II)

[Sn(OH)₄] 2–

Pb(OH)₂ / H₂PbO₂

PbO₂ (II)

[Pb(OH)₄] 2–

Fe(OH)₃ / HFeO₂

FeO₂ (I)

[Fe(OH)₄] – , [Fe(OH)₆] 3–

Cr(OH)₃ / HCrO₂

CrO₂ (I)

[Cr(OH)₄] – , [Cr(OH)₆] 3–

Физические свойства. Основания — твердые вещества различных цветов и различной растворимости в воде.

Химические свойства оснований

1) Диссоциация: КОН + n Н₂О К + × m Н₂О + ОН – × d Н₂О или сокращенно: КОН К + + ОН – .

Многокислотные основания диссоциируют по нескольким ступеням (в основном диссоциация протекает по первой ступени). Например, двухкислотное основание Fe(OH)₂ диссоциирует по двум ступеням:

Fe(OH)₂FeOH + + OH – (1 ступень) ;

FeOH + Fe 2+ + OH – (2 ступень).

2) Взаимодействие с индикаторами (щелочи окрашивают фиолетовый лакмус в синий цвет, метилоранж – в желтый, а фенолфталеин – в малиновый):

индикатор + ОН – (щелочь) окрашенное соединение.

3 ) Разложение с образованием оксида и воды (см. таблицу 2). Гидроксиды щелочных металлов устойчивы к нагреванию (плавятся без разложения). Гидроксиды щелочно-земельных и тяжелых металлов обычно легко разлагаются. Исключение составляет Ba(OH)₂ , у которого t _разл достаточно высока ( примерно 1000 ° C ).

Zn(OH)₂ZnO + H₂O .

Таблица 2 — Температуры разложения некоторых гидроксидов металлов

4 ) Взаимодействие щелочей с некоторыми металлами (например, Al и Zn ):

В растворе: 2 Al + 2NaOH + 6H₂O ® 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ ­

При сплавлении: 2 Al + 2NaOH + 2 H₂O 2NaAl О₂ + 3H₂ ­ .

5 ) Взаимодействие щелочей с неметаллами:

6 NaOH + 3Cl₂5Na Cl + NaClO₃ + 3H₂O .

6) Взаимодействие щелочей с кислотными и амфотерными оксидами:

При сплавлении с амфотерным оксидом: 2NaOH + ZnO Na₂ZnO ₂ + H₂O .

7) Взаимодействие оснований с кислотами:

8) Взаимодействие щелочей с амфотерными гидроксидами (см. таблицу 1):

При сплавлении: 2NaOH + Zn(OH)₂Na₂ZnO ₂ + 2H₂O .

9 ) Взаимодействие щелочей с солями. В реакцию вступают соли, которым соответствует нерастворимое в воде основание :

Получение. Нерастворимые в воде основания получают путем взаимодействия соответствующей соли со щелочью:

1) Взаимодействием оксида металла с водой:

2) Взаимодействием щелочных и щелочно-земельных металлов с водой:

3 ) Электролизом растворов солей:

2NaCl + 2H₂O H₂ ­ + 2NaOH + Cl₂ ­.

4 ) Обменным взаимодействием гидроксидов щелочно-земельных металлов с некоторыми солями. В ходе реакции должна обязательно получаться нерастворимая соль .

Основания. Название «основание» первоначально было отнесено к веществам, которые в реакциях с кислотами образуют соли. К основаниям принадлежат гидроксиды многих металлов.

Примеры: NaOH — гидроксид натрия (едкий натр), KOH — гидроксид калия (едкое кали), Ca(OH)2 — гидроксид кальция (гашёная известь).

Основания, которые хорошо растворяются в воде, называются щелочами, К ним относятся гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов. С точки зрения теории электролитической диссоциации основания-это вещества, диссоциирующие в водном растворе с образованием анионов одного вида — гидроксид — ионов ОН-.

В общем виде уравнение электролитической диссоциации основания имеет вид:

Основание -> Катион основания + Гидроксид — ион

NaOH Na + + OH —

Ba(OH)₂Ba 2+ + 2OH —

NH₃·H₂O NH₄ + + OH —

Кислоты. Кислоты исторически получили своё название из-за кислого вкуса водных растворов тактх веществ, как хлороводород или уксусная кислота. С точки зрения теории электролитической диссоциации кислоты-это вещества, диссоциирующие в водном растворе с образованием катионов одного вида — катионов водорода Н+.

В общем виде уравнение электролитической диссоциации кислоты имеет вид:

Кислота -> Катион водорода + Анион кислотного остатка

H₂SO₄2H + + SO₄ 2-

CH₃COOH H + = CH₃COO —

Соли. С точки зрения теории электролитической реакции соли — это вещества, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов основания и анионов кислотного остатка.

В общем виде уравнение электролитической диссоциации солей имеет следующий вид:

Соль -> Катион основания + Анион кислотного остатка

BaCl₂Ba2+ + 2Cl —

K₂CO₃K + + CO₃ 2-

Амфотерность — способность некоторых химических веществ и соединений проявлять в зависимости от условий как кислотные, так и основные свойства.

Амфотерность как химическое свойство вещества может проявляться по-разному:

1. В рамках теории электролитической диссоциации это способность вещества к электролитической диссоциации как по механизму кислот (с отщеплением ионов гидроксония, H + ), так и по механизму оснований (отщепление гидроксид-ионов, OH – ). Электролиты, которые в растворе ионизируются одновременно по кислотному и основному типам называются амфолитами. Если обозначить амфотерный электролит формулой XOH, то его диссоциацию можно описать схемой:

H + + XO − ⇄ XOH ⇄ X + + OH −

Например, кислотно-основные свойства азотистой кислоты определяются равновесными процессами диссоциации с образованием нитрит-аниона и нитрозильного катиона:

HNO₂ ⇄ NO + + OH − K_b ≈ 10 − 7

Идеальным амфолитом будет вода:

Также к числу идеальных амфолитов относят гидроксид галлия Ga(OH)₃, вторые и третьи константы диссоциации которого по кислотному и основному типам практически одинаковы.

2. В рамках протолитической теории Брёнстеда-Лоури проявление амфотерности рассматривается как способность протолита выступать донором и акцептором протона. Например, для воды амфотерность проявляется как автопротоли:

Амфолитами также будут вещества, имеющие в своём составе функциональные группы, способные быть донорами и акцепторами протонов. Например, к амфотерным органическим электролитам относятся белки, пептиды и аминокислоты. Так аминокислоты имеют в своём составе, по крайней мере, карбоксильную группу –COOH и аминогруппу –NH₂. В растворе эти группы подвергаются частичной ионизации:

H₂N — CH(R) — COOH + H₂O ⇄ [ H₃N — CH(R) — COOH ] + + OH −

Таким образом, молекула аминокислоты находится в двух равновесных формах, заряженной (цвиттер-ион) и незаряженной. В этих комбинациях R–COOH и R–NH₃ + являются потенциальными кислотами (донорами протонов, катионов), а R–COO– и R–NH₂ – сопряженными потенциальными основаниями (акцепторами протонов, катионов).

3. Амфотерность может проявляться как способность вещества к взаимодействию как с кислотами, так и с основаниями. Это характерно для оксидов, гидроксидов и комплексных соединений некоторых p-элементов и большинства d-элементов в промежуточных степенях окисления. Амфотерность в той или иной степени является общим свойством гидроксидов. Например, для соединений хрома (III) известны реакции:

Не соответствуют действительности традиционные представления о проявлении амфотерности гидроксидов как диссоциации по кислотному и основному типам. В общем виде амфотерное поведение нерастворимых гидроксидов хрома (III), алюминия, цинка может описано как реакции ионного обмена ионов среды с лигандами H₂O и OH – . Например, для Al(OH₃) ионные равновесия могут быть записаны следующим образом:

4. В ряде случаев важным косвенным признаком амфотерности является способность элемента образовывать два ряда солей, катионного и анионного типа. Например, для цинка: ZnCl₂, [Zn(H₂O)₄]SO₄ (катионные) и Na₂ZnO₂, Na₂(Zn(OH)₄) (анионные).

Окислительно-восстановительные реакции. Понятие «степень окисления». Типы окислительно-восстановительных реакций (привести примеры).

Окислительно-восстановительные реакции, также редокс— это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления и не более 2-х атомов, входящих в состав реагирующих веществ (или ионов веществ), реализующимся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем (акцептором) и атомом-восстановителем (донором).

В процессе окислительно-восстановительной реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется; окислитель присоединяет электроны, то есть восстанавливается. Причём любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений — окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого.[2]

Окисление — процесс отдачи электронов с увеличением степени окисления.

При окислении вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степени окисления. Атомы окисляемого вещества называются донорами электронов, а атомы окислителя — акцепторами электронов.

В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и распасться на более стабильные и более мелкие составные части (см. Свободные радикалы). При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле.

Окислитель, принимая электроны, приобретает восстановительные свойства, превращаясь в сопряжённый восстановитель:

окислитель +e− ↔ сопряжённый восстановитель.

Восстановление — процесс присоединения электронов атомом вещества, при этом его степень окисления понижается.

При восстановлении атомы или ионы присоединяют электроны. При этом происходит понижение степени окисления элемента. Примеры: восстановление оксидов металлов до свободных металлов при помощи водорода, углерода, других веществ; восстановление органических кислот в альдегиды и спирты; гидрогенизация жиров и др.

Восстановитель, отдавая электроны, приобретает окислительные свойства, превращаясь в сопряжённый окислитель:

восстановитель -e− ↔ сопряжённый окислитель.

Несвязанный, свободный электрон является сильнейшим восстановителем.

Окислитель и его восстановленная форма, либо восстановитель и его окисленная форма составляет сопряжённую окислительно-восстановительную пару, а их взаимопревращения являются окислительно-восстановительными полуреакциями.

В любой окислительно-восстановительной реакции принимают участие две сопряжённые окислительно-восстановительные пары, между которыми имеет место конкуренция за электроны, в результате чего протекают две полуреакции: одна связана с присоединением электронов, то есть восстановлением, другая — с отдачей электронов, то есть окислением.

Степень окисления (окислительное число, формальный заряд) — вспомогательная условная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных реакций. Она указывает на состояние окисления отдельного атома молекулы и представляет собой лишь удобный метод учёта переноса электронов: она не является истинным зарядом атома в молекуле.

Представления о степени окисления элементов положены в основу и используются при классификации химических веществ, описании их свойств, составлении формул соединений и их международных названий (номенклатуры). Но особенно широко оно применяется при изучении окислительно-восстановительных реакций.

Понятие степень окисления часто используют в неорганической химии вместо понятия валентность.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы

Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации

Для кислот характерны следующие общие свойства:

а) способность взаимодействовать с основаниями с образованием солей;

б) способность изменять цвета индикаторов, в частности, вызывать красную окраску лакмуса;

При диссоциации любой кислоты образуются ионы водорода. Поэтому все свойства, которые являются общими для водных растворов кислот, мы должны объяснить присутствием гидратированных ионов водорода. Это они вызывают красный цвет лакмуса, сообщают кислотам кислый вкус и т.д. С устранением ионов водорода, например, при нейтрализации, исчезают и кислотные свойства. Поэтому теория электролитической диссоциации определяет кислоты как электролиты, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода.

Одноосновные кислоты диссоциируют в одну ступень:

HNO₃H + + N .

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:

;

;

При составлении уравнений диссоциации следует помнить, что суммы зарядов в левой и правой частях уравнения должны быть одинаковыми.

Для водных растворов оснований характерны следующие общие свойства:

А) Способность взаимодействовать с кислотами с образованием солей;

б) способность изменять цвет индикаторов иначе, чем их изменяют кислоты (например, они вызывают синюю окраску лакмуса);

в) своеобразный «мыльный» вкус

Поскольку общими для всех растворов оснований является присутствие в них гидроксид-ионов, то ясно, что носителем основных свойств является гидроксид-ион. Поэтому с точки зрения теории электролитической диссоциации основания – это электролиты, диссоциирующие в растворах с отщеплением гидроксид-ионов.

Однокислотные основания диссоциируют в одну ступень:

.

Многокислотные основания диссоциируют ступенчато:

,

.

Существуют гидроксиды, способные вступать во взаимодействие и образовывать соли не только с кислотами, но и с основаниями. К таким гидроксидам принадлежит гидроксид цинка. При взаимодействии его, например, с соляной кислотой получается хлорид цинка

,

А при взаимодействии с гидроксидом натрия при недостатке воды – цинкат натрия:

.

Гидроксиды, обладающие этим свойством, называются амфотерными гидроксидами или амфотерными амфолитами – амфолитами. К таким гидроксидам кроме гидроксида цинка относятся гидроксиды алюминия, хрома(III),железа(III), меди(II), олова(IV) и другие.

Явление амфотерности объясняется тем, что в молекулах амфотерных электролитов прочность связи между металлом и кислородом незначительно отличается от прочности связи между кислородом и водородом. Диссоциация таких молекул, возможна, следовательно, по местам обеих связей. Например, диссоциацию гидроксида цинка можно выразить схемой:

Таким образом, в растворе амфотерного электролита существует сложное равновесие, в котором участвуют продукты диссоциации как по типу кислоты, так и по типу основания.

Таких ионов, которые были бы общими для водных растворов всех солей, нет, поэтому соли и не обладают общими свойствами.

С точки зрения ТЭД соли – это электролиты, которые при растворении в воде диссоциируют на катионы металла и анионы кислотного остатка.

Средние соли диссоциируют в одну ступень

Кислые соли диссоциируют ступенчато: сначала отщепляются все катионы металла, а затем – по одному – ионы водорода.

Основные соли диссоциируют ступенчато: сначала отщепляются все ионы кислотных остатков, а затем – по одному – гидроксид-ионы.

,

,

.

Таким образом, при составлении уравнений диссоциации следует помнить: катионы водорода и гидроксид-ионы диссоциируют ступенчато, а катионы металлов и анионы кислотных остатков – сразу, в одну ступень.

Дата добавления: 2014-05-03 ; просмотров: 2 .

Химические свойства оснований в свете теории электролитической диссоциации. Разложение нерастворимых в воде оснований.

Химические свойства оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации обусловлены наличием в их растворах избытка свободных гидроксид – ионов ОН — .

1. Изменение цвета индикаторов:

метиловый оранжевый – желтый

2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

3. Взаимодействие с кислотными оксидами:

4. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами:

а) при плавлении:

2NaOH + AI₂O₃2NaAIO₂ + H₂O,

NaOH + AI(OH)₃NaAIO₂ + 2H₂O.

5. Взаимодействие с некоторыми простыми веществами (амфотерными металлами, кремнием и другими):

2NaOH + Zn + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

2NaOH + Si + H₂O → Na ₂SiO₃ + 2H₂

6. Взаимодействие с растворимыми солями с образованием осадков:

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄,

Ba(OH)₂ + K₂SO₄ → BaSO₄ + 2KOH.

7. Малорастворимые и нерастворимые основания разлагаются при нагревании:

Ca(OH)₂CaO + H₂O,

Cu(OH)₂CuO + H₂O.

голубой цвет черный цвет

Химические свойства амфотерных оснований:

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства оснований и кислот, поэтому взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями.

1. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды:

2. Взаимодействие с растворами и расплавами щелочей с образованием соли и воды:

AI(OH)₃ + NaOH Na[AI(OH)₄],

AI(OH)₃ + NaOH NaAIO₂ + 2H₂O.

3. Взаимодействие с кислотными и основными оксидами:

2Fe(OH)₃ + 3SO₃Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O,

2Fe(OH)₃ + Na₂O 2NaFeO₂ + 3H₂O.

Основные способы получения оснований.

1. Взаимодействие активного металла с водой:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

Mg + 2H₂O Mg(OH)₂ + H₂

2. Взаимодействие основных оксидов с водой (только для щелочных и щелочноземельных металлов):

3. Промышленным способом получения щелочей является электролиз растворов солей:

2NaCI + 4H₂O 2NaOH + 2H₂+ CI₂

4. Взаимодействие растворимых солей со щелочами, причем для нерастворимых оснований это единственный способ получения:

Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ → 2NaOH + BaSO₄

MgSO₄ + 2NaOH → Mg(OH)₂+ Na₂SO_4.

Вопросы для самоконтроля

1 — Дайте характеристику Си(OH)₂.

2 — Запишите уравнения реакций, подтверждающие его основные свойства.

3 — Напишите уравнения возможных реакций (молекулярные и сокращённые ионные).

ü Гидроксида натрия с нитратом кальция

ü Гидроксида калия с нитратом железа (11)

ü Гидроксида натрия с хлоридом железа (111)

ü Гидроксида калия с хлоридом алюминия.

ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 15

Дисциплина: Химия.

Тема:Соли и их свойства.

Цель занятия:Изучить понятие солей в свете теории электролитической диссоциации, углубить знания о свойствах солей и способах получения.

Предметные: владение основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенное пользование химической терминологией и символикой;

Метапредметные: применение основных методов познания (наблюдения, научного эксперимента) для изучения различных сторон хи­мических объектов и процессов, с которыми возникает необходимость стал­киваться в профессиональной сфере;

Личностные: химически грамотное поведение в профессиональной деятель­ности и в быту при обращении с химическими веществами, материалами и процессами;

Норма времени:2 часа

Вид занятия:Лекция.

План занятия:

1. Соли как электролиты.

2. Соли средние, кислые и оснóвные.

3. Химически свойства солей в свете теории электролитической диссоциации.

4. Способы получения солей.

Оснащение: Интерактивная доска, таблица растворимости, ряд активности металлов и кислот.

Литература:

1. Химия 11 класс: учеб. для общеобразоват. организаций Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.:Просвещение, 2014. -208 с.: ил..

2. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / О.С.Габриелян, И.Г. Остроумов. – 5 — изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2017. – 272с., с цв. ил.

Преподаватель: Тубальцева Ю.Н.

Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации.

Кислоты. Для кислот характерны следующие общие свойства:

• а) способность взаимодействовать с основаниями с образованием солей;
• б) способность взаимодействовать с некоторыми металлами с выделением водорода;

Константы диссоциации некоторых сильных кислот в водных растворах при 25 °С

Константа диссоциации К

• в) способность изменять цвета индикаторов, в частности вызывать красную окраску лакмуса;
• г) кислый вкус.

При диссоциации любой кислоты образуются ионы водорода. Поэтому все свойства, которые являются общими для водных растворов кислот, мы должны объяснить присутствием гидратированных ионов водорода. Это они вызывают красный цвет лакмуса, сообщают кислотам кислый вкус и т.д. C устранением ионов водорода, например при нейтрализации, исчезают и кислотные свойства. Поэтому теория электролитической диссоциации определяет кислоты как электролиты, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода.

У сильных кислот, диссоциирующих нацело, свойства кислот проявляются в большей степени, у слабых — в меньшей. Чем лучше кислота диссоциирует, т.е. чем больше ее константа диссоциации, тем она сильнее.

Из сравнения данных, приведенных в табл. 12 и 14, видно, что величины констант диссоциации кислот изменяются в очень широких пределах. В частности, константа диссоциации циановодорода много меньше, чем уксусной кислоты. И хотя обе эти кислоты — слабые, все же уксусная кислота значительно сильнее циановодорода. Величины первой и второй констант диссоциации серной кислоты показывают, что в отношении первой ступени диссоциации H₂SO₄ — сильная кислота, а в отношении второй — слабая. Кислоты, константы диссоциации которых лежат в интервале IO -4 —10“ 2 , иногда называют кислотами средней силы. К ним, в частности, относятся ортофосфорная и сернистая кислоты (в отношении диссоциации по первой ступени).

Основания. Водные растворы оснований обладают следующими общими свойствами:

• а) способностью взаимодействовать с кислотами с образованием солей;
• б) способностью изменять цвета индикаторов иначе, чем их изменяют кислоты (например, они вызывают синюю окраску лакмуса);
• в) своеобразным «мыльным» вкусом.

Поскольку общим для всех растворов оснований является присутствие в них гидроксид-ионов, очевидно, что носителем основных свойств является гидроксид-ион. Поэтому с точки зрения теории электролитической диссоциации основания — это электролиты, диссоциирующие в растворах с отщеплением гидроксид-ионов.

Сила оснований, как и сила кислот, зависит от величины константы диссоциации. Чем больше константа диссоциации данного основания, тем оно сильнее.

Существуют гидроксиды, способные вступать во взаимодействие и образовывать соли не только с кислотами, но и с основаниями. К таким гидроксидам принадлежит гидроксид цинка. При взаимодействии его, например, с соляной кислотой получается хлорид цинка

а при взаимодействии с гидроксидом натрия — цинкат натрия:

Гидроксиды, обладающие этим свойством, называются амфотерными гидроксидами, или амфотерными электролитами. К таким гидроксидам, кроме гидроксида цинка, относятся гидроксиды алюминия, хрома и некоторые другие.

Явление амфотерности объясняется тем, что в молекулах амфотерных электролитов прочность связи между металлом и кислородом незначительно отличается от прочности связи между кислородом и водородом. Диссоциация таких молекул возможна, следовательно, по местам обеих этих связей. Если обозначить амфотерный электролит формулой ROH, то его диссоциацию можно выразить схемой:

Таким образом, в растворе амфотерного электролита существует сложное равновесие, в котором участвуют продукты диссоциации как по типу кислоты, так и по типу основания.

Явление амфотерности наблюдается также среди некоторых органических соединений. Важную роль оно играет в биологической химии; например, белки — амфотерные электролиты.

Соли. Соли можно определить как электролиты, которые при растворении в воде диссоциируют, отщепляя положительные ионы, отличные от ионов водорода, и отрицательные ионы, отличные от гидроксид-ионов. Таких ионов, которые были бы общими для водных растворов всех солей, нет; поэтому соли и не обладают общими свойствами. Как правило, соли хорошо диссоциируют, и тем лучше, чем меньше заряды ионов, образующих соль.

При растворении кислых солей в растворе образуются катионы металла, сложные анионы кислотного остатка, а также ионы, являющиеся продуктами диссоциации этого сложного кислотного остатка, в том числе ионы H + . Например, при растворении гидрокарбоната натрия диссоциация протекает согласно следующим уравнениям:

При диссоциации основных солей образуются анионы кислоты и сложные катионы, состоящие из металла и гидроксогрупп. Эти сложные катионы также способны к диссоциации. Поэтому в растворе основной соли присутствуют ионы ОН

. Например, при растворении хлорида гидроксомагния диссоциация протекает согласно уравнениям:

Таким образом, теория электролитической диссоциации объясняет общие свойства кислот присутствием в их растворах ионов водорода, а общие свойства оснований — присутствием в их растворах гидроксид-ионов. Это объяснение не является, однако, общим. Известны химические реакции, протекающие с участием кислот и оснований, к которым теория электролитической диссоциации неприменима. В частности, кислоты и основания могут реагировать друг с другом, не будучи диссоциированы на ионы. Так, безводный хлороводород, состоящий только из молекул, легко реагирует с безводными основаниями. Кроме того, известны вещества, не имеющие в своем составе гидроксогрупп, но проявляющие свойства оснований. Например, аммиак взаимодействует с кислотами и образует соли (соли аммония), хотя в его составе нет групп ОН. Так, с хлороводородом он образует типичную соль — хлорид аммония:

Изучение подобного рода реакций, а также реакций, протекающих в неводных средах, привело к созданию более общих представлений о кислотах и основаниях. К важнейшим из современных теорий кислот и оснований принадлежит протонная теория, созданная в 1923 г.

Согласно протонной теории, кислотой является донор протона, т.е. частица (молекула или ион), которая способна отдавать ион водорода — протон, а основанием — акцептор протона, т.е. частица (молекула или ион), способная присоединять протон. Соотношение между кислотой и основанием определяется схемой:

Связанные этим соотношением основание и кислота называются сопряженными. Например, ион НСО4 является основанием, сопряженным кислоте H₂SO₄.

Реакцию между кислотой и основанием протонная теория представляет схемой:

Например, в реакции

ион Cl — — основание, сопряженное кислоте НС1, а ион NH₄ — кислота, сопряженная основанию NH₃.

Существенным в протонной теории является то положение, что вещество проявляет себя как кислота или как основание в зависимости от того, с каким другим веществом оно вступает в реакцию. Важнейшим фактором при этом является энергия связи вещества с протоном. Так, в ряду NH₃-H₂O-HF эта энергия максимальна для NH₃ и минимальна для HF. Поэтому в смеси с NH₃ вода функционирует как кислота, а в смеси с HF — как основание:

2.Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации.

способность взаимодействовать с основаниями с образованием солей

способность взаимодействовать с некоторыми металлами с выделением водорода

способность изменять цвет индикатора (красная окраска лакмуса)

Согласно теории электролитической диссоциации кислоты – это электролиты, диссоциирующие в растворах с образованием ионов (катионов) водорода и анионов кислотного остатка.

Именно ионы водорода вызывают красный цвет лакмуса и сообщают кислотам кислый вкус.

способность взаимодействовать с кислотами с образованием солей

способность изменять цвет индикатора иначе, чем их изменяют кислоты (синяя окраска лакмуса)

своеобразный «мыльный вкус»

Согласно теории электролитической диссоциации основания – это электролиты, диссоциирующие в растворах с образованием аниона гидроксила и катиона металла.

Носителем щелочных свойств является анион гидроксила.

Соли при электролитической диссоциации распадаются на катион металла и анион кислотного остатка. Так как таких ионов, которые были бы общими для водных растворов всех солей нет, поэтому соли и не обладают общими свойствами.

3.Реакции нейтрализации

А) при нейтрализации любой сильной кислоты любым сильным основанием на каждую грамм-молекулу образующейся воды выделяется около 13,8 ккал теплоты.

Это говорит о том, что подобные реакции сводятся к одному процессу. Рассмотрим одну из этих реакций. Перепишем уравнение первой реакции, записывая сильные электролиты в ионной форме, а слабые — в молекулярной, поскольку они находятся в растворе преимущественно в виде молекул.

(вода очень слабый электролит)

В ходе реакции ионы Na + и не претерпели изменений. Поэтому исключим эти ионы из обеих частей уравнения. Получим:

Таким образом, реакции нейтрализации любой сильной кислоты любым сильным основанием сводятся к одному и тому же процессу – к образованию молекул воды из ионов водорода и гидроксила.

Реакция образования воды из ионов обратима

Но так как вода слабый электролит и диссоциирует в ничтожно малой степени, то равновесие в этой реакции сильно смещено в сторону образования молекул. Поэтому практически реакция нейтрализации сильной кислоты сильным основанием протекает до конца.

В дальнейшем мы будем широко пользоваться ионно-молекулярной формой записи уравнений реакций с участием электролитов.

При составлении ионно-молекулярных уравнений надо знать, какие соли растворимы в воде и какие практически нерастворимы.

Общие данные о растворимости важнейших солей обычно приведены в таблицах во всех учебниках химии.

Б) нейтрализация слабой кислоты сильным основанием

Здесь сильные электролиты – NaOH и соль, а слабые – кислота и вода:

Так как только ионы натрия не претерпевают изменений, то ионно-молекулярное уравнение имеет вид:

В) нейтрализация сильной кислоты слабым основанием

Здесь в виде ионов мы должны записать кислоту и образующуюся соль, а в виде молекул – гидроксид аммония и воду:

Не изменяются только ионы . Опуская их, получаем ионно-молекулярное уравнение:

Г) нейтрализация слабой кислоты слабым основанием

В этой реакции все вещества, кроме образующейся соли, слабые электролиты. Поэтому ионно-молекулярная форма имеет вид:

Реакции нейтрализации сильных кислот сильными основаниями протекают практически до конца. Реакции нейтрализации, в которых хотя бы одно из исходных веществ – слабый электролит, и при которых молекулы малодиссоциирующих веществ имеются не только в правой, но и в левой части ионно-молекулярного уравнения, протекают не до конца. Они доходят до состояния равновесия, при котором соль существует с кислотой и основанием, из которых она образована. Поэтому уравнения подобных реакций правильнее записывать как обратимые реакции.

При растворении твердого тела в воде растворение прекращается, когда получается насыщенный раствор, т.е. когда между растворяемым веществом и находящимися в растворе молекулами того же вещества устанавливается равновесие.

При растворении электролита, например соли, в раствор переходят не молекулы, а ионы; следовательно и равновесие в насыщенном растворе устанавливается между твердой солью и перешедшими в раствор ионами.

Например, в насыщенном растворе сульфата кальция устанавливается равновесие

твердая соль ионы в растворе

Если обозначим концентрацию катионов кальция и анионов кислотного остатка, то в насыщенном растворе электролита произведение концентраций его ионов есть величина постоянная при данной температуре. Эта величина называетсяпроизведением растворимости и обозначается ПР.

ПРCaSO₄=[Ca 2+ ][SO]

Химические свойства растворов оснований с точки зрения ТЭД

за привлеченного слушателя на курсы профессиональной переподготовки

Класс: Предмет: химия Учитель:

Тема: «Химические свойства растворов оснований с точки зрения ТЭД»

Цель урока: Рассмотрение общих химических свойства оснований в свете теории электролитической диссоциации.

Образовательные: обобщить знания обучающихся об особенностях класса неорганических веществ – основания. Познакомить обучающихся с химическими свойствами оснований с точки зрения ТЭД. Продолжить формирование навыков работы с лабораторным оборудованием и реактивами.

Развивающие: развивать умение пользоваться таблицей растворимости для характеристики химических свойств веществ; составлять молекулярные и ионные уравнения реакций; самостоятельно проводить эксперимент, наблюдать и делать выводы.

Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения. Создать условия для повышения познавательной активности учащихся в приобретении новых знаний. Развивать самостоятельность и креативность мышления.

Критерии успешности: учащийся будет знать : понятие «основания» с точки зрения ТЭД, классификацию оснований; уметь : давать названия, составлять уравнения диссоциации и характеризовать химические свойства оснований.

Приветствие учителя. Проверка готовности класса к уроку. Психологический настрой учащихся. Формирование групп учащихся.

Готовятся к уроку

Опрос домашнего задания

Учитель задает вопросы (тонкие и толстые вопросы)

Раздает дифференцированные карточки — задания

Учащиеся отвечают на поставленные вопросы

Все выполняют задания в тетради,

затем осуществляют взаимопроверку в парах

Карточки с заданиями,

листы с кодами ответов для взаимопроверки проверки

2.Фрагмент видео опыта «щелочи»

4. Классификация оснований

5. Постановка учебной проблемы:

будут обладать основания?

1.Отвечают, о чем может пойти речь на уроке.

2. Указывают, какие ассоциации у них возникают, когда видят формулы соответствующих веществ.

3.Называют логическую взаимосвязь указанных понятий с основаниями.

4. Пользуясь таблицей растворимости составляют и выписывают формулы растворимых и нерастворимых оснований

Самостоятельная лабораторная работа в группах

«Изучение свойств оснований»

1.Раздает лабораторное оборудование, для исследования свойств оснований.

1.Лабораторную работу оформляют в тетради.

2. Составляют вывод по проделанной работе.

3. Один из учащихся оформляет ответ группы на листах формата А3.

От группы выступает спикер, который делает вывод по выполненной лабораторной работе.

Лабораторное оборудование, инструкционные карты

Раздать тестовые задания (2 варианта)

Выполняют тест, затем осуществляют взаимооценку

Тестовые задания для учащихся

Предлагает составить синквейн по изученной теме.

Составления «Синквейна» по данной теме

Указать упражнения в учебнике

Записывают в дневниках.

приложение к уроку

Кто сформулировал теорию электролитической диссоциации?

Что такое кислоты с точки зрения ТЭД?

Когда электролит не проводит электрический ток?

Может раствор сахара проводить электрический ток?

Будет ли диссоциировать кислота?

согласны ли вы, что ионы водорода окрашивают лакмус в красный цвет?

Верно ли, что с помощью фенолфталеина можно определить раствор кислоты?

Дайте объяснение, почему кислоты проводят электрический ток?

Почему вы думаете, что кислоты взаимодействуют с металлами?

В чем разница диссоциации кислот и оснований?

Предположите, что будет, если на лимон действовать индикатором?

1-вариант . Задание1. Определите какие из оснований являются электролитами.Какие ионы изменяют окраску индикаторов в щелочной среде?

Лакмус Фенол-фталеин Универсальный

Задание 2.Проведите реакции и сделайте вывод, какие основания являются электролитами.

УР в молекулярном виде

УР в полном ионном виде

Сокращенное ионное уравнение

Опыт1. Гидроксид натрия + Ф-ФТ

и соляная кислота

2-вариант . Задание1. Определите какие из оснований являются электролитами. Какие ионы изменяют окраску индикаторов в щелочной среде?

Лакмус Фенол-фталеин Универсальный

Гидроксид меди( II )

Задание 2.Проведите реакции и сделайте вывод, какие основания являются электролитами.

УР в молекулярном виде

УР в полном ионном виде

Сокращенное ионное уравнение

Опыт1. Гидроксид калия + Ф-ФТ

и соляная кислота

1. К электролитам относятся: 1)кислоты, соли, щелочи 2)простые вещества, кислоты, основания 3) основания, кислоты, вода. _

2. При растворении вещества образовались гидроксид ионы (ОН).Какое вещество продиссоциировало:1) основание; 2) кислота; 3) соль ?

3. Степень диссоциации основания в растворе составляет 50%. Это основание 1) нерастворимое; 2) амфотерное; 3) растворимое.

4. Реакции нейтрализации происходят между: 1) кислотами и солями; 2) кислотами и основаниями; 3) основаниями и солями.

5. Если в результате реакции выпадает осадок, образуется вода или выделяется газ, такая реакция называется :1)необратимой;2)обратимой; 3) протекающей до конца;4)не идущей до конца.

6 .Одновременно в водном растворе не могут находиться: 1) ZnCl 2 и Na 2 SO 4;2)Ва(ОН)2 и Na 2 SO 4; 3) NaCL и Ва(ОН)2.

7 .Укажите, взаимодействие какой пары реактивов приводит к образованию прозрачного желеподобного осадка: 1)Н Cl + Na 2 SO 4=; 2) Na 2 S + HNO 3=; 3) AlCl 3+ NaOH =.

8 .Краткое ионное уравнение Cu +2ОН—С u ( OH )2 соответствует взаимодействию между:

1) медью и гидроксидом натрия;2) оксидом меди и водой;3)хлоридом меди и гидроксидом калия .

9 .Реакцией обмена, идущей до конца, является взаимодействие: 1)хлорида натрия и нитрата бария; 2)карбоната калия и соляной кислоты; 3)хлорида железа и гидроксида натрия.

10 .При пропускании углекислого газа через известковую воду образуется: 1)белый осадок CaCO 3; 2) белый раствор Ca ( OH )2; 3)прозрачный раствор CaCl 2.