Реакции обмена в растворах электролитов

Реакции обмена в растворах электролитов протекают до конца если образуются : осадки, газы, слабые электролиты, комплексные ионы.

При этом сильные электролиты записываются в виде ионов, слабые в виде молекул. К сильным электролитам относятся :

-основания, растворимые в воде ( кроме NH4OH);

-сильные кислоты ( H2SO4, HCI, HCIО4, HNO3 и др. ) ;

-соли, растворимые в воде.

Например :

1. Реакции с образованием осадков

3СаС12 + 2К3РО4 = Са3(РО4)2 ↓ +6НС1,

3Са2+ + 2РO43- = Са3(РO4)2

При записи ионов первым записывается катион.

2. Реакции с выделением газов:

СаS + H2SO4 = CаSO4 + H2S ↑,

CаS + 2H+ = Cа2+ + H2S ↑,

3. Реакция, протекающие с образованием слабого электролита :

H2SO4 + 2NaOH = Na2 SO4 + 2H2О,

Н+ + ОН- = Н2О,

4. Реакция, протекающие с образованием комплексных ионов :

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2 [Zn(OH)4]

Zn(OH)2 + 2 OH- = [Zn(OH)4] 2- .

В тех случаях, когда малорастворимые вещества (или слабые электролиты) имеются как среди исходных веществ, так и среди продуктов реакции, равновесие смещается в сторону образования наименее растворимых или наименее диссоциированных веществ. Например, при нейтрализации слабой кислоты сильным основанием

CH3COOH + NaOH Û CH3COONa + H2O

CH3COOH + OH Û CH3COO + H2O.

в реакции участвуют два слабых электролита – слабая кислота (CH3COOH) и вода. При этом равновесие смещается в сторону образования более слабого электролита – воды, константа диссоциации которой (1,8 . 10–16) значительно мень­ше константы диссоциации уксусной кислоты (1,8 . 10–5). Однако до конца такая реакция протекать не будет: в растворе останет­ся небольшое количество недиссоциированных молекул CH3COOH и ионов OH, так что реакция раствора будет не нейтральной (как при нейтрализации сильной кислоты сильным основанием), а слабощелочной.

Аналогично при нейтрализации слабого основания сильной ки­слотой

2HNO3 + Mg(OH)2 ® Mg(NO3)2 + 2H2O

равновесие будет сильно смещено вправо – в сторону образования более слабого электролита (воды), но при достижении равновесия в растворе останется небольшое количество недиссоциированных молекул основания и ионов Н+; реакция раствора будет слабоки­слой.

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Вода - слабый электролит и диссоциирует по уравнению:

Н2О реакции обмена в растворах электролитов - student2.ru H+ + OH-

Произведение концентрации ионов водорода и ионов гидроксила на-зывается ионным произведением воды. Это величина постоянная при постоянной температуре:

+] [ОН-] = 10-14 моль/л,

+] = [ОН-] = 10-7 моль/л,

отсюда:

+] = 10-7 моль/л - среда нейтральная,

+] > 10-7 моль/л - среда кислая,

+] < 10-7 моль/л - среда щелочная.

Отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода называется водородным показателем:

pН = - lg [Н+]

Тогда рН различных растворов будет иметь следующие значения: кислого рН < 7, нейтрального рН = 7, щелочного рН > 7.

Гидролизом соли называется взаимодействие ионов растворенной соли с ионами воды, сопровождающееся изменением рН раствора. Гидролиз может происходить только тогда, когда из ионов соли и ионов воды образуются малодиссоциирующие вещества. .

1. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются.

NaCl + H2O реакции обмена в растворах электролитов - student2.ru

2. Гидролиз солей, образованных сильной кислотой и слабым основанием, протекает по катиону с образованием основных солей.

FeCl3 + Н2О реакции обмена в растворах электролитов - student2.ru FeOHCl2 + НС1,

Fe3+ + НОН реакции обмена в растворах электролитов - student2.ru (FeOH)2+ + H+ (pH < 7),

3. Гидролиз солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой, протекает по аниону с образованием кислых солей.

Na2CO3 + Н2О реакции обмена в растворах электролитов - student2.ru NaHCO3 + NaOH,

СО32- + НОН реакции обмена в растворах электролитов - student2.ru НСО3- + ОН- (рН > 7).

4. Соли, образованные слабым основанием и слабыми кислотами, подвергаются полному гидролизу.

2AlCl3 + 3Na2S + 6Н2О = 2Al(OH)3↓ + 3H2S ↑ + 6NaCl,

2Al 3+ + 3S2- + 6Н2О = 2Al(OH)3↓ + 3H2S ↑.

Наши рекомендации