Химические процессы в водных растворах

Доказано, что растворение вешеств в воде является не только физическим, но и химическим процессом. При растворении могут происходить такие явления как диссоциация, ионный обмен, гидролиз.

Диссоциация – это процесс распада веществ на ионы при растворении (или расплавлении). Не все вещества диссоциируют. Вещества, которые распадаются на ионы называются электролитами. К электролитам относятся сильные кислоты, основания и растворимые соли. Многоосновные кислоты и многокислотные основания диссоциируют ступенчато. Диссоциация солей всегда одностадийна.

Реации ионного обмена (РИО) – это реакции между электролитами. РИО осуществимы в случае, если в результате реакции:

1) образуется слабый электролит

2) выделяется газ или осадок. В остальных случаях РИО практически неосуществимы, так как являются обратимыми.

Гидролиз – это взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабого электролита. Гидролизу подвергаются соли, растворимые в воде, в состав которых входит хотя бы один ион слабого электролита. Если в результате гидролиза образуется сильный электролит, то среда в растворе будет определяться именно его присутствием.

Содержание вещества в растворе называется концентрацией. Существует несколько способов выражения концентрации. Процентная концентрация –масса вещества в 100 г раствора, находится по формуле:

w = m(раств. Вещества)

m(раствора)

Пример 1. Напишите уравнение ступенчатой диссоциации гидроксида меди.

Решение: различают сильные и слабые электролиты. Сильные электролиты в растворе диссоциируют нацело и необратимо. Слабые электролиты диссоциируют частично и обратимо.

Гидроксид меди Cu(OH)2 - слабый электролит, двухкислотное основание. Диссоциация таких оснований протекает ступенчато.

I ступень: Cu(OH)2 = CuOH + OH

 

II ступень: CuOH = Cu +OH

 

Пример 2. Напишите уравнение гидролиза хлорида магния. Укажите реакцию среды.

Решение: гидролизом называют процесс взаимодействия веществ с водой, в результате которого образуются трудно растворимые и газообразные соединения или малодиссоциирующие вешества.

Хлорид магния MgCl2 - соль сильной кислоты HCl и слабого основания Mg(OH)2. Эта соль гидролизуется по катиону:

I ступень Mg + H2O = MgOH + H

II степень MgOH + H2O = Mg(OH)2 + H

 

MgCl2 + 2 H2O = Mg(OH)2 + 2HCl Водный раствор хлорида магния имеет кислую реакцию среды.

Пример 3: в 300 г воды растворили 20 г вещества. Определите процентную концентрацию полученного раствора.

Решение: для определения массовой доли(процентной концентрации) раствора необходимо знать массу растворённого вещества и массу раствора. Масса растворённого вещества известна. Масса раствора находится сложением массы растворителя и массы растворённого вещества: m(раствора)= m(вещества) + m(растворителя) = 300 +20 =

 

Задания для самоконтроля

1.выберите из перечисленных веществ электролиты и составьте уравнения их диссоциации: H2O, H2SO4, NaCl, AgCl, NaOH, Cu(OH)2

2. Пользуясь таблицей растворимости, определите, какие соли являются электролитами: BaSO4, BaF2, CuSO4, Ag2SO4, AgNO3, CH3COONa. Составьте уравнение диссоциации одной из солей.

3. Составьте уравнение диссоциации гидроксида железа(III).

4. Составьте уравнение диссоциации фосфорной кислоты.

5. Допишите уравнения РИО в молекулярном и ионном виде:

AgNO3 + H2SO4 à Fe(NO3)3 + Ba(OH)2 à

CuCl2 + NaOH à RbOH+ CH3COOH à

KCO3 + HJ à Na2S + MnCl2 à

AlCl3 + KOH à K2SO3 + H2SO4 à

6.Какие из приведённых ниже веществ могут вступать в реакции ионного обмена: NaCl, NaOH, AgNO3, Cu(OH)2, HCl. Запишите примеры таких реакций.

7. Укажите реакции, которые практически осуществимы. Закончите уравнения таких реакций: 1) CaCl2 + Al(NO3)3 à

2) Na3PO4 + CuCl2 à

3) KOH + Na2SO4 à

4) Mg(OH)2 + HCl à

 

8.Составьте молекулярное и ионное уравнение гидролиза соли. Укажите реакцию среды: 1) фосфата натрия

2) хлорида хрома(III)

3) сульфата меди

4) нитрата цинка

9. Растворы каких солей будут иметь кислую реакцию среды? Составьте уравнение гидролиза любой из таких солей: NaJ, K2CO3, Mg(NO3)2, FeCl2, FeS, Ca3(PO4)2, Pb(NO3)2.

10. Растворы каких солей имеют нейтральную реакцию среды?

1) ZnBr2, Na2SO4, Li2S, BaCl2, Co(NO3)3, Al2(SO4)3, K2SiO3, FeCl2.

11. Какие из солей не подвергаются гидролизу: HgCl2, FeSO4, NaBr, BaS.