Сильные и слабые электролиты, уравнения диссоциации

Кого расписывать на ионы, а кого нет — и как записать диссоциацию по ступеням.

3. Сильные и слабые электролиты

Не все электролиты распадаются на ионы одинаково хорошо. Мерой распада является степень диссоциации ($\alpha$).

$$ \alpha = \frac{n}{N} $$

Где $n$ — число распавшихся молекул, $N$ — общее число растворенных молекул.

Кислоты

Бескислородные

Кислородсодержащие

Органические

Основания

Щёлочи (IА, IIА)

Нерастворимые и др.

Соли и Другое

Большинство солей

Исключения

* Примечание: $Ca(OH)_2$ и $Sr(OH)_2$ — малорастворимы, но их растворенная часть диссоциирует полностью, поэтому их часто относят к сильным электролитам (щелочам).

Вопрос 1: Анализ электролитов

Проверка

Выберите все сильные электролиты из перечня: $HNO_3$, $H_2S$, $Ba(OH)_2$, $Al(OH)_3$, $H_2O$.

Ответ: $HNO_3$ и $Ba(OH)_2$.

Пояснение: Азотная кислота — сильная кислота. Гидроксид бария — растворимая щелочь (сильное основание). Они диссоциируют нацело. $H_2S$ — слабая кислота, $Al(OH)_3$ — осадок, вода — слабый амфотерный электролит.

Вопрос 2: Закон разведения

Проверка

Как зависит степень диссоциации слабой уксусной кислоты от разбавления ее раствора водой?

Ответ: Она увеличивается при разбавлении.

Пояснение: По закону разведения Оствальда, при добавлении воды концентрация частиц падает. Ионам сложнее встретиться для обратной ассоциации (соединения в молекулу), поэтому равновесие диссоциации смещается вправо.

4. Уравнения электролитической диссоциации

🔴 Кислоты

🔵 Основания

⚪ Соли

Диссоциируют на катионы водорода ($H^+$) и анионы кислотных остатков.

$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$
$HNO_3 \rightarrow H^+ + NO_3^-$

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато (постепенно отщепляя $H^+$). Процесс обратим, первая ступень идет легче всего.

Пример: Ортофосфорная кислота $H_3PO_4$

I ступень: $H_3PO_4 \leftrightarrows H^+ + H_2PO_4^-$ (дигидрофосфат-ион)
II ступень: $H_2PO_4^- \leftrightarrows H^+ + HPO_4^{2-}$ (гидрофосфат-ион)
III ступень: $HPO_4^{2-} \leftrightarrows H^+ + PO_4^{3-}$ (фосфат-ион)

Диссоциируют на катионы металла (или $NH_4^+$) и гидроксид-анионы ($OH^-$).

$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$
$Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-$

Многокислотные слабые основания также диссоциируют ступенчато:

Пример: $Fe(OH)_2$ (очень слабо диссоциирует)

I ступень: $Fe(OH)_2 \leftrightarrows Fe(OH)^+ + OH^-$ (гидроксо-катион железа)
II ступень: $Fe(OH)^+ \leftrightarrows Fe^{2+} + OH^-$

Диссоциируют на катионы металла (или $NH_4^+$) и анионы кислотного остатка.

Средние соли (диссоциируют полностью в одну стадию):

$Na_2SO_4 \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-}$
$Al_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-}$

Кислые соли (содержат H) — диссоциируют ступенчато:

Пример: $NaHCO_3$

I ступень (как соль, полностью): $NaHCO_3 \rightarrow Na^+ + HCO_3^-$
II ступень (как слабая кислота, обратимо): $HCO_3^- \leftrightarrows H^+ + CO_3^{2-}$

Комплексные соли (диссоциация внешней сферы):

$K[Al(OH)_4] \rightarrow K^+ + [Al(OH)_4]^-$

Внутренняя сфера $[Al(OH)_4]^-$ очень прочная и диссоциирует крайне слабо (вторичная диссоциация).

Вопрос 1: Ступенчатая диссоциация

Проверка

Какая из перечисленных кислот диссоциирует в водном растворе ступенчато (в несколько стадий)? 1) $HCl$; 2) $HNO_3$; 3) $H_3PO_4$; 4) $HClO_4$.

Ответ: 3) Ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$).

Пояснение: Ступенчато диссоциируют только многоосновные слабые кислоты и кислоты средней силы. На первой ступени отрывается один протон ($H^+$), на второй — следующий (гораздо тяжелее) и т.д. Остальные из списка — одноосновные.

Вопрос 2: Баланс ионов

Проверка

Сколько всего моль ионов образуется при полной (100%) диссоциации 1 моль сульфата алюминия $Al_2(SO_4)_3$?

Ответ: 5 моль ионов.

Пояснение: Уравнение диссоциации выглядит так: $Al_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-}$. Из одного моля соли образуется 2 моля катионов алюминия и 3 моля сульфат-анионов. В сумме: 2 + 3 = 5 моль.

🎯 Пройди тест по теме

Проверь свои знания по теме "Электролитическая диссоциация". Задания формата ЕГЭ.

Начать тест →