Диссоциация кислот, оснований и солей в водных растворах

С помощью теории электролитической диссоциации дают определения и описывают свойства кислот, оснований и солей.

Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода

Н₃РО₄  Н⁺ + Н₂РО^—₄(первая ступень)

Н₂РО^—₄  Н⁺ + НРO^2-₄ (вторая ступень)

НРО^2-₄  Н+ PО^З—₄ (третья ступень)

Диссоциация многоосновной кислоты протекает главным образом по первой ступени, в меньшей степени по второй и лишь в незначительной степени — по третьей. Поэтому в водном растворе, например, фос­форной кислоты наряду с молекулами Н₃РО₄ имеются ионы (в последовательно уменьшающихся количествах) Н₂РО^2-₄, НРО^2-₄ и РО^3-₄.

Основаниями называются электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы.

Например:

KOH  K⁺ + OH^—; NH₄OH  NH⁺₄ + OH^—

Основания, растворимые в воде называются щелочами. Их немно­го. Это основания щелочных и щелочноземельных металлов: LiOH, NaОН, КОН, RbОН, СsОН, FrОН и Са(ОН)₂, Sr(ОН)₂, Ва(ОН)₂, Rа(ОН)₂, а также NН₄ОН. Большинство оснований в воде малораство­римо.

Кислотность основания определяется числом его гидроксильных групп (гидроксогрупп). Например, NН₄ОН — однокислотное основание, Са(ОН)₂ — двухкислотное, Fе(ОН)₃ — трехкислотное и т.д. Двух— и многокислотные основания диссоциируют ступенчато

Ca(ОН)₂Са(ОН)⁺ + OH^— (первая ступень)

Ca(OH)⁺Ca²⁺+OH^— (вторая ступень)

Однако имеются электролиты, которые при диссоциации одновре­менно образуют катионы водорода, и гидроксид—ионы. Эти электроли­ты называются амфотерными или амфолитами. К ним относятся вода, гидроксиды цинка, алюминия, хрома и ряд других веществ. Вода, например, диссоциирует на ионы Н⁺ и ОН^— (в незначительных количествах):

Н₂O  Н⁺ + ОН^—

Следовательно, у нее в равной мере выражены и кислотные свойства, обусловленные наличием катионов водорода Н⁺, и щелочные свойства, обусловленные наличием ионов ОН^—.

Диссоциацию амфотерного гидроксида цинка Zn(ОН)₂ можно выра­зить уравнением

2ОН^— + Zn²⁺ + 2Н₂О  Zn(ОН)₂ + 2Н₂О  [Zn(ОН)₄]^2-+ 2Н⁺

Солями называются электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов а также катион аммония ( NH⁺₄) и анионы кислотных остатков

Например:

(NH₄)₂SO₄  2NH⁺₄ + SO^2-₄; Na₃PO₄  3Na⁺ + PO^3-₄

Так диссоциируют средние соли. Кислые же и основные соли диссоци­ируют ступенчато. У кислых солей вначале отщепляются ионы металлов, а затем катионы водорода. Например:

KHSO₄  K⁺ + HSO^—₄

и далее

HSO^—₄  H⁺+SO^2-₄

У основных солей вначале отщепляются кислотные остатки, а затем гидроксид—ионы.

Mg(OH)Cl  Mg(OH)⁺+Cl^—

и далее

       Mg(OH)⁺  Mg²⁺+OH^—

Например:

Например:

НCl Н⁺+ Сl^—;  СН₃СООН Н⁺ + СН₃СОО^—

Основностъ кислоты определяется числом катионов водорода, вторые образуются при диссоциации. Так, НCl, HNO₃ — одноосновные кислоты — образуется один катион водорода; Н₂S, Н₂СО₃, Н₂SO₄ — двухосновные, а Н₃РО₄, Н₃АsО₄ — трехосновные, так как образуются соответственно два и три катиона водорода. Из четырех атомов водо­рода, содержащихся в молекуле уксусной кислоты СН₃СООН, только один, входящий в карбоксильную группу — СООН, способен отщеп­ляться в виде катиона Н⁺, — уксусная кислота одноосновная.

Двух— и многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато (постепенно).

Например: