Подробное решение §5 для учащихся 9 класса, Учебник по химии, авторы: Н.Е. Кузнецова, И.М. Титова, издательский центр «Вентана-Граф».
? Неорганические вещества каких классов относятся к электролитам?
К неорганическим электролитам относятся три основных класса веществ: кислоты, основания и соли. Эти вещества при растворении в воде или в расплавленном состоянии диссоциируют (распадаются) на ионы, благодаря чему их растворы и расплавы могут проводить электрический ток.
Сравните кислоты, соли и щелочи по особенностям их строения.
Кислоты, соли и щелочи различаются по строению следующим образом: кислоты содержат водород в качестве катиона, который при диссоциации замещается на металл, образуя соль. Щелочи являются гидроксидами металлов, в которых металл выступает в роли катиона, а гидроксид-ион (OH—) – аниона. Соли представляют собой соединения, в которых присутствуют катионы металлов или аммония и анионы кислотных остатков, при этом водород кислоты и гидроксильная группа щелочи отсутствуют.
Вопросы и задания
1. Объясните роль воды в процессе электролитической диссоциации кислот.
Ответ:
Кислоты являются ковалентными полярными соединениями. Молекулы кислот – диполи вследствие значительной полярности связи между водородом и кислотным остатком. Молекулы воды, также являющиеся диполями, притягиваются к концам молекул кислот и в результате диполь-дипольного взаимодействия усиливают поляризацию молекулы электролита, от которой отщепляется катион водорода. При этом между кислотным остатком и водородом силы взаимодействия в воде уменьшаются в 81 раз. Процесс образования ионов из молекул кислоты происходит благодаря отщеплению протона водорода от полярной молекулы кислоты с последующей его гидратацией, ведущей к образованию иона гидроксония (H3O+). Например, уравнение реакции диссоциации хлороводорода выглядит следующим образом:
HCl + H2O = H3O+ + Cl—
2. Почему кислоты, в отличие от ионных электролитов, диссоциируют ступенчато? Составьте уравнения электролитической диссоциации азотной, сероводородной, сернистой кислот.
Ответ:
Диссоциация многоосновных кислот протекает обратимо и ступенчато. Это связано с тем, что каждому последующему атому водорода сложнее отделиться от кислотного остатка, так как этому препятствуют кулоновские силы (положительному иону водорода тяжелее отделиться от отрицательного иона кислотного остатка).
HNO3 ⟶ H+ + NO3—
H2S ⇄ H+ + HS—
HS- ⇄ H+ + S2-
H2SO3 ⇄ H+ + HSO3— HSO3— ⇄ H+ + SO32-