El ácido carbónico aparece como resultado de la descomposición. dióxido de carbono en un ambiente acuático. Esta sustancia está saturada artificialmente. agua mineral. La fórmula del ácido carbónico es H2CO3. Por lo tanto, cuando abres una botella de agua con gas, puedes ver burbujas activas. La principal producción de ácido carbónico se produce en el agua.

La ecuacion

CO2 (g) + H2O CO2. H2O (solución) H2CO3 H+ + HCO3- 2H+ + CO32-.

El ácido carbónico en sí es un compuesto débil y frágil que no se puede aislar del agua en estado libre.

Pero vale la pena señalar el hecho de que durante la descomposición del bicarbonato de amonio se forman compuestos estables de ácido carbónico. Tan fuerte enlaces químicos se forman solo durante el período en que el bicarbonato de amonio entra en la fase gaseosa de la reacción.

La sustancia es un interesante objeto de estudio. Los científicos australianos lo estudian desde hace más de 6 años. En estado anhidro, este ácido se asemeja a cristales transparentes que son altamente resistentes a temperaturas bajas, pero cuando se calientan, los cristales de ácido carbónico comienzan a descomponerse.

Esta sustancia se considera débil en su estructura, pero al mismo tiempo, el ácido carbónico es más fuerte que el ácido bórico. Todo el secreto radica en la cantidad de átomos de hidrógeno. El ácido carbónico contiene dos átomos de hidrógeno, por lo que se considera dibásico, mientras que el ácido bórico es monobásico.

Características de las sales de ácido carbónico.

Este ácido se considera dibásico, por lo que puede crear dos tipos de sales:

• . carbonatos de ácido carbónico - sales medias,
• . Los bicarbonatos son sales ácidas.

Los carbonatos del ácido carbónico pueden actuar en los siguientes compuestos: Na2СO3, (NH4)2CO3. No son capaces de disolverse en un ambiente acuoso. Las sales ácidas de esta sustancia incluyen: bicarbonatos NaHCO3, Ca(HCO3)2. Para la obtención de hidrocarbonatos se realiza una reacción en la que las sustancias principales son el ácido carbónico y el sodio.

Las sales de ácido carbónico han ayudado a la humanidad en la construcción, la medicina e incluso en la cocina. Porque se encuentran en:

• . tiza,
• . bicarbonato de sodio, carbonato de sodio y bicarbonato de sodio,
• . roca caliza,
• . piedra de mármol,
• . potasa.

Los bicarbonatos y carbonatos ácidos pueden reaccionar con ácidos y durante estas reacciones se puede liberar dióxido de carbono. Además, estas sustancias pueden ser intercambiables y pueden descomponerse bajo la influencia de la temperatura.

Reacciones del ácido carbónico:

2NaHCO3 → Na2CO3 +H2O +CO2
Na2CO3 + H2O + CO2 →2NaHCO3

Propiedades químicas

Por su estructura, este ácido es capaz de reaccionar con muchas sustancias.

Las propiedades del ácido carbónico se revelan en las reacciones:

• . disociación,
• . con metales,
• . con razones
• . con óxidos básicos.

Na2O + CO2 → Na2CO3
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
NaOH + CO2 → NaHCO3

El ácido carbónico es un electrolito débil, ya que un ácido volátil débil no puede actuar como un electrolito potente, a diferencia de, por ejemplo, el ácido clorhídrico. Este hecho se puede comprobar añadiendo tornasol a una solución de ácido carbónico. Habrá un ligero cambio de color. Por tanto, se puede argumentar que el ácido carbónico puede mantener 1 nivel de disociación.

Solicitud

Esta sustancia se puede ver en aguas carbonatadas. Pero las sales de ácido carbónico se utilizan ampliamente:

• . para la industria de la construcción,
• . en el proceso de producción de vidrio,
• . en el proceso de producción de detergentes y productos de limpieza,
• . producción de papel,
• . para algunos alimentos vegetales y fertilizantes,
• . En medicina.

Los mercados nacional y mundial ofrecen a la venta diversos medicamentos y productos químicos que contienen ácido carbónico:

• . urea o carbamida,
• . sal de litio del ácido carbónico,
• . carbonato de calcio (tiza),
• . carbonato de sodio (carbonato de sodio), etc.

La urea se utiliza como fertilizante para plantas frutales y ornamentales. Su precio medio es de 30 a 40 rublos por 1 kg. Los productos terminados se envasan en bolsas de plástico y bolsas que pesan 1, 5, 25, 50 kg.

La sal de litio del ácido carbónico se utiliza en la composición de productos cerámicos y vitrocerámicas. Este material se utiliza para producir cámaras de combustión para motores a reacción, se agrega a barnices, esmaltes e imprimaciones para diversos metales. Se añade sal de litio a las imprimaciones para el tratamiento de aluminio, hierro fundido y acero.

Este químico se agrega durante el proceso de fusión del vidrio. Los vidrios a los que se les ha añadido sal de litio tienen una mayor permeabilidad a la luz. A veces, el ácido carbónico de litio se utiliza en la producción de pirotecnia.

Fabricantes

El precio medio de 1 kg de dicha sustancia en Rusia es de 3900 a 4000 rublos. Se considera que la principal planta de fabricación de esta sustancia es la planta de Moscú de Component-Reaktiv LLC. Además, la sal de litio del ácido carbónico se produce en las siguientes empresas: LLC KurskKhimProm, LLC VitaKhim, LLC Ruskhim, CJSC Khimpek.

La tiza se produce con fines técnicos y alimentarios. El precio medio de la tiza forrajera es de 1.800 rublos por 1 tonelada. Embalado principalmente en 50 kg, 32 kg. Fabricantes: LLC Melovik, LLC MT Resurs, LLC Zoovetsnab, LLC Agrokhiminvest.

La carbonato de sodio se utiliza para lavar, quitar manchas y blanquear. El precio medio de este producto en el mercado minorista varía entre 16 y 30 rublos por 1 kg. Fabricantes: Novera LLC, KhimReaktiv LLC, HimPlus LLC, SpetsBurTechnology LLC, SpetsKomplekt LLC, etc.

1. ELECTROLITOS

1.1. disociación electrolítica. Grado de disociación. Energía de electrolitos

Según la teoría de la disociación electrolítica, las sales, ácidos e hidróxidos, cuando se disuelven en agua, se desintegran total o parcialmente en partículas independientes: iones.

El proceso de descomposición de moléculas de sustancias en iones bajo la influencia de moléculas de disolventes polares se denomina disociación electrolítica. Las sustancias que se disocian en iones en soluciones se llaman electrolitos. Como resultado, la solución adquiere la capacidad de realizar electricidad, porque En él aparecen portadores de carga eléctrica móviles. Según esta teoría, cuando se disuelven en agua, los electrolitos se rompen (disocian) en iones cargados positiva y negativamente. Los iones cargados positivamente se llaman cationes; entre ellos se incluyen, por ejemplo, hidrógeno e iones metálicos. Los iones cargados negativamente se llaman aniones; Estos incluyen iones de residuos ácidos e iones de hidróxido.

Para caracterizar cuantitativamente el proceso de disociación, se introdujo el concepto de grado de disociación. El grado de disociación de un electrolito (α) es la relación entre el número de sus moléculas desintegradas en iones en una solución dada ( norte ), A numero total sus moléculas en solución ( Ni

α = .

El grado de disociación electrolítica generalmente se expresa en fracciones de unidad o como porcentaje.

Los electrolitos con un grado de disociación superior a 0,3 (30%) se suelen denominar fuertes, con un grado de disociación de 0,03 (3%) a 0,3 (30%) - medio, menos de 0,03 (3%) - electrolitos débiles. Entonces, para una solución de 0,1 M CH3COOH α = 0,013 (o 1,3%). Por tanto, el ácido acético es un electrolito débil. El grado de disociación muestra qué parte de las moléculas disueltas de una sustancia se ha descompuesto en iones. El grado de disociación electrolítica de un electrolito en soluciones acuosas depende de la naturaleza del electrolito, su concentración y temperatura.

Por su naturaleza, los electrolitos se pueden dividir en dos: grandes grupos: fuerte y débil. Electrolitos fuertes disociarse casi por completo (α = 1).

Los electrolitos fuertes incluyen:

1) ácidos (H 2 SO 4, HCl, HNO 3, HBr, HI, HClO 4, H M nO 4);

2) bases – hidróxidos metálicos del primer grupo del subgrupo principal (álcali) – LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH , así como hidróxidos de metales alcalinotérreos – Ba (OH) 2, Ca (OH) 2, Sr (OH) 2;.

3) sales solubles en agua (ver tabla de solubilidad).

Electrolitos débiles se disocian en iones en muy pequeña medida; en soluciones se encuentran principalmente en un estado no disociado (en forma molecular). Para electrolitos débiles, se establece un equilibrio entre moléculas e iones no disociados.

Los electrolitos débiles incluyen:

1) ácidos inorgánicos ( H 2 CO 3, H 2 S, HNO 2, H 2 SO 3, HCN, H 3 PO 4, H 2 SiO 3, HCNS, HClO, etc.);

2) agua (H2O);

3) hidróxido de amonio ( NH4OH);

4) la mayoría de los ácidos orgánicos

(por ejemplo, CH 3 COOH acético, HCOOH fórmico);

5) sales e hidróxidos insolubles y poco solubles de algunos metales (ver tabla de solubilidad).

Proceso disociación electrolítica representar usando ecuaciones químicas. Por ejemplo, la disociación del ácido clorhídrico (HC yo ) se escribe de la siguiente manera:

HCl → H + + Cl – .

Las bases se disocian para formar cationes metálicos e iones hidróxido. Por ejemplo, la disociación de KOH

KOH → K + + OH – .

Los ácidos polibásicos, así como las bases de metales polivalentes, se disocian paso a paso. Por ejemplo,

H 2 CO 3 H + + HCO 3 – ,

HCO 3 – H + + CO 3 2– .

El primer equilibrio - disociación según el primer paso - se caracteriza por la constante

.

Para la disociación de segunda etapa:

.

En el caso del ácido carbónico, las constantes de disociación tienen los siguientes valores: k Yo = 4,3× 10 –7, k II = 5,6 × 10–11. Para una disociación gradual siempre k yo > k II > k III >... , porque la energía que se debe gastar para separar un ion es mínima cuando se separa de una molécula neutra.

Las sales promedio (normales), solubles en agua, se disocian para formar iones metálicos cargados positivamente e iones de residuo ácido cargados negativamente.

Ca(NO 3) 2 → Ca 2+ + 2NO 3 –

Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3+ +3SO 4 2–.

Las sales ácidas (hidrosales) son electrolitos que contienen hidrógeno en el anión, que se puede escindir en forma del ión hidrógeno H+. Las sales ácidas se consideran un producto obtenido a partir de ácidos polibásicos en el que no todos los átomos de hidrógeno son sustituidos por un metal. La disociación de las sales ácidas se produce en etapas, por ejemplo:

KHCO 3 → K + + HCO 3 – (primera etapa)

Ácidos: HCl HBr HI HClO 4 HMnO 4 H 2 SO 4 HNO 3

Bases: hidróxidos formados por los elementos s 1 y los elementos s del grupo 11, comenzando con Ca

NaOH KOH Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2

Sales - casi todo.

Ácidos Desde el punto de vista de la teoría de la disociación, se trata de electrolitos que se disocian para formar un catión de hidrógeno y un anión de residuo ácido. La presencia de cationes de hidrógeno en soluciones ácidas determina su El sabor amargo, la capacidad de cambiar el color del indicador, tiene un efecto irritante e incluso inflamatorio.

Los ácidos, dependiendo de su fuerza, se disocian de diferentes formas.

Los ácidos fuertes se disocian de forma inmediata e irreversible:

Los electrolitos débiles se disocian de forma gradual y reversible.

CH3COOH = CH3COO - + H +

H2CO3 = H + + HCO3 -

HCO 3 - = H + + CO 3 2-

La disociación de compuestos débiles, como proceso reversible, se caracteriza por la constante de disociación

A dis. CH3COOH= (CH3COO-)*(H+)

El ácido carbónico, como ácido dibásico, se caracterizará por la presencia

A dis 1er H 2 CO 3 = (NSO 3 -)*(H+)

A dis.2º N 2 CO 3 = (CO 3 2-)*(H+)

La constante de disociación, como cualquier constante de un proceso reversible, es un valor constante para cada electrolito (dependiendo de la naturaleza de la sustancia) y depende de la temperatura de la solución. Cuanto menor sea la constante de disociación, más débil será el electrolito. (K dis. es un valor constante y se puede encontrar en la tabla de referencia)

Terrenos – Son electrolitos que se disocian para formar un catión metálico y un anión hidróxido. Las bases fuertes se disocian inmediata e irreversiblemente:

KOH K + + OH -

Los electrolitos débiles se disocian paso a paso y reversible

Mg(OH)2 MgOH + + OH -

MgOH + Mg 2+ + OH -

Sales– electrolitos fuertes, por lo tanto en solución inmediata y completamente descomponerse en cationes metálicos y aniones de residuos ácidos.

Al 2 (SO 4) 3 2Al 3+ + 3SO 4 2-

Na 3 PO 4 3 Na + + PO 4 3-

Las sales ácidas primero se disocian en un catión metálico y un anión del residuo ácido.

NaHCO 3 Na + + HCO 3 -

Y luego el residuo ácido se disocia como ácido.

HCO 3 - H + + CO 3 2-

El concepto de pH (ph)

El agua se utiliza con mayor frecuencia como disolvente. Aunque el agua es un electrolito débil, se disocia en solución.

H2O = H + +OH -

Como todo proceso reversible, se caracteriza por su constante de disociación.

A dis. = (H+)*(OH-)

Se ha comprobado experimentalmente que de 10.000.000 de moléculas solo una se descompone en iones, por lo que se toma la concentración de agua como valor constante y se obtiene la siguiente expresión

Kdis * (H 2 O) = Kw = (H +) * (OH -) = const = 10 -14 (este valor se llama producto iónico del agua)

Porque este valor es constante, se utiliza para calcular la concentración de iones H + u OH -

Por ejemplo, (OH -) =10 -3 determine (H +) = ?

(H+) = Kw= 10 -14 =10 -11

- (OH -) = 10 -1 (H +) = 10 -13 ph =13

- (OH -) = 10 -5 (H +) = 10 -9 ph = 9

- (OH -) = 10 -7 (H+) = 10 -7 ph = 7

- (OH -) =10 -10 (H+) = 10 -4 ph = 4

- (OH -) = 10 -14 (H +) =10 0 =1 ph =1

Todos los cálculos posteriores se realizan de manera similar al primero. Es inconveniente utilizar notaciones fraccionarias para concentraciones, por lo que se introduce el concepto. valor de pH ( sus valores se dan en la columna del extremo derecho)

(H+)= 10 -6 ph=6, (H+) = 10 -11 ph=11

ELECTROLITOS– sustancias cuyas soluciones o masas fundidas conducen corriente eléctrica.

NO ELECTROLITOS– sustancias cuyas soluciones o masas fundidas no conducen corriente eléctrica.

Disociación– descomposición de compuestos en iones.

Grado de disociación– la relación entre el número de moléculas disociadas en iones y el número total de moléculas en la solución.

ELECTROLITOS FUERTES cuando se disuelven en agua, se disocian casi por completo en iones.

Al escribir ecuaciones para la disociación de electrolitos fuertes, se utiliza el signo igual.

Los electrolitos fuertes incluyen:

· Sales solubles ( ver tabla de solubilidad);

· Muchos ácidos inorgánicos: HNO 3, H 2 SO 4, HClO 3, HClO 4, HMnO 4, HCl, HBr, HI ( Mirar Electrolitos ácidos fuertes en la tabla de solubilidad.);

· Bases de metales alcalinos (LiOH, NaOH, KOH) y alcalinotérreos (Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2) ( ver electrolitos con bases fuertes en la tabla de solubilidad).

ELECTROLITOS DÉBILES en soluciones acuosas sólo parcialmente (reversiblemente) se disocian en iones.

Al escribir ecuaciones de disociación para electrolitos débiles, se indica el signo de reversibilidad.

Los electrolitos débiles incluyen:

· Casi todos los ácidos orgánicos y agua (H 2 O);

· Algunos ácidos inorgánicos: H 2 S, H 3 PO 4, HClO 4, H 2 CO 3, HNO 2, H 2 SiO 3 ( Mirar Ácidos-electrolitos débiles en la tabla de solubilidad.);

· Hidróxidos metálicos insolubles (Mg(OH) 2 , Fe(OH) 2 , Zn(OH) 2) ( mira el terreno-Celectrolitos débiles en la tabla de solubilidad).

El grado de disociación electrolítica está influenciado por varios factores:

naturaleza del disolvente y electrólito: los electrolitos fuertes son sustancias con enlaces iónicos y covalentes fuertemente polares; buena capacidad ionizante, es decir la capacidad de provocar la disociación de sustancias la poseen los disolventes con una constante dieléctrica alta, cuyas moléculas son polares (por ejemplo, agua);

temperatura: dado que la disociación es un proceso endotérmico, al aumentar la temperatura aumenta el valor de α;

concentración: cuando la solución se diluye, el grado de disociación aumenta y al aumentar la concentración disminuye;

etapa del proceso de disociación: cada etapa posterior es menos eficaz que la anterior, aproximadamente entre 1.000 y 10.000 veces; por ejemplo, para ácido fosfórico α 1 > α 2 > α 3:

H3PO4⇄H++H2PO−4 (primera etapa, α 1),

H2PO−4⇄H++HPO2−4 (segunda etapa, α 2),

НPO2−4⇄Н++PO3−4 (tercera etapa, α 3).

Por esta razón, en una solución de este ácido la concentración de iones de hidrógeno es la más alta y la concentración de iones de fosfato PO3−4 es la más baja.

1. La solubilidad y el grado de disociación de una sustancia no están relacionados entre sí. Por ejemplo, el ácido acético, que es muy (ilimitada) soluble en agua, es un electrolito débil.

2. Una solución de un electrolito débil contiene menos que otras los iones que se forman en la última etapa de la disociación electrolítica.

El grado de disociación electrolítica también se ve afectado. agregando otros electrolitos: por ejemplo, grado de disociación del ácido fórmico

HCOOH ⇄ HCOO − + H +

disminuye si se añade un poco de formiato de sodio a la solución. Esta sal se disocia para formar iones formiato HCOO − :

HCOONa → HCOO−+Na+

Como resultado, la concentración de iones HCOO– en la solución aumenta y, según el principio de Le Chatelier, un aumento en la concentración de iones formiato desplaza el equilibrio del proceso de disociación del ácido fórmico hacia la izquierda, es decir, el grado de disociación disminuye.

Ley de dilución de Ostwald- una relación que expresa la dependencia de la conductividad eléctrica equivalente de una solución diluida de un electrolito binario débil de la concentración de la solución:

Aquí está la constante de disociación del electrolito, es la concentración y son los valores de conductividad eléctrica equivalente en concentración y en dilución infinita, respectivamente. La relación es consecuencia de la ley de acción de masas e igualdad.

¿Dónde está el grado de disociación?

La ley de dilución de Ostwald fue deducida por W. Ostwald en 1888 y también la confirmó experimentalmente. El establecimiento experimental de la exactitud de la ley de dilución de Ostwald fue de gran importancia para fundamentar la teoría de la disociación electrolítica.

Disociación electrolítica del agua. Hidrógeno pH El agua es un electrolito anfótero débil: H2O H+ + OH- o, más precisamente: 2H2O = H3O+ + OH- La constante de disociación del agua a 25°C es igual a: Este valor de la constante corresponde a la disociación de uno de de cien millones de moléculas de agua, por lo tanto la concentración de agua puede considerarse constante e igual a 55,55 mol/l (densidad del agua 1000 g/l, masa de 1 l 1000 g, cantidad de sustancia acuosa 1000 g: 18 g/mol = 55,55 moles, C = 55,55 moles: 1 l = 55,55 moles/l). Entonces este valor es constante a una temperatura dada (25°C), se llama producto iónico del agua KW: La disociación del agua es un proceso endotérmico, por lo tanto, al aumentar la temperatura, de acuerdo con el principio de Le Chatelier, la disociación se intensifica, la El producto iónico aumenta y alcanza un valor de 10-13 a 100°C. En agua pura a 25°C, las concentraciones de hidrógeno y de iones hidroxilo son iguales entre sí: = = 10-7 mol/l Las soluciones en las que las concentraciones de hidrógeno y de iones hidroxilo son iguales entre sí se llaman neutras. Si se agrega un ácido al agua pura, la concentración de iones de hidrógeno aumentará y será mayor que 10-7 mol/l, el medio se volverá ácido y la concentración de iones de hidroxilo cambiará instantáneamente de modo que el producto iónico del agua se retenga. su valor de 10-14. Lo mismo sucederá al agregar álcali al agua limpia. Las concentraciones de iones hidrógeno e hidroxilo están relacionadas entre sí a través del producto iónico, por lo tanto, conociendo la concentración de uno de los iones, es fácil calcular la concentración del otro. Por ejemplo, si = 10-3 mol/l, entonces = KW/ = 10-14/10-3 = 10-11 mol/l, o si = 10-2 mol/l, entonces = KW/ = 10-14 /10-2 = 10-12 mol/l. Por tanto, la concentración de iones hidrógeno o hidroxilo puede servir como característica cuantitativa de la acidez o alcalinidad del medio. En la práctica, no utilizan las concentraciones de hidrógeno o iones hidroxilo, sino los indicadores del pH del hidrógeno o del pH del hidroxilo. El indicador de pH del hidrógeno es igual al logaritmo decimal negativo de la concentración de iones de hidrógeno: pH = - lg El pH del indicador de hidroxilo es igual al logaritmo decimal negativo de la concentración de iones de hidroxilo: pH = - lg Es fácil de demostrar mediante tomando el logaritmo del producto iónico del agua que pH + pH = 14 Si el pH del medio es 7 - el ambiente es neutro, si menos de 7 es ácido, y cuanto menor es el pH, mayor es la concentración de iones de hidrógeno . Un pH superior a 7 significa que el ambiente es alcalino; cuanto mayor sea el pH, mayor será la concentración de iones hidroxilo.

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, 25-26 , 27-28 , , 30, , , , , , , , /2003

§ 6.3. Electrolitos fuertes y débiles.

El material de esta sección le resulta parcialmente familiar por los cursos de química escolares estudiados anteriormente y por la sección anterior. Repasemos brevemente lo que sabe y familiaricémonos con material nuevo.

En la sección anterior discutimos el comportamiento en soluciones acuosas de algunas sales y sustancias orgánicas que se descomponen completamente en iones en una solución acuosa.
Existe una serie de pruebas simples pero innegables de que algunas sustancias en soluciones acuosas se desintegran en partículas. Por tanto, las soluciones acuosas de H2SO4 sulfúrico, HNO3 nítrico, HClO4 clorhídrico, HCl clorhídrico (clorhídrico), CH3COOH acético y otros ácidos tienen un sabor amargo. En las fórmulas de los ácidos, la partícula común es el átomo de hidrógeno, y se puede suponer que él (en forma de ion) es la causa del mismo sabor de todas estas sustancias tan diferentes.
Los iones de hidrógeno formados durante la disociación en una solución acuosa le dan a la solución un sabor amargo, razón por la cual estas sustancias se llaman ácidos. En la naturaleza, sólo los iones de hidrógeno tienen un sabor amargo. Crean un ambiente llamado ácido (ácido) en una solución acuosa.

Recuerde, cuando dice “cloruro de hidrógeno”, se refiere al estado gaseoso y cristalino de esta sustancia, pero para una solución acuosa debe decir “solución de cloruro de hidrógeno”, “ácido clorhídrico” o usar nombre común"ácido clorhídrico", aunque la composición de la sustancia en cualquier estado se expresa mediante la misma fórmula: HCl.

Las soluciones acuosas de litio (LiOH), sodio (NaOH), potasio (KOH), bario (Ba(OH)2), calcio (Ca(OH)2) y otros hidróxidos metálicos tienen el mismo sabor amargo y jabonoso desagradable y provocan sensación de sensación. de deslizamiento. Aparentemente, los iones OH-hidróxido incluidos en dichos compuestos son los responsables de esta propiedad.
El ácido clorhídrico HCl, el HBr bromhídrico y el ácido yodhídrico HI reaccionan con el zinc de la misma forma, a pesar de su diferente composición, ya que en realidad no es el ácido el que reacciona con el zinc:

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H2,

y iones de hidrógeno:

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2,

y se forman gas hidrógeno e iones zinc.
La mezcla de algunas soluciones salinas, por ejemplo, cloruro de potasio KCl y nitrato de sodio NaNO 3, no va acompañada de un efecto térmico notable, aunque después de la evaporación de la solución se forma una mezcla de cristales de cuatro sustancias: las originales: cloruro de potasio y sodio. nitrato - y otros nuevos - nitrato de potasio KNO 3 y cloruro de sodio NaCl. Se puede suponer que en la solución las dos sales iniciales se desintegran completamente en iones que, al evaporarse, forman cuatro sustancias cristalinas:

Comparando esta información con la conductividad eléctrica de soluciones acuosas de ácidos, hidróxidos y sales y con una serie de otras disposiciones, S.A. Arrhenius en 1887 propuso la hipótesis de la disociación electrolítica, según la cual las moléculas de ácidos, hidróxidos y sales, cuando se disuelven en agua, disociarse en iones.
El estudio de los productos de electrólisis permite asignar cargas positivas o negativas a los iones. Obviamente, si un ácido, por ejemplo el HNO 3 nítrico, se disocia, digamos, en dos iones y, durante la electrólisis de una solución acuosa, se libera hidrógeno en el cátodo (electrodo cargado negativamente), entonces, en consecuencia, se forman hidrógenos cargados positivamente. iones H + en la solución. Entonces la ecuación de disociación debería escribirse de la siguiente manera:

НNO 3 = Н + + .

disociación electrolítica– desintegración total o parcial de un compuesto cuando se disuelve en agua en iones como resultado de la interacción con una molécula de agua (u otro disolvente).
Electrolitos– ácidos, bases o sales cuyas soluciones acuosas conducen corriente eléctrica como resultado de la disociación.
Las sustancias que no se disocian en iones en una solución acuosa y cuyas soluciones no conducen corriente eléctrica se denominan no electrolitos.
La disociación de electrolitos se caracteriza cuantitativamente. grado de disociación– la relación entre el número de “moléculas” (unidades de fórmula) desintegradas en iones y el número total de “moléculas” de la sustancia disuelta. El grado de disociación se indica con la letra griega. Por ejemplo, si de cada 100 “moléculas” de una sustancia disuelta, 80 se disocian en iones, entonces el grado de disociación de la sustancia disuelta es igual a: = 80/100 = 0,8, o 80%.
Según su capacidad para disociarse (o, como dicen, "por fuerza"), los electrolitos se dividen en fuerte, promedio Y débil. Según el grado de disociación, aquellos con soluciones > 30% se consideran electrolitos fuertes; los electrolitos débiles se consideran< 3%, к средним – 3% 30%. Сила электролита – величина, зависящая от концентрации вещества, температуры, природы растворителя и др.
En el caso de soluciones acuosas electrolitos fuertes(>30%) incluyen los siguientes grupos de compuestos.
1 . Muchos ácidos inorgánicos, como HCl clorhídrico, HNO 3 nítrico, H 2 SO 4 sulfúrico en soluciones diluidas. El ácido inorgánico más fuerte es el HClO 4 perclórico.
La fuerza de los ácidos no oxigenados aumenta en una serie de compuestos similares cuando descienden en el subgrupo de elementos formadores de ácido:

HCl – HBr – HI.

El ácido fluorhídrico HF disuelve el vidrio, pero esto no indica en absoluto su resistencia. Este ácido que contiene halógenos y libre de oxígeno se clasifica como ácido de fuerza media debido a la alta energía del enlace H-F, la capacidad de las moléculas de HF para combinarse (asociarse) debido a los fuertes enlaces de hidrógeno, la interacción de los iones F-con HF moléculas (enlaces de hidrógeno) con formación de iones y otras partículas más complejas. Como resultado, la concentración de iones de hidrógeno en una solución acuosa de este ácido se reduce significativamente, por lo que el ácido fluorhídrico se considera de concentración media.
El fluoruro de hidrógeno reacciona con el dióxido de silicio, que forma parte del vidrio, según la ecuación:

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O.

El ácido fluorhídrico no debe almacenarse en recipientes de vidrio. Para ello se utilizan recipientes de plomo, algunos plásticos y vidrio, cuyas paredes están recubiertas por dentro con una gruesa capa de parafina. Si se utiliza gas fluoruro de hidrógeno para "grabar" el vidrio, la superficie del vidrio se vuelve mate, lo que se utiliza para aplicar inscripciones y diversos diseños al vidrio. El “grabado” del vidrio con una solución acuosa de ácido fluorhídrico provoca la corrosión de la superficie del vidrio, que permanece transparente. Generalmente se encuentra disponible comercialmente una solución de ácido fluorhídrico al 40%.

La fuerza de los ácidos oxigenados del mismo tipo cambia en la dirección opuesta, por ejemplo, el ácido periódico HIO 4 es más débil que el ácido perclórico HClO 4.
Si un elemento forma varios ácidos oxigenados, entonces el ácido en el que el elemento formador de ácido tiene la valencia más alta tiene la mayor fuerza. Así, en la serie de ácidos HClO (hipocloroso) – HClO 2 (cloroso) – HClO 3 (cloroso) – HClO 4 (clórico), este último es el más fuerte.

Un volumen de agua disuelve aproximadamente dos volúmenes de cloro. El cloro (aproximadamente la mitad) reacciona con el agua:

Cl 2 + H 2 O = HCl + HСlO.

El ácido clorhídrico es fuerte, prácticamente no hay moléculas de HCl en su solución acuosa. Es más correcto escribir la ecuación de reacción de la siguiente manera:

Cl 2 + H 2 O = H + + Cl – + HClO – 25 kJ/mol.

La solución resultante se llama agua con cloro.
El ácido hipocloroso es un agente oxidante de acción rápida, por lo que se utiliza para blanquear tejidos.

2 . Hidróxidos de elementos de los principales subgrupos de los grupos I y II. tabla periódica: LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH) 2, etc. Al descender en el subgrupo, a medida que aumentan las propiedades metálicas del elemento, aumenta la fuerza de los hidróxidos. Los hidróxidos solubles del subgrupo principal de elementos del grupo I se clasifican como álcalis.

Los álcalis son bases que son solubles en agua. Estos también incluyen hidróxidos de elementos del subgrupo principal del grupo II (metales alcalinotérreos) e hidróxido de amonio (una solución acuosa de amoníaco). A veces, los álcalis son aquellos hidróxidos que crean una alta concentración de iones de hidróxido en una solución acuosa. En la literatura obsoleta, se pueden encontrar entre los álcalis carbonatos de potasio K 2 CO 3 (potasa) y carbonatos de sodio Na 2 CO 3 (soda), bicarbonato de sodio NaHCO 3 (bicarbonato de sodio), bórax Na 2 B 4 O 7, hidrosulfuros de sodio NaHS. y potasio KHS et al.

El hidróxido de calcio Ca(OH) 2 como electrolito fuerte se disocia en un solo paso:

Ca(OH)2 = Ca2+ + 2OH – .

3 . Casi todas las sales. La sal, si es un electrolito fuerte, se disocia en un solo paso, por ejemplo el cloruro férrico:

FeCl 3 = Fe 3+ + 3Cl – .

En el caso de soluciones acuosas electrolitos débiles ( < 3%) относят перечисленные ниже соединения.

1 . El agua H 2 O es el electrolito más importante.

2 . Algunos ácidos inorgánicos y casi todos los ácidos orgánicos: H 2 S (sulfuro de hidrógeno), H 2 SO 3 (sulfuroso), H 2 CO 3 (carbónico), HCN (cianhídrico), H 3 PO 4 (fosfórico, ortofosfórico), H 2 SiO 3 (silicio), H 3 BO 3 (bórico, ortobórico), CH 3 COOH (acético), etc.
Tenga en cuenta que el ácido carbónico no existe en la fórmula H 2 CO 3. Cuando el dióxido de carbono CO 2 se disuelve en agua, se forma su hidrato CO 2 H 2 O, que escribimos para facilitar los cálculos con la fórmula H 2 CO 3, y la ecuación de la reacción de disociación se ve así:

La disociación del ácido carbónico débil se produce en dos etapas. El ion bicarbonato resultante también se comporta como un electrolito débil.
Otros ácidos polibásicos se disocian de la misma forma: H 3 PO 4 (fosfórico), H 2 SiO 3 (silicio), H 3 BO 3 (bórico). En una solución acuosa, la disociación prácticamente ocurre sólo en el primer paso. ¿Cómo realizar la disociación en la última etapa?
3 . Hidróxidos de muchos elementos, por ejemplo Al(OH) 3, Cu(OH) 2, Fe(OH) 2, Fe(OH) 3, etc.
Todos estos hidróxidos se disocian paso a paso en una solución acuosa, por ejemplo el hidróxido de hierro.
Fe(OH)3:

En una solución acuosa, la disociación ocurre casi exclusivamente en el primer paso. ¿Cómo cambiar el equilibrio hacia la formación de iones Fe 3+?
Las propiedades básicas de los hidróxidos de un mismo elemento aumentan al disminuir la valencia del elemento, por lo que las propiedades básicas del dihidróxido de hierro Fe(OH) 2 son más pronunciadas que las del trihidróxido Fe(OH) 3. Esta afirmación equivale al hecho de que las propiedades ácidas del Fe(OH)3 son más fuertes que las del Fe(OH)2.
4 . Hidróxido de amonio NH 4 OH.
Cuando el gas amoniaco NH 3 se disuelve en agua, se obtiene una solución que conduce muy mal la electricidad y tiene un sabor amargo y jabonoso. El medio de solución es básico o alcalino, este comportamiento del amoníaco se explica de la siguiente manera: cuando el amoníaco se disuelve en agua se forma hidrato de amoníaco NH 3 H 2 O, al que convencionalmente atribuimos la fórmula del inexistente hidróxido de amonio NH. 4 OH, considerando que este compuesto se disocia para formar ion amonio e ion hidróxido OH –:

NH4OH = + OH – .

5 . Algunas sales: cloruro de zinc ZnCl 2, tiocianato de hierro Fe(NCS) 3, cianuro mercúrico Hg(CN) 2, etc. Estas sales se disocian paso a paso.

Algunas personas consideran que el ácido fosfórico H 3 PO 4 son electrolitos de potencia media. Consideraremos el ácido fosfórico como un electrolito débil y anotaremos las tres etapas de su disociación. El ácido sulfúrico en soluciones concentradas se comporta como un electrolito de resistencia media y en soluciones muy concentradas se comporta como un electrolito débil. Consideraremos más a fondo ácido sulfúrico electrolito fuerte y escriba la ecuación de su disociación en un solo paso.