Страница 4

H₂S <=> H⁺ + HS^- (25 °C) а=6·10-8

H₃PO₄ <=> H⁺ + H₂PO₄^- (25 °C) а=7,52·10-3

HF <=> H⁺ + F^- (25 °C) а=6,61·10-4

HCN <=> H⁺ + CN^- (25 °C) а=7,9·10-10

Ионообменные реакции

Реакции в растворах электролитов, при которых не происходит изменения зарядов ионов, входящих в соединения, называются ионообменными реакциями.

Правило Бертолле: равновесие в ионообменных реакциях смещается в сторону образования наименее диссоциированных соединений.

В соответствии с этим направление реакций ионного обмена определяется следующим эмпирическим правилом: ионные реакции протекают в сторону образования осадков, газов, слабых электролитов, комплексных ионов.

При написании уравнений ионных реакций сильные электролиты пишут в диссоциированном виде, слабые – в недиссоциированном.

Образование осадков: AgNO₃ + NaCl = AgCl + NaNO₃

В растворе: Ag⁺ + NO₃^- + Na⁺ + Cl^- = AgCl + Na⁺ + NO₃^-

Исключим ионы, которые не взаимодействуют, тогда уравнение имеет вид: Ag+ + Cl- =AgCl

Образование газов:

Na₂S + H₂SO₄ = H₂S + Na₂SO₄

2Na⁺ + S^2- + 2H⁺ + SO₄^2- = H₂S + 2Na⁺ + SO₄^2-

2H⁺ + S^2- = H₂S

Образование слабых электролитов:

Реакция, протекающая с образованием воды при взаимодействии ионов водорода (точнее, ионов гидроксония) и гидроксид–ионов, называется реакцией нейтрализации.

NaOH + HCl = H2O + NaCl

Страница 5

OH^- + H⁺ = H₂O

H₃O⁺ + OH^- = 2H₂O

Образование слабого основания.

NH₄⁺ + Cl^- + K⁺ + OH- = NH₄OH + K⁺ + Cl^-

NH₄⁺ + OH^- = NH₄OH

Образование слабой кислоты.

2СH₃COO^- + 2Na⁺ + 2H⁺ + SO₄^2- = 2CH₃COOH + 2Na⁺ + SO₄^2-

CH₃COO^- + H⁺ = CH₃COOH

Ионное произведение воды

Процесс электролитической диссоциации воды протекает в две стадии: 1. образование водородных ионов и гидроксид–ионов:

Н₂О <=> Н⁺ + ОН^-

Гидратация водородного иона с образованием гидроксония–иона:

Н⁺ + Н₂О <=> Н₃О⁺

Первая стадия этого процесса протекает с поглощением тепла, вторая – с выделением его значительного количества. Поэтому практически все ионы водорода гидратированны и диссоциация воды должна изображаться следующим уравнением:

2Н₂О <=> Н₃О⁺ + ОН^-

При 22 оС степень электролитической диссоциации воды равна 1,8·10-9, то есть из 555000000 молекул воды диссоциирует одна. Следовательно, вода – очень слабый электролит. и для описания процесса ее диссоциации применим закон действующих масс:

Постоянная Кw называется ионным произведением воды.

В 1 л воды, массу которой можно принять равной 1000 г, находится 1000 г/18 г = 55,5 моль вещества.

Следовательно, при 22 °С концентрации ионов гидроксония и гидроксид–ионов равны:

[Н₃О⁺][ОН^-] = 55,5·1,8·10-9 = 1,000·10-7 г-ион/л.

Величина Кw возрастает с повышением температуры, так как при этом увеличивается степень электролитической диссоциации. При комнатной температуре принимают округленное значение ионного произведения воды 10**(-14).

Страница 6