Влияние общего иона на диссоциацию слабого электролита

Добавление общего иона уменьшает диссоциацию слабого электролита. Так, при добавлении к раствору слабого электролита CH₃COOH

CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺ a<<1

сильного электролита, содержащего общий с CH₃COOH ион, то есть ацетат-ион, например, CH₃COONa

CH₃COONa CH₃COO^- + Na⁺ a = 1

концентрация ацетат иона увеличивается, и равновесие диссоциации CH₃COOH сдвигается влево, то есть диссоциация уменьшается.

 

 

б) Расчет равновесных концентраций ионов в растворах слабых многоосновных кислот.

Многоосновные кислоты и многокислотные основания диссоциируют ступенчато и каждая ступень диссоциации характеризуется ступенчатой константой. Разница в ступенчатых константах диссоциации обычно составляет несколько порядков, поэтому для расчета концентрации ионов можно ограничиться учетом диссоциации по первой ступени.

Пример. Вычислить рН 0,1 М водного раствора этилендиамина.

Решение:

Этилендиамин является двукислотным основанием:

H₂NCH₂=CH₂NH₂ + H₂O ⇄H₂NCH₂=CH₂NH₃⁺ + OH^- K_b1=1,2^.10^-4

H₂NCH₂=CH₂NH₃⁺ + H₂O ⇄ (H₃NCH₂=CH₂NH₃)²⁺ + OH^- K_b2=9,8^.10^-8

K_b1>>K_b2,

поэтому диссоциацию этилендиамина можно рассматривать только по первой ступени.

H₂NCH₂=CH₂NH₂ + H₂O⇄ H₂NCH₂=CH₂NH₃⁺ + OH^- K_b1=1,2^.10^-4

С⁰ 0,1

[ ] 0,1 – x x x

Многоосновные кислоты и многокислотные основания в зависимости от рН раствора могут существовать в виде недиссоциированных молекул, а также в виде различных ионов. Например, фосфорная кислота (H₃PO₄) в водном растворе может находиться в виде H₃PO₄, H₂PO₄^-, HPO₄^2-, PO₄^3-. В зависимости от рН, какая-то из форм может преобладать в растворе. Определение концентраций удобно проводить через расчет мольных долей для каждой из форм:

, , , ,

где .

Пример. Построить зависимость концентрации всех форм, образующихся при диссоциации фосфорной кислоты, от рН раствора.

Решение:

Выразим через [H₃O⁺] (или [H⁺]), K₁, K₂, K₃.

H₃PO₄ ⇄ H₂PO₄^- + H⁺

H₂PO₄^- ⇄ HPO₄^2- + H⁺

HPO₄^{2- ⇄} PO₄^3- + H⁺

, ,

.

Мольная доля – это отношение концентрации частицы данного вида к суммарной концентрации всех частиц:

 

13. Мышьяк, сурьма, висмут. Электронная конфигурация атомов в основном и валентно- возбуждённом состояниях, степени окисления. Взаимодействие с концентрированны- ми азотной и серной кислотами; галогенами. Характер образующихся соединений.

 

Мышьяк (As)

В основном состоянии: [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p³

В возбужденном: [Ar] 4s¹ 3d¹⁰ 4p³ 4d¹

СО: +5;+3;-3; 0

Структура: существует в нескольких аллотропических формах, из которых наиболее устойчив серый (металлический) мышьяк с ромбоэдрической кристаллической решеткой; При очень быстрой конденсации паров мышьяка на поверхности, охлаждаемой жидким N₂, получают прозрачные, мягкие как воск кристаллы желтого мышьяка. При нагревании и под действием ультрафиолета желтый мышьяк быстро переходит в серый с выделением тепла. При конденсации паров мышьяка в инертной атмосфере образуется еще одна аморфная форма этого элемента черного цвета. Если пары мышьяка осаждать на стекле, образуется зеркальная пленка.

Получение: Мышъяксодержащие руды подвергают обжигу и извлекают мышьяк в виде As₂O₃. Его возгоняют и получают продукт с чистотой более 98%. Металлический мышьяк также получают из As₂O₃ восстановлением его углеродсодержащими восстановителями (чаще всего древесным углем). Очищают мышьяк сублимацией.

2As2S3+9O2→(t)6SO2+2As2O3
As2O3+3C→(t)2As+3CO

Применение: Элементарный мышьяк находит ограниченное применение в виде добавок к сплавам (на основе Сu, Рb и Sn) и полупроводниковым материалам. Мышьяк особой чистоты используют для синтеза важнейших полупроводниковых материалов.

AsCl3+NACL=NA[AsCl4]

Химические свойства:

Сурьма (Sb)

В основном состоянии: [Kr] 5s² 4d¹⁰ 5p³

В возбужденном: [Kr] 5s¹ 4d¹⁰ 5p³ 5d¹

СО: +5;+3;-3; 0

Структура, физические свойства: блестящий хрупкий металл с голубым оттенком; желтая сурьма – образуется конденсацией паров до низких температур при быстром охлаждении; взрывчатая сурьма – получается электролизом хлоридных растворов (SbCl₃ + HCl) на катоде, содержит следы хлора.

Получение:

1)Обжиг оксидных и сульфидных руд.

 

Sb2S3+3Fe=2Sb+3FeS

2)

3)

Электролиз

Применение: Сурьма-компонент сплавов на основе Рb и Sn (для аккумуляторных пластин, типографских шрифтов, подшипников и др.), на основе Си и Zn, Sn. Чистую сурьму используют для получения антимонидов с полупроводниковыми свойствами.

Химические свойства:

2Sb+3Cl2=2SbCl3

 

Висмут (Bi)

В основном состоянии: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³

В возбужденном: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹ 6p³ 6d¹

СО: +5;+3;-3; 0

Физические свойства: серый металл с красноватым оттенком, легкоплавок (271).

Получение:

1)

2)

Применение: Металлический висмут - компонент легкоплавких сплавов, припоев и др., присадка к легко обрабатываемым сталям, др. сплавам, алюминию. Сплавы висмута с Мn применяют для изготовления мощных постоянных магнитов.

Bi2O3+6NAOH+2BR2=2NABIO3+4NABR+3H2O

Bi2O3+2NA2O2=2NABIO3+NA2O

BiCl3+h2o=BIOCL+2HCL

Химические свойства:

14. Сернистая кислота, её кислотные свойства. Окислительно-восстановительные свойства сернистой кислоты и сульфитов. Равновесия в растворах гидросульфитов и сульфитов. Сульфит-ион как лиганд.

Гидролиз сульфитов

 

Водные растворы сульфитов вследствие гидролиза имеют щелочную среду (окрашивают лакмус в синий цвет).

 

SO3-+ Н2O = HSO3-+ ОН-

 

Na2SO3 + Н2O = NaHSO3 + NaOH