Электролитическая диссоциация веществ в растворе. Кислоты, основания, амфотерные гидроксиды, соли. Сильные и слабые электролиты

а)Всем хорошо известно, что существуют вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Такие вещества называют электролитами. К электролитам относятся соли, щелочи, кислоты, т. е. соединения с ионным и ковалентным полярным типами химической связи.Причина электропроводности растворов заключается в том, что при растворении под влиянием полярных молекул воды электролиты распадаются, т. е. диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные частицы — ионы. Эти ионы являются переносчиками электрического тока в растворах.Теория, объясняющая электропроводность растворов, была первоначально предложена шведским ученым С. Аррениусом в 1887 г. Однако эта теория не могла объяснить наличие тепловых эффектов при растворении, роль молекул растворителя и другие явления. В дальнейшем она была развита на основе учения о строении атомов и химической связи другими учеными. Русский ученый И. А. Каблуков дополнил теорию электролитической диссоциации положением о взаимодействии ионов с молекулами воды с образованием неустойчивых гидратов, чем увязал ее с гидратной теорией Д. И. Менделеева о взаимодействии растворенного вещества и растворителя.Сущность теории электролитической диссоциации с современной точки зрения можно свести к следующему основному положению.Электролиты в растворах и расплавах распадаются (диссоциируют) на разноименно заряженные частицы – ионы.б)Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток.

* По содержанию кислорода

бескислородные (HCl, H2S);

кислородосодержащие (HNO3,H2SO4).

* По основности — количество кислых атомов водорода

Одноосновные (HNO3);

Двухосновные (H2SeO4, двухосновные предельные карбоновые кислоты);

Трёхосновные (H3PO4, H3BO3).

Полиосновные (практически не встречаются).

* По силе

Сильные — диссоциируют практически полностью, константы диссоциации больше 1·10−3 (HNO3);

Слабые — константа диссоциации меньше 1·10−3 (уксусная кислота Kд= 1,7·10−5).

*По устойчивости

Устойчивые (H2SO4);

Неустойчивые (H2CO3).

* По принадлежности к классам химических соединений

Неорганические (HBr);

Органические (HCOOH,CH3COOH);

* По летучести

Летучие (H2S, HCl);

Нелетучие (H2SO4);

* По растворимости в воде

Растворимые (H2SO4);

Нерастворимые (H2SiO3);

Основа́ния — класс химических соединений.

Основания (осно́вные гидрокси́ды) — сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (-OH). В водном растворе диссоциируют с образованием катионов и анионов ОН−. Название основания обычно состоит из двух слов: «гидроксид металла/аммония». Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.Согласно протонной теории кислот и оснований, основания — один из основных классов химических соединений, вещества, молекулы которых являются акцепторами протонов. В органической химии по традиции основаниями называют также вещества, способные давать аддукты («соли») с сильными кислотами, например, многие алкалоиды описывают как в форме «алкалоид-основание», так и в виде «солей алкалоидов».Основания классифицируются по ряду признаков.

*По растворимости в воде.

Растворимые основания (щёлочи): гидроксид лития LiOH, гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH)2, гидроксид стронция Sr(OH)2, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH.

Практически нерастворимые основания: Mg(OH)2, Ca(OH)2, Zn(OH)2, Cu(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3, Be(OH)2.

Другие основания: NH3·H2O

Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые основания, или гидроксиды металлов и переходных элементов. Исключение составляет гидроксид лития LiOH, хорошо растворимый в воде, но являющийся слабым основанием.

* По количеству гидроксильных групп в молекуле.

Однокислотные (гидроксид натрия NaOH)

Двукислотные (гидроксид меди(II) Cu(OH)2)

Трехкислотные (гидроксид железа(III) Fe(OH)3)

* По летучести.

Летучие: NH3, CH3-NH2

Нелетучие: щёлочи, нерастворимые основания.

* По стабильности.

Стабильные: гидроксид натрия NaOH, гидроксид бария Ba(OH)2

Нестабильные: гидроксид аммония NH3·H2O (гидрат аммиака).

* По степени электролитической диссоциации.

Сильные (α > 30 %): щёлочи.

Слабые (α < 3 %): нерастворимые основания.

* По наличию кислорода.

Кислородсодержащие: гидроксид калия KOH, гидроксид стронция Sr(OH)2

Бескислородные: аммиак NH3, амины.

*По типу соединения:

Неорганические основания: содержат одну или несколько групп -OH.

Органические основания: органические соединения, являющиеся акцепторами протонов: амины, амидины и другие соединения.

Со́ли — класс химических соединений, состоящих из катионов и анионов

Типы солей

Средние (нормальные) соли — все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла. Пример: Na2CO3,K3PO4 Кислые соли — атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты. Пример K2HPO4 Осно́вные соли — гидроксогруппы основания (OH−) частично замещены кислотными остатками. Пример: (CuOH)2CO3 Двойные соли — в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами. Пример: KAl(SO4)2*12H2O Смешанные соли — в их составе присутствует два различных аниона. Пример: Ca(OCl)C Гидратные соли (кристаллогидраты) — в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример: Na2SO4*12H2O Комплексные соли — в их состав входит комплексный катион или комплексный анион. Особую группу составляют соли органических кислот, свойства которых значительно отличаются от свойств минеральных солей. Некоторые из них можно отнести к особенному классу органических солей, так называемых ионных жидкостей или по-другому «жидких солей», органических солей с температурой плавления ниже 100 °C. Амфоте́рные гидрокси́ды — неорганические соединения, гидроксиды амфотерных элементов, в зависимости от условий проявляющие свойства кислотных или осно́вных гидроксидов. К амфотерным относятся следующие гидроксиды:

*большинство гидроксидов d-элементов (хрома(III), железа, меди, цинка, кадмия и др.);

*ряд гидроксидов p-элементов (алюминия, галлия, олова, свинца и др.);

* из гидроксидов s-элементов амфотерным является гидроксид бериллия; формально к амфотерным гидроксидам может быть отнесена вода.

в)сильные:Это вещества, которые при растворении в воде практически полностью распадаются на ионы. Как правило, к сильным электролитам относятся вещества с ионными или сильно полярными связями: все хорошо растворимые соли, сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4,HNO3) и сильные основания (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)2,Sr(OH)2,Ca(OH)2).

В растворе сильного электролита растворённое вещество находится в основном в виде ионов (катионов и анионов); недиссоциированные молекулы практически отсутствуют.

слабые:Вещества, частично диссоциирующие на ионы. Растворы слабых электролитов наряду с ионами содержат недиссоциированные молекулы. Слабые электролиты не могут дать большой концентрации ионов в растворе.

К слабым электролитам относятся:

1) почти все органические кислоты (CH3COOH, C2H5COOH и др.);

2) некоторые неорганические кислоты (H2CO3, H2S и др.);

3) почти все малорастворимые в воде соли, основания и гидроксид аммония (Ca3(PO4)2; Cu(OH)2; Al(OH)3; NH4OH);

4) вода.

Они плохо (или почти не проводят) электрический ток.