Основные индикаторы

Понятия «сильный электролит» и «сильная кислота»; «сильный электролит» и «сильное основание».

Если кислота (основание) относится к сильным кислотам (основаниям), то это значит, что она (оно) практически полностью диссоциирует. Таким образом, между понятием «сильный электролит» и «сильная кислота» (основание) существует прямая связь.

Задача. Какой гидроксид является более сильным основанием:

• а) Ве(ОН)₂ или Ва(ОН)₂;
• б) NaOH или Аl(ОН)₃?

Ответ поясните.

Решение:

• a) Be и Ва находятся во второй группе, главной подгруппе. Но радиус атома Ва гораздо больше, чем у Be, поэтому связь бария с гидрокси-группой слабее, чем у бериллия. Следовательно Ва(ОН)₂ легче диссоциирует, является более сильным основанием, чем Ве(ОН)₂.
• б) Na и Аl находятся в третьем периоде, поэтому радиус атома не влияет на силу гидроксид ов. В этом случае играет роль величина заряда натрия и алюминия в гидрокси-де. Чем больше заряд частицы, тем прочнее она удерживает гидрокси-группу, тем труднее диссоциирует. Заряд натрия + 1, алюминия +3, поэтому NaOH легче диссоциирует, чем А1(ОН)₃, и является более сильным основанием.

Задача. Проведите уравнения реакций между растворами приведенных веществ (электролитов) и установите общий признак, по которому можно судить о том, что реакции прошли до конца. Напишите сокращенные ионные уравнения.

Решение. Все реакции обмена происходят, так как соблюдены все условия:

а) растворимая соль реагирует со щелочью:

CuSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂;

Cu²⁺ + 20H^- = Cu(OH);

б) две соли реагируют между собой, если они обе растворимы: ш '•

BaCl₂ + Na₂S0₄ = BaSO₄ + 2NaCl;

Ва²⁺ + S0₄^2- = BaSO₄;

в) кислота реагирует с солью менее сильной и более летучей кислоты. Это общее правило. В данном случае H₂S -слабая кислота, a Pb(N0₃₂)₂ - соль сильной кислоты. Но, несмотря на это, реакция между ними происходит, так как PbS — не растворяется ни в воде, ни в кислоте:

H₂S + Pb(N0₃)₂ = PbS + 2HNO₃.

Так как H₂S — слабый электролит, то ее пишут в молекулярном виде:

H₂S + Рb²⁺ = PbS + 2Н⁺

г) Na₂CO₃ и СаСl₂ растворимы в воде, поэтому реагируют:

Na₂C0₃₂ + СаСl₂ = 2NaCl + CaCO₃;

Са²⁺ + С0₃^2- = CaCO₃.

Общий признак, по которому судят о том, что реакции прошли — выпадение осадков Cu(OH)₂, BaS0₄, PbS, CaC0₃.

Задача. Проведите реакции между следующими веществами:

• СиО и H₂S0₄;
• СаС0₃ и НСl;
• Си(ОН)₂
• и HN0₃.

По какому признаку можно судить, что эти реакции осуществились. Поясните сущность реакций соответствующими уравнениями в молекулярной и сокращенной ионной форме. Сделайте вывод о том, чем различается запись ионных уравнений:

• а) между веществами, растворимыми в воде;
• б) между веществами, v одно из которых в воде нерастворимо?

Решение. Все реакции осуществимы. СиО, СаС0₃, Си(ОН)₂ не растворимы в воде, но растворимы в сильных кислотах:

а) CuO + H₂SO₄ = CuS0₄ + Н₂0;

СиО + 2Н⁺ = Си²⁺ + Н₂0.

Черный оксид меди растворяется и образуется голубой раствор CuSO₄ окраска которого обусловлена ионами Си²⁺.

б) СаС0₃ + 2НСl = СаСl₂ + Н₂0 + С0₂;

СаС0₃ + 2Н⁺ = Са²⁺ + Н₂0 + С0₂.

Белое твердое вещество СаС0₃ растворяется в кислоте; выделяется газ С0₂.

Голубой осадок Си(ОН)₂ растворяется в кислоте; раствор становится голубым из-за присутствия в растворе катионов Си²⁺.

Вывод. Если реагируют вещества, растворимые в воде, то их пишут в ионном виде; если одно из реагирующих веществ нерастворимо в воде, то его пишут в молекулярном виде. Задача. На каждое ионное уравнение приведите по два примера молекулярных уравнений реакций:

• a) Mg²⁺ + 2OH^- --> Mg(OH)₂;
• б) 2Н⁺ + S^2- --> H₂S.

Решение.

а) Необходимо взять хорошо диссоциирующие и хорошо растворимые вещества, например, соль MgCl₂, которая при диссоциации в растворе дает ионы

В результате обменной реакции между солью и щелочью выпадает осадок Mg(OH)₂:

MgCl₂ + 2NaOH = Mg(OH)₂ + 2NaCl

или:

Mg(N0₃)₂ + Ca(OH)₂ = Mg(OH)₂ + Ca(N0₃)₂

б) Необходимо взять сильную и растворимую кислоту, например, НСl, которая при диссоциации в растворе дает катионы и хорошо растворимую соль сероводородной кислоты. В результате обменной реакции образуется малодиссоциирующая летучая кислота H₂S:

2НСl + Na₂S = H₂S + 2NaCl

или:

H₂S0₄₂ + K₂S = H₂S + K₂SO₄₂.

Задача. Из перечисленных ниже веществ выделить:

• а) электролиты сильные;
• б) электролиты слабые (и средней силы);
• в) неэлектролиты.

Гидроксид натрия, хлорид натрия, гидроксид аммония, глюкоза, соляная кислота, уксусная кислота, бензол (С6Н6), вода, ацетат аммония, сахароза (C₁₂H₂O₁₁), сульфат цинка, этанол (С₂Н₃ОН), алюминат калия, сероводородная кислота, гидрокарбонат кальция, азотная кислота.

Напишите формулы веществ и уравнения диссоциации электролитов.

Решение.

• а) NaOH, NaCl, HC1, NH₄CH₃COO, ZnS0₄, KAl0₂, Ca(HC0₃)₂, HN0₃ - сильные электролиты;
• б) NH₄OH, CH₃COOH, H,0, H₂S — слабые электролиты;
• в) глюкоза С₆Н₁₂О₆, бензол С₆Н₆, сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁, этанол С₂Н₅ОН — неэлектролиты.