Избыток кислоты после нейтрализации
В модели 0,4 моль HCl. Меняй количество NaOH и наблюдай, какой реагент остаётся и сколько соли образуется.
Учебный баланс сильной кислоты и щёлочи без побочных реакций.
Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.
Молекула HCl и раствор кислоты
Хлороводород HCl — молекулярное вещество, при обычных условиях газ. Связь H—Cl полярна: электронная плотность смещена к хлору. В воде HCl практически полностью превращается в гидратированные ионы водорода и хлорид-ионы.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| HCl в газовой фазе | Молекулы | Хлороводород |
| HCl в воде | H₃O⁺ и Cl⁻ | Соляная кислота |
| Связь H—Cl | Полярная ковалентная | Частичные заряды в молекуле |
Соляная кислота — водный раствор хлороводорода. Называть сухой газ «раствором кислоты» неверно. Хлороводород хорошо растворяется в воде, поэтому его не собирают вытеснением воды, как малорастворимые газы.
Хлороводород и соляная кислота различаются состоянием и частицами. Кислотные свойства водного раствора связаны с H⁺.
Кислота и основной оксид
Реакция CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O связывает оксид, кислоту, соль и воду. Чёрный CuO расходуется, потому что превращается в другое соединение меди. Это химический процесс, а не простое растворение без изменения состава.
- Продукты
- CuCl₂ + H₂O
- Атомы с каждой стороны
- Cu: 1; O: 1; H: 2; Cl: 2
Количество HCl определяется составом соли и воды. Один Cu требует CuCl₂, значит нужны два Cl, а два H образуют одну H₂O с кислородом оксида. Такой разбор помогает получить коэффициенты без угадывания.
Кислоты реагируют с основными оксидами с образованием соли и воды. Коэффициенты обеспечивают сохранение каждого вида атомов.
Модель молекулы водорода H₂
Простое вещество водород состоит из двухатомных молекул H₂.
Hoa112008 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Шкала универсального индикатора
Шкала универсального индикатора связывает цвет с диапазоном кислотности; у разных составов шкалы могут различаться.
A.Spielhoff · Wikimedia Commons · CC0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Ион серебра выявляет хлорид
При взаимодействии Ag⁺ с Cl⁻ образуется белый осадок AgCl. Уравнение Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓ показывает частицы, отвечающие за наблюдаемый результат. Ионы Na⁺ и NO₃⁻ в опыте с NaCl и AgNO₃ остаются в растворе.
Ион Ag⁺ помогает различать галогенид-ионы
ДОБАВЛЯЕМ Ag⁺
AgF растворим. Нельзя заменять проверку конкретной соли правилом «все галогениды серебра выпадают».
Качественный признак используют в определённых условиях и с учётом помех. Другие анионы тоже могут давать малорастворимые соли серебра. Поэтому белый осадок без сведений о реагентах и исходном составе нельзя считать универсальным доказательством наличия Cl⁻.
Подробности: понятия и примеры
- Молекулярно
- AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃
- Сокращённо
- Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓
- Наблюдение
- Белый осадок при известных условиях
Хлорид-ионы обнаруживают реакцией с ионами серебра. Аналитический вывод требует учёта условий и возможных помех.
От соли к осадку: количественная связь
В реакции образования AgCl один моль хлорид-ионов соответствует одному молю осадка, если Ag⁺ в избытке. Для 0,10 моль Cl⁻ получится 0,10 моль AgCl. При M(AgCl) ≈ 143,5 г/моль масса осадка составит 14,35 г.
- CaCl₂
0,10 моль соли
- Диссоциация
0,20 моль Cl⁻
- Осаждение избытком Ag⁺
0,20 моль AgCl
- Масса
0,20 · 143,5 = 28,7 г
Нужно считать количество Cl⁻, а не просто соли. В 0,10 моль CaCl₂ находятся 0,20 моль хлорид-ионов, поэтому возможно получить вдвое больше AgCl. Такой расчёт связывает качественный признак с количественным составом. Галогеноводороды HF, HCl, HBr, HI различаются силой кислот в воде: HF слабая, остальные в школьном рассмотрении сильные. Для обнаружения Cl⁻, Br⁻, I⁻ используют Ag⁺: AgCl белый, AgBr бледно-жёлтый, AgI жёлтый. AgF растворим, поэтому универсальное утверждение «все галогениды серебра выпадают» ошибочно. В 0,010 моль Cl⁻ при достаточном Ag⁺ получится 0,010 моль AgCl, около 1,435 г.
Количество осадка связано с количеством определяемых ионов. Индексы соли обязательно учитывают при переходе к ионам.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 11 класс», § 31. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 11 класс. Химия — § 31. Соединения галогенов.pdf. Указаны условия реакций, единицы величин и границы применимости моделей. Числовые примеры решены по шагам.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
OpenStax: Chemistry 2e