Сильный и слабый электролиты
Переключай вещества. Схема различает ионы и молекулярные частицы; цвет индикатора отражает среду.
Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.
Кислоты дают гидратированные ионы водорода
В водном растворе кислоты образуются ионы водорода, связанные с молекулами воды. Запись H⁺ удобна в школьных уравнениях; более явно взаимодействие HCl с водой можно записать HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻.
Многоосновная кислота может отдавать протоны ступенчато. Для угольной кислоты сначала появляется HCO₃⁻, затем CO₃²⁻; обе стадии обратимы и идут в разной степени. Наличие нескольких H в формуле не означает их одновременного полного отделения.
Одноосновная кислота
HCl → H⁺ + Cl⁻
Первая ступень
H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻
Вторая ступень
HCO₃⁻ ⇌ H⁺ + CO₃²⁻
Кислоты в воде образуют гидратированные ионы водорода. Многоосновные слабые кислоты диссоциируют по ступеням.
Основания и соли: сохраняем группы
Растворимые основания образуют катионы металла и гидроксид-ионы OH⁻. В записи Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH⁻ группа OH остаётся целой. Разбивать её на O²⁻ и H⁺ при описании диссоциации основания неверно.
Соли образуют катионы и анионы кислотного остатка: Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄²⁻. Ион SO₄²⁻ тоже не распадается в этой записи на отдельные атомы. Катионом соли может быть не только ион металла, но и NH₄⁺, который изучается в разделе об аммонии.
| Вещество | Катионы | Анионы |
|---|---|---|
| NaOH | Na⁺ | OH⁻ |
| Ba(OH)₂ | Ba²⁺ | 2OH⁻ |
| Na₂SO₄ | 2Na⁺ | SO₄²⁻ |
| NH₄Cl | NH₄⁺ | Cl⁻ |
При диссоциации сохраняют состав сложных ионов. Коэффициенты обеспечивают и баланс атомов, и баланс заряда.
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
Окраска фенолфталеина в щелочной среде
Фенолфталеин делает щелочную среду заметной благодаря малиновой окраске.
Andyman1125 · Wikimedia Commons · CC BY-SA 3.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Сила электролита не равна концентрации
Сильный электролит в достаточно разбавленном растворе диссоциирует практически полностью. Слабый — лишь частично, и в растворе одновременно присутствуют ионы и недиссоциированные частицы. Обратимая стрелка подчёркивает равновесие.
HCl, HNO₃ и щёлочи относятся к сильным электролитам, H₂CO₃ и H₂S — к слабым. Концентрация сообщает количество вещества в растворе, а сила — характер его диссоциации. Поэтому разбавленный раствор сильной кислоты не становится раствором слабой кислоты.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| Сильный электролит | Преимущественно ионы | HCl, NaOH, растворимые соли |
| Слабый электролит | Ионы и молекулярные частицы | H₂CO₃, H₂S |
| Концентрация | Содержание вещества | Отдельная характеристика |
Сила электролита характеризует диссоциацию, а не количество вещества. Растворимость также не является мерой силы электролита.
Среда зависит от соотношения ионов
В воде присутствуют и H⁺, и OH⁻, но их количества зависят от состава раствора. При избытке H⁺ относительно OH⁻ среда кислая; при обратном соотношении — щелочная. В нейтральной среде их концентрации равны.
Индикатор отвечает на среду, а не определяет название вещества. Лакмус краснеет в кислой среде и синеет в щелочной; фенолфталеин в кислой и нейтральной средах бесцветен. Следовательно, бесцветность фенолфталеина сама по себе не доказывает нейтральность.
Кислота в воде
Увеличивается содержание H⁺
Щёлочь в воде
Увеличивается содержание OH⁻
Ответ индикатора
Цвет связан с кислотностью
Вывод
Определяем среду, а не полную формулу
Индикаторы помогают различать среды растворов. Один цвет не определяет точный состав смеси.
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, 9 класс», § 8. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 08. Электролитическая диссоциация кислот.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах