Elektrolit lemah

Elektrolit lemah- zat yang sebagian terdisosiasi menjadi ion. Solusi elektrolit lemah Seiring dengan ion, mereka mengandung molekul yang tidak terdisosiasi. Elektrolit lemah tidak dapat menghasilkan ion dengan konsentrasi tinggi dalam larutan. Elektrolit lemah meliputi:

1) hampir semua asam organik (CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH, dll.);

2) beberapa asam anorganik(H 2 CO 3, H 2 S, dst.);

3) hampir semua garam, basa dan amonium hidroksida Ca 3 (PO 4) 2 yang sedikit larut dalam air; Cu(OH) 2 ; Al(OH)3 ; NH4OH;

Mereka menghantarkan listrik dengan buruk (atau hampir tidak menghantarkan listrik sama sekali).

Konsentrasi ion dalam larutan elektrolit lemah dicirikan secara kualitatif oleh derajat dan konstanta disosiasi.

Derajat disosiasi dinyatakan dalam pecahan satuan atau persentase (a = 0,3 adalah batas konvensional pembagian menjadi elektrolit kuat dan lemah).

Derajat disosiasi bergantung pada konsentrasi larutan elektrolit lemah. Bila diencerkan dengan air, derajat disosiasi selalu meningkat, karena jumlah molekul pelarut (H 2 O) per molekul zat terlarut meningkat. Menurut prinsip Le Chatelier, kesetimbangan disosiasi elektrolitik dalam hal ini harus bergeser ke arah pembentukan produk, yaitu ke arah pembentukan produk. ion terhidrasi.

Derajat disosiasi elektrolitik bergantung pada suhu larutan. Biasanya, dengan meningkatnya suhu, derajat disosiasi meningkat, karena ikatan dalam molekul diaktifkan, mereka menjadi lebih mobile dan lebih mudah terionisasi. Konsentrasi ion dalam larutan elektrolit lemah dapat dihitung dengan mengetahui derajat disosiasi A dan konsentrasi awal zat tersebut C dalam larutan.

HAn = H + + An - .

Konstanta kesetimbangan K p reaksi ini adalah konstanta disosiasi K d:

K d = . / . (10.11)

Jika kita menyatakan konsentrasi kesetimbangan dalam konsentrasi elektrolit lemah C dan derajat disosiasinya , kita memperoleh:

Kd = C.α. S.α/S. (1-α) = C. α 2 /1-α. (10.12)

Hubungan ini disebut hukum pengenceran Ostwald. Untuk elektrolit yang sangat lemah pada α<<1 это уравнение упрощается:

K d = C. α 2. (10.13)

Hal ini memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa dengan pengenceran tak terbatas, derajat disosiasi α cenderung satu.

Kesetimbangan protolitik dalam air:

Pada suhu konstan dalam larutan encer, konsentrasi air dalam air adalah konstan dan sama dengan 55,5, ( )

, (10.15)

dimana K in adalah produk ionik air.

Maka =10 -7. Dalam prakteknya, karena kemudahan pengukuran dan pencatatan, nilai yang digunakan adalah indeks hidrogen, (kriteria) kekuatan suatu asam atau basa. Demikian pula .

Dari persamaan (11.15): . Pada pH=7 – reaksi larutan bersifat netral, pada pH<7 – кислая, а при pH>7 – basa.

Dalam kondisi normal (0°C):

, Kemudian

Gambar 10.4 - pH berbagai zat dan sistem

10.7 Larutan elektrolit kuat

Elektrolit kuat adalah zat yang bila dilarutkan dalam air, hampir seluruhnya terurai menjadi ion. Biasanya, elektrolit kuat mencakup zat dengan ikatan ionik atau sangat polar: semua garam yang sangat larut, asam kuat (HCl, HBr, HI, HClO 4, H 2 SO 4, HNO 3) dan basa kuat (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH) 2, Sr(OH) 2, Ca(OH) 2).

Dalam larutan elektrolit kuat, zat terlarut ditemukan terutama dalam bentuk ion (kation dan anion); praktis tidak ada molekul yang tidak terdisosiasi.

Perbedaan mendasar antara elektrolit kuat dan elektrolit lemah adalah kesetimbangan disosiasi elektrolit kuat bergeser seluruhnya ke kanan:

H 2 JADI 4 = H + + HSO 4 - ,

dan oleh karena itu konstanta kesetimbangan (disosiasi) ternyata merupakan besaran yang tidak pasti. Penurunan konduktivitas listrik dengan meningkatnya konsentrasi elektrolit kuat disebabkan oleh interaksi elektrostatik ion.

Ilmuwan Belanda Petrus Josephus Wilhelmus Debye dan ilmuwan Jerman Erich Hückel, setelah mengajukan model yang menjadi dasar teori elektrolit kuat, mendalilkan:

1) elektrolit terdisosiasi sempurna, tetapi dalam larutan yang relatif encer (C M = 0,01 mol. l -1);

2) setiap ion dikelilingi oleh kulit ion yang berlawanan tanda. Pada gilirannya, masing-masing ion ini terlarut. Lingkungan ini disebut atmosfer ionik. Selama interaksi elektrolitik ion-ion yang bertanda berlawanan, pengaruh atmosfer ionik harus diperhitungkan. Ketika kation bergerak dalam medan elektrostatis, atmosfer ionik berubah bentuk; itu menebal di depannya dan menipis di belakangnya. Asimetri atmosfer ionik ini mempunyai efek yang lebih menghambat pergerakan kation, semakin tinggi konsentrasi elektrolit dan semakin besar muatan ionnya. Dalam sistem ini konsep konsentrasi menjadi ambigu dan harus digantikan dengan aktivitas. Untuk elektrolit biner bermuatan tunggal KatAn = Kat + + An - aktivitas kation (a +) dan anion (a -) masing-masing sama

a + = γ + . C + , a - = γ - . C - , (10.16)

di mana C+ dan C masing-masing adalah konsentrasi analitik kation dan anion;

γ + dan γ - adalah koefisien aktivitasnya.

(10.17)

Tidak mungkin menentukan aktivitas setiap ion secara terpisah, oleh karena itu, untuk elektrolit bermuatan tunggal, nilai rata-rata geometrik aktivitas digunakan.

dan koefisien aktivitas.

Disosiasi elektrolit secara kuantitatif ditandai dengan derajat disosiasi. Derajat disosiasi a–ini adalah perbandingan jumlah molekul yang terdisosiasi menjadi ion N diss.,dengan jumlah total molekul elektrolit terlarut N :

A =

A– fraksi molekul elektrolit yang terpecah menjadi ion.

Derajat disosiasi elektrolit bergantung pada banyak faktor: sifat elektrolit, sifat pelarut, konsentrasi larutan, dan suhu.

Berdasarkan kemampuannya berdisosiasi, elektrolit secara kondisional dibagi menjadi kuat dan lemah. Elektrolit yang ada dalam larutan hanya dalam bentuk ion biasa disebut kuat . Elektrolit yang dalam keadaan terlarut sebagian berbentuk molekul dan sebagian lagi berbentuk ion disebut lemah .

Elektrolit kuat mencakup hampir semua garam, beberapa asam: H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HI, HClO 4, hidroksida logam alkali dan alkali tanah (lihat lampiran, tabel 6).

Proses disosiasi elektrolit kuat berlanjut hingga selesai:

HNO 3 = H + + NO 3 - , NaOH = Na + + OH - ,

dan tanda sama dengan ditempatkan dalam persamaan disosiasi.

Sehubungan dengan elektrolit kuat, konsep “derajat disosiasi” bersifat kondisional. " Derajat disosiasi yang nyata (a masing-masing) di bawah yang sebenarnya (lihat lampiran, tabel 6). Dengan meningkatnya konsentrasi elektrolit kuat dalam suatu larutan, interaksi ion-ion yang bermuatan berlawanan meningkat. Ketika cukup dekat satu sama lain, mereka membentuk asosiasi. Ion-ion di dalamnya dipisahkan oleh lapisan molekul air polar yang mengelilingi setiap ion. Hal ini mempengaruhi penurunan daya hantar listrik larutan, yaitu. efek disosiasi yang tidak lengkap tercipta.

Untuk memperhitungkan efek ini, koefisien aktivitas g diperkenalkan, yang menurun dengan meningkatnya konsentrasi larutan, bervariasi dari 0 hingga 1. Untuk menggambarkan secara kuantitatif sifat-sifat larutan elektrolit kuat, besaran yang disebut aktivitas (A).

Aktivitas suatu ion dipahami sebagai konsentrasi efektifnya, yang dengannya ia bekerja dalam reaksi kimia.

aktivitas ion ( A) sama dengan konsentrasi molarnya ( DENGAN), dikalikan dengan koefisien aktivitas (g):

A = G DENGAN.

Menggunakan aktivitas alih-alih konsentrasi memungkinkan seseorang menerapkan hukum yang ditetapkan untuk solusi ideal pada solusi.

Elektrolit lemah meliputi beberapa asam mineral (HNO 2, H 2 SO 3, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, H 3 PO 4) dan sebagian besar asam organik (CH 3 COOH, H 2 C 2 O 4, dll.) , amonium hidroksida NH 4 OH dan semua basa yang sedikit larut dalam air, amina organik.

Disosiasi elektrolit lemah bersifat reversibel. Dalam larutan elektrolit lemah, keseimbangan terbentuk antara ion dan molekul yang tidak terdisosiasi. Dalam persamaan disosiasi yang sesuai, tanda reversibilitas (“”) ditempatkan. Misalnya persamaan disosiasi asam asetat lemah ditulis sebagai berikut:

CH 3 COOH « CH 3 COO - + H + .

Dalam larutan elektrolit biner lemah ( CA) kesetimbangan berikut terbentuk, yang dicirikan oleh konstanta kesetimbangan yang disebut konstanta disosiasi KE D:

KA « K++ A - ,

Jika 1 liter larutan dilarutkan DENGAN mol elektrolit CA dan derajat disosiasinya adalah a yang artinya terdisosiasi aС mol elektrolit dan setiap ion terbentuk aС tahi lalat. Tetap dalam keadaan tidak terdisosiasi ( DENGAN – aС) tahi lalat CA.

KA « K++ A - .

C – aС aС aС

Maka konstanta disosiasi akan sama dengan:

Karena konstanta disosiasi tidak bergantung pada konsentrasi, hubungan turunannya menyatakan ketergantungan derajat disosiasi elektrolit biner lemah pada konsentrasinya. Dari persamaan (6.1) jelas bahwa penurunan konsentrasi elektrolit lemah dalam suatu larutan menyebabkan peningkatan derajat disosiasinya. Persamaan (6.1) menyatakan hukum pengenceran Ostwald .

Untuk elektrolit yang sangat lemah (pada A<<1), уравнение Оствальда можно записать следующим образом:

KE D sebuah 2C, atau A" (6.2)

Konstanta disosiasi setiap elektrolit adalah konstan pada suhu tertentu, tidak bergantung pada konsentrasi larutan dan mencirikan kemampuan elektrolit untuk terurai menjadi ion. Semakin tinggi Kd, semakin banyak elektrolit yang terdisosiasi menjadi ion. Konstanta disosiasi elektrolit lemah ditabulasikan (lihat lampiran, tabel 3).

Garam, sifat-sifatnya, hidrolisis

Siswa kelas 8 B sekolah no 182

Petrova Polina

Guru kimia:

Harina Ekaterina Alekseevna

MOSKOW 2009

Dalam kehidupan sehari-hari, kita terbiasa hanya berurusan dengan satu garam – garam meja, yaitu garam meja. natrium klorida NaCl. Namun, dalam kimia, seluruh golongan senyawa disebut garam. Garam dapat dianggap sebagai produk penggantian hidrogen dalam asam dengan logam. Garam meja, misalnya, dapat diperoleh dari asam klorida melalui reaksi substitusi:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2.

garam asam

Jika Anda menggunakan aluminium sebagai pengganti natrium, garam lain akan terbentuk - aluminium klorida:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

garam- Ini adalah zat kompleks yang terdiri dari atom logam dan residu asam. Mereka adalah produk penggantian sebagian atau seluruh hidrogen dalam asam dengan logam atau gugus hidroksil dalam basa dengan residu asam. Misalnya, jika dalam asam sulfat H 2 SO 4 kita mengganti satu atom hidrogen dengan kalium, kita mendapatkan garam KHSO 4, dan jika dua - K 2 SO 4.

Ada beberapa jenis garam.

Jenis garam	Definisi	Contoh garam
Rata-rata	Produk penggantian lengkap hidrogen asam dengan logam. Mereka tidak mengandung atom H atau gugus OH.	Na 2 SO 4 natrium sulfat CuCl 2 tembaga (II) klorida Ca 3 (PO 4) 2 kalsium fosfat Na 2 CO 3 natrium karbonat (soda abu)
Kecut	Produk penggantian hidrogen asam yang tidak lengkap dengan logam. Mengandung atom hidrogen. (Mereka hanya dibentuk oleh asam polibasa)	CaHPO 4 kalsium hidrogen fosfat Ca(H 2 PO 4) 2 kalsium dihidrogen fosfat NaHCO 3 natrium bikarbonat (soda kue)
Dasar	Produk penggantian tidak lengkap gugus hidroksil suatu basa dengan residu asam. Termasuk gugus OH. (Hanya terbentuk oleh basa poliasam)	Cu(OH)Cl tembaga (II) hidroksiklorida Ca 5 (PO 4) 3 (OH) kalsium hidroksifosfat (CuOH) 2 CO 3 tembaga (II) hidroksikarbonat (malakit)
Campuran	Garam dari dua asam	Ca(OCl)Cl – pemutih
Dobel	Garam dari dua logam	K 2 NaPO 4 – dikalium natrium ortofosfat
Kristal hidrat	Mengandung air kristalisasi. Saat dipanaskan, mereka mengalami dehidrasi - mereka kehilangan air, berubah menjadi garam anhidrat.	CuSO4. 5H 2 O – tembaga pentahidrat(II) sulfat (tembaga sulfat) Na 2 CO 3. 10H 2 O – natrium karbonat dekahidrat (soda)

Metode untuk memperoleh garam.

1. Garam dapat diperoleh dengan bekerja dengan asam pada logam, oksida basa dan basa:

Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2

seng klorida

3H 2 SO 4 + Fe 2 O 3 Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

besi(III) sulfat

3HNO 3 + Cr(OH) 3 Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O

kromium(III) nitrat

2. Garam dibentuk oleh reaksi oksida asam dengan basa, serta oksida asam dengan oksida basa:

N 2 O 5 + Ca(OH) 2 Ca(NO 3) 2 + H 2 O

kalsium nitrat

SiO2 + CaO CaSiO3

kalsium silikat

3. Garam dapat diperoleh dengan mereaksikan garam dengan asam, basa, logam, oksida asam yang tidak mudah menguap dan garam lainnya. Reaksi tersebut terjadi dalam kondisi pelepasan gas, pengendapan endapan, pelepasan oksida dari asam lemah, atau pelepasan oksida yang mudah menguap.

Ca 3 (PO4) 2 + 3H 2 SO 4 3CaSO 4 + 2H 3 PO 4

kalsium ortofosfat kalsium sulfat

Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH 2Fe(OH) 3 + 3Na 2 SO 4

besi (III) sulfat natrium sulfat

CuSO 4 + Fe FeSO 4 + Cu

tembaga (II) besi sulfat (II) sulfat

CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2

kalsium karbonat kalsium silikat

Al 2 (SO 4) 3 + 3BaCl 2 3BaSO 4 + 2AlCl 3

sulfat klorida sulfat klorida

aluminium barium barium aluminium

4. Garam asam bebas oksigen terbentuk melalui interaksi logam dengan nonlogam:

2Fe + 3Cl 2 2FeCl 3

besi(III) klorida

Properti fisik.

Garam merupakan zat padat dengan berbagai warna. Kelarutannya dalam air bervariasi. Semua garam asam nitrat dan asam asetat, serta garam natrium dan kalium, larut. Kelarutan garam lain dalam air dapat dilihat pada tabel kelarutan.

Sifat kimia.

1) Garam bereaksi dengan logam.

Karena reaksi ini terjadi dalam larutan air, Li, Na, K, Ca, Ba dan logam aktif lainnya yang bereaksi dengan air dalam kondisi normal tidak dapat digunakan untuk eksperimen, atau reaksi tidak dapat dilakukan dalam lelehan.

CuSO 4 + Zn ZnSO 4 + Cu

Pb(NO 3) 2 + Zn Zn(NO 3) 2 + Pb

2) Garam bereaksi dengan asam. Reaksi-reaksi ini terjadi ketika asam yang lebih kuat menggantikan asam yang lebih lemah, sehingga melepaskan gas atau mengendap.

Saat melakukan reaksi ini, mereka biasanya mengambil garam kering dan bertindak dengan asam pekat.

BaCl 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 + 2HCl

Na 2 SiO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2 SiO 3

3) Garam bereaksi dengan basa dalam larutan air.

Ini adalah metode untuk memperoleh basa dan basa yang tidak larut.

FeCl 3 (p-p) + 3NaOH(p-p) Fe(OH) 3 + 3NaCl

CuSO 4 (p-p) + 2NaOH (p-p) Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2

Na 2 JADI 4 + Ba(OH) 2 BaSO 4 + 2NaOH

4) Garam bereaksi dengan garam.

Reaksi berlangsung dalam larutan dan digunakan untuk memperoleh garam yang praktis tidak larut.

AgNO 3 + KBr AgBr + KNO 3

CaCl 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaCl

5) Beberapa garam terurai saat dipanaskan.

Contoh khas dari reaksi tersebut adalah pembakaran batu kapur, yang komponen utamanya adalah kalsium karbonat:

CaCO 3 CaO + CO2 kalsium karbonat

1. Beberapa garam mampu mengkristal membentuk kristal hidrat.

Tembaga (II) sulfat CuSO 4 adalah zat kristal putih. Ketika dilarutkan dalam air, ia memanas dan terbentuk larutan berwarna biru. Pelepasan panas dan perubahan warna merupakan tanda terjadinya reaksi kimia. Ketika larutan diuapkan, kristal hidrat CuSO 4 dilepaskan. 5H 2 O (tembaga sulfat). Terbentuknya zat ini menunjukkan bahwa tembaga (II) sulfat bereaksi dengan air:

CuSO 4 + 5H 2 O CuSO 4 . 5H 2 O + Q

putih biru-biru

Penggunaan garam.

Sebagian besar garam banyak digunakan dalam industri dan kehidupan sehari-hari. Misalnya, natrium klorida NaCl, atau garam meja, sangat diperlukan dalam memasak. Dalam industri, natrium klorida digunakan untuk menghasilkan natrium hidroksida, soda NaHCO 3, klorin, natrium. Garam asam nitrat dan ortofosfat sebagian besar merupakan pupuk mineral. Misalnya kalium nitrat KNO 3 adalah kalium nitrat. Itu juga merupakan bagian dari bubuk mesiu dan campuran kembang api lainnya. Garam digunakan untuk memperoleh logam, asam, dan produksi kaca. Banyak produk perlindungan tanaman dari penyakit, hama, dan beberapa bahan obat juga termasuk dalam golongan garam. Kalium permanganat KMnO 4 sering disebut kalium permanganat. Batu kapur dan gipsum – CaSO 4 – digunakan sebagai bahan bangunan. 2H 2 O, yang juga digunakan dalam pengobatan.

Solusi dan kelarutan.

Seperti disebutkan sebelumnya, kelarutan merupakan sifat penting dari garam. Kelarutan adalah kemampuan suatu zat untuk membentuk dengan zat lain suatu sistem komposisi variabel yang homogen dan stabil, yang terdiri dari dua atau lebih komponen.

Solusi- Ini adalah sistem homogen yang terdiri dari molekul pelarut dan partikel zat terlarut.

Jadi, misalnya larutan garam meja terdiri dari pelarut - air, zat terlarut - Na +, ion Cl -.

Ion(dari bahasa Yunani ión - going), partikel bermuatan listrik yang dibentuk oleh hilangnya atau perolehan elektron (atau partikel bermuatan lainnya) oleh atom atau kelompok atom. Konsep dan istilah "ion" diperkenalkan pada tahun 1834 oleh M. Faraday, yang, ketika mempelajari pengaruh arus listrik pada larutan asam, basa dan garam, mengemukakan bahwa konduktivitas listrik larutan tersebut disebabkan oleh pergerakan ion. . Faraday menyebut ion bermuatan positif yang bergerak dalam larutan menuju kutub negatif (katoda) kation, dan ion bermuatan negatif yang bergerak menuju kutub positif (anoda) disebut anion.

Berdasarkan derajat kelarutannya dalam air, zat dibedakan menjadi tiga kelompok:

1) Sangat larut;

2) Sedikit larut;

3) Praktis tidak larut.

Banyak garam yang sangat larut dalam air. Saat menentukan kelarutan garam lain dalam air, Anda harus menggunakan tabel kelarutan.

Diketahui bahwa beberapa zat, ketika dilarutkan atau dicairkan, dapat menghantarkan arus listrik, sementara zat lain tidak dapat menghantarkan arus dalam kondisi yang sama.

Zat yang terurai menjadi ion-ion dalam larutan atau meleleh sehingga dapat menghantarkan arus listrik disebut elektrolit.

Zat yang pada kondisi yang sama tidak terurai menjadi ion dan tidak menghantarkan arus listrik disebut non-elektrolit.

Elektrolit mencakup asam, basa, dan hampir semua garam. Elektrolit sendiri tidak menghantarkan listrik. Dalam larutan dan lelehan, mereka terurai menjadi ion, itulah sebabnya arus mengalir.

Penguraian elektrolit menjadi ion-ion bila dilarutkan dalam air disebut disosiasi elektrolitik. Isinya bermuara pada tiga ketentuan sebagai berikut:

1) Elektrolit, bila dilarutkan dalam air, terurai (berdisosiasi) menjadi ion - positif dan negatif.

2) Di bawah pengaruh arus listrik, ion memperoleh gerakan terarah: ion bermuatan positif bergerak menuju katoda dan disebut kation, dan ion bermuatan negatif bergerak menuju anoda dan disebut anion.

3) Disosiasi merupakan proses reversibel: bersamaan dengan penguraian molekul menjadi ion (disosiasi), terjadi proses penggabungan ion (asosiasi).

reversibilitas

Elektrolit kuat dan lemah.

Untuk mengkarakterisasi secara kuantitatif kemampuan elektrolit untuk terurai menjadi ion, konsep derajat disosiasi (α), t . E. Rasio jumlah molekul yang terurai menjadi ion dengan jumlah total molekul. Misalnya, α = 1 menunjukkan bahwa elektrolit telah terurai sempurna menjadi ion, dan α = 0,2 berarti hanya seperlima molekulnya yang terdisosiasi. Ketika larutan pekat diencerkan, serta ketika dipanaskan, konduktivitas listriknya meningkat, seiring dengan peningkatan derajat disosiasi.

Tergantung pada nilai α, elektrolit secara kondisional dibagi menjadi kuat (terdisosiasi hampir seluruhnya, (α 0,95)) kekuatan sedang (0,95

Elektrolit kuat banyak mengandung asam mineral (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, dll.), basa (NaOH, KOH, Ca(OH) 2, dll.), dan hampir semua garam. Yang lemah meliputi larutan beberapa asam mineral (H 2 S, H 2 SO 3, H 2 CO 3, HCN, HClO), banyak asam organik (misalnya, asam asetat CH 3 COOH), larutan amonia berair (NH 3 .2 O), air, beberapa garam merkuri (HgCl 2). Elektrolit dengan kekuatan sedang sering kali mengandung HF hidrofluorik, H 3 PO 4 ortofosfat, dan asam nitrat HNO 2.

Hidrolisis garam.

Istilah "hidrolisis" berasal dari kata Yunani hidor (air) dan lisis (penguraian). Hidrolisis biasanya dipahami sebagai reaksi pertukaran antara suatu zat dan air. Proses hidrolitik sangat umum terjadi di alam sekitar kita (baik hidup maupun tak hidup), dan juga banyak digunakan oleh manusia dalam produksi modern dan teknologi rumah tangga.

Hidrolisis garam merupakan reaksi interaksi antara ion-ion penyusun garam dan air yang mengakibatkan terbentuknya elektrolit lemah dan disertai dengan perubahan lingkungan larutan.

Tiga jenis garam mengalami hidrolisis:

a) garam yang dibentuk oleh basa lemah dan asam kuat (CuCl 2, NH 4 Cl, Fe 2 (SO 4) 3 - terjadi hidrolisis kation)

NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O +

NH 4 Cl + H 2 O NH 3 . H2O + HCl

Reaksi mediumnya bersifat asam.

b) garam yang dibentuk oleh basa kuat dan asam lemah (K 2 CO 3, Na 2 S - hidrolisis terjadi pada anion)

SiO 3 2- + 2H 2 O H 2 SiO 3 + 2OH -

K 2 SiO 3 +2H 2 O H 2 SiO 3 +2KOH

Reaksi mediumnya bersifat basa.

c) garam yang dibentuk oleh basa lemah dan asam lemah (NH 4) 2 CO 3, Fe 2 (CO 3) 3 - hidrolisis terjadi pada kation dan anion.

2NH 4 + + CO 3 2- + 2H 2 O 2NH 3. H2O + H2CO3

(NH 4) 2 CO 3 + H 2 O 2NH 3. H2O + H2CO3

Seringkali reaksi lingkungan bersifat netral.

d) garam yang dibentuk oleh basa kuat dan asam kuat (NaCl, Ba(NO 3) 2) tidak mengalami hidrolisis.

Dalam beberapa kasus, hidrolisis berlangsung secara ireversibel (seperti yang mereka katakan, hidrolisis berlangsung sampai akhir). Jadi, ketika larutan natrium karbonat dan tembaga sulfat dicampur, endapan biru dari garam basa terhidrasi mengendap, yang, ketika dipanaskan, kehilangan sebagian air kristalisasi dan memperoleh warna hijau - berubah menjadi tembaga karbonat basa anhidrat - perunggu:

2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O (CuOH) 2 CO 3 + 2Na 2 SO 4 + CO 2

Saat mencampurkan larutan natrium sulfida dan aluminium klorida, hidrolisis juga berlangsung hingga selesai:

2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl

Oleh karena itu, Al 2 S 3 tidak dapat diisolasi dari larutan air. Garam ini didapat dari zat sederhana.

Elektrolit adalah zat, paduan zat atau larutan yang mempunyai kemampuan menghantarkan arus galvanik secara elektrolitik. Elektrolit mana yang dimiliki suatu zat dapat ditentukan dengan menggunakan teori disosiasi elektrolitik.

instruksi

1. Inti dari teori ini adalah ketika dicairkan (dilarutkan dalam air), hampir semua elektrolit terurai menjadi ion-ion yang bermuatan positif dan negatif (yang disebut disosiasi elektrolitik). Di bawah pengaruh arus listrik, muatan negatif (anion, “-”) bergerak menuju anoda (+), dan muatan positif (kation, “+”) bergerak menuju katoda (-). Disosiasi elektrolitik adalah proses yang dapat dibalik (proses sebaliknya disebut “molarisasi”).

2. Derajat (a) disosiasi elektrolitik bergantung pada sifat elektrolit itu sendiri, pelarut, dan konsentrasinya. Ini adalah perbandingan jumlah molekul (n) yang terurai menjadi ion dengan jumlah total molekul yang dimasukkan ke dalam larutan (N). Anda mendapatkan: a = n / N

3. Jadi, elektrolit kuat adalah zat yang terurai sempurna menjadi ion ketika dilarutkan dalam air. Elektrolit kuat, seperti biasa, mencakup zat dengan ikatan polar atau ionik yang sangat tinggi: garam yang sangat larut, asam kuat (HCl, HI, HBr, HClO4, HNO3, H2SO4), serta basa kuat (KOH, NaOH, RbOH , Ba(OH)2, CsOH, Sr(OH)2, LiOH, Ca(OH)2). Pada elektrolit kuat, zat terlarut di dalamnya sebagian besar berbentuk ion (anion dan kation); Sebenarnya tidak ada molekul yang tidak terdisosiasi.

4. Elektrolit lemah adalah zat yang hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion. Elektrolit lemah, bersama dengan ion dalam larutan, mengandung molekul yang tidak terdisosiasi. Elektrolit lemah tidak menghasilkan konsentrasi ion yang kuat dalam larutan. Elektrolit lemah meliputi: - asam organik (hampir semua) (C2H5COOH, CH3COOH, dll.); - beberapa asam anorganik (H2S, H2CO3, dll.); - sebenarnya semua garam, sedikit larut dalam air, amonium hidroksida, serta semua basa (Ca3(PO4)2; Cu(OH)2; Al(OH)3; NH4OH); - air. Mereka sebenarnya tidak menghantarkan arus listrik, atau mereka melakukannya, tapi buruk.

Basa kuat adalah senyawa kimia anorganik yang dibentuk oleh gugus hidroksil -OH dan basa (unsur golongan I tabel periodik: Li, K, Na, RB, Cs) atau logam alkali tanah (unsur golongan II Ba, Ca ). Ditulis dalam bentuk rumus LiOH, KOH, NaOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)?, Ba(OH)?.

Anda akan perlu

cangkir penguapan
pembakar
indikator
batang logam
T?RO?

instruksi

1. Basa kuat menunjukkan sifat kimia yang khas dari semua hidroksida. Adanya basa dalam suatu larutan ditentukan oleh perubahan warna indikator. Tambahkan jingga metil, fenolftalein atau hilangkan kertas lakmus ke sampel dengan larutan uji. Metil jingga menghasilkan warna kuning, fenolftalein menghasilkan warna ungu, dan kertas lakmus berubah menjadi biru. Semakin kuat basanya, semakin jenuh warna indikatornya.

2. Jika Anda perlu mengetahui alkali mana yang diberikan kepada Anda, lakukan tinjauan yang baik terhadap solusinya. Basa kuat yang paling umum adalah litium, kalium, natrium, barium, dan kalsium hidroksida. Basa bereaksi dengan asam (reaksi netralisasi) membentuk garam dan air. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk mengisolasi Ca(OH)?, Ba(OH)? dan LiOH. Ketika berinteraksi dengan asam ortofosfat, endapan yang tidak larut terbentuk. Hidroksida yang tersisa tidak akan menghasilkan presipitasi, karena semua garam K dan Na dapat larut.3 Ca(OH) ? + 2 N?RO? –? Ca?(PO?)??+ 6 H?O3 Ba(OH) ? +2 N?RO? –? Ba?(PO?)??+ 6 H?O3 LiOH + H?PO? –? Li?PO?? + 3 H?О Saring dan keringkan. Tambahkan sedimen kering ke api pembakar. Dengan mengubah warna nyala api, ion litium, kalsium, dan barium dapat ditentukan secara akurat. Oleh karena itu, Anda akan menentukan hidroksida yang mana. Garam litium mewarnai nyala api pembakar dengan warna merah tua. Garam barium berwarna hijau, dan garam kalsium berwarna merah.

3. Alkali yang tersisa membentuk ortofosfat larut.3 NaOH + H?PO?–? Tidak? + 3 H?O3 KOH + H?PO?–? K?RO? + 3 jam?ОAir perlu diuapkan hingga menjadi residu kering. Tempatkan garam yang diuapkan pada batang logam satu per satu ke dalam api kompor. Jika garam natrium berada, nyala api akan berubah menjadi kuning jernih, dan kalium ortofosfat akan berubah menjadi merah muda-ungu. Jadi, dengan memiliki peralatan dan reagen terkecil, Anda telah mengidentifikasi semua basa kuat yang diberikan kepada Anda.

Elektrolit adalah suatu zat yang dalam keadaan padatnya bersifat dielektrik, yaitu tidak dapat menghantarkan arus listrik, tetapi bila dilarutkan atau dicairkan menjadi konduktor. Mengapa terjadi perubahan properti yang begitu tajam? Faktanya adalah bahwa molekul elektrolit dalam larutan atau lelehan terdisosiasi menjadi ion bermuatan positif dan bermuatan negatif, akibatnya zat-zat ini dalam keadaan agregasi mampu menghantarkan arus listrik. Banyak garam, asam, dan basa memiliki sifat elektrolitik.

instruksi

1. Apakah itu semuanya elektrolit mempunyai kekuatan yang sama, artinya keduanya merupakan penghantar arus yang sangat baik? Tidak, karena banyak zat dalam larutan atau lelehan hanya terdisosiasi dalam jumlah kecil. Akibatnya elektrolit dibagi menjadi kuat, kekuatan sedang dan lemah.

2. Zat apa yang termasuk elektrolit kuat? Zat-zat tersebut dalam larutan atau lelehan yang hampir 100% molekulnya mengalami disosiasi, berapapun konsentrasi larutannya. Daftar elektrolit kuat mencakup berbagai macam basa larut, garam dan beberapa asam, seperti klorida, bromida, iodida, nitrat, dll.

3. Apa bedanya dengan mereka? elektrolit kekuatan sedang? Fakta bahwa mereka berdisosiasi pada tingkat yang jauh lebih rendah (dari 3% hingga 30% molekul terurai menjadi ion). Perwakilan khas dari elektrolit tersebut adalah asam sulfat dan fosfat.

4. Bagaimana perilaku senyawa lemah dalam larutan atau lelehan? elektrolit? Pertama, mereka berdisosiasi pada tingkat yang sangat kecil (tidak lebih dari 3% dari total jumlah molekul), dan kedua, disosiasi mereka semakin kikuk dan lambat, semakin tinggi kejenuhan larutan. Elektrolit tersebut termasuk, katakanlah, amonia (amonium hidroksida), banyak asam organik dan anorganik (termasuk asam fluorida - HF) dan, tentu saja, air, yang kita semua kenal. Karena hanya sebagian kecil dari molekulnya yang terurai menjadi ion hidrogen dan ion hidroksil.

5. Ingatlah bahwa derajat disosiasi dan kekuatan elektrolit bergantung pada banyak faktor: sifat elektrolit itu sendiri, pelarut, dan suhu. Akibatnya, distribusi ini sendiri sampai batas tertentu bersifat sewenang-wenang. Dalam teh, zat yang sama, dalam kondisi berbeda, dapat menjadi elektrolit kuat dan lemah. Untuk menilai kekuatan elektrolit, nilai khusus diperkenalkan - konstanta disosiasi, ditentukan berdasarkan hukum aksi massa. Tapi ini hanya berlaku untuk elektrolit lemah; kuat elektrolit tidak mematuhi hukum aksi massa.

garam- ini adalah zat kimia yang terdiri dari kation, yaitu ion bermuatan positif, logam dan anion bermuatan negatif - residu asam. Ada banyak jenis garam: tipikal, asam, basa, ganda, campuran, terhidrasi, kompleks. Hal ini tergantung pada komposisi kation dan anionnya. Bagaimana cara menentukannya basis garam?

instruksi

1. Bayangkan Anda memiliki empat wadah identik berisi larutan pembakaran. Anda tahu bahwa ini adalah larutan litium karbonat, natrium karbonat, kalium karbonat, dan barium karbonat. Tugas Anda: menentukan garam apa yang terkandung di seluruh wadah.

2. Ingat sifat fisik dan kimia senyawa logam tersebut. Litium, natrium, kalium adalah logam alkali golongan pertama, sifat-sifatnya sangat mirip, aktivitas meningkat dari litium menjadi kalium. Barium merupakan logam alkali tanah golongan 2. Garam karbonatnya larut sempurna dalam air panas, tetapi sulit larut dalam air dingin. Berhenti! Ini adalah kesempatan pertama untuk segera menentukan wadah mana yang mengandung barium karbonat.

3. Dinginkan wadahnya, misalnya dengan memasukkannya ke dalam wadah berisi es. Tiga larutan akan tetap jernih, namun larutan keempat akan segera menjadi keruh dan endapan putih akan mulai terbentuk. Di sinilah garam barium ditemukan. Sisihkan wadah ini.

4. Anda dapat dengan cepat menentukan barium karbonat menggunakan metode lain. Sebagai alternatif, tuangkan sedikit larutan ke dalam wadah lain yang berisi larutan garam sulfat (misalnya, natrium sulfat). Hanya ion barium, yang berikatan dengan ion sulfat, langsung membentuk endapan putih pekat.

5. Ternyata Anda telah mengidentifikasi barium karbonat. Namun bagaimana cara membedakan ketiga garam logam alkali tersebut? Caranya cukup mudah, Anda memerlukan cangkir evaporasi porselen dan lampu alkohol.

6. Tuangkan sedikit seluruh larutan ke dalam cangkir porselen terpisah dan evaporasi air di atas api lampu spiritus. Kristal kecil terbentuk. Letakkan di dalam nyala lampu alkohol atau pembakar Bunsen - ditopang dengan pinset baja atau sendok porselen. Tugas Anda adalah memperhatikan warna “lidah” api yang menyala-nyala. Jika garam litium, warnanya akan menjadi merah jernih. Natrium akan mewarnai nyala api menjadi kuning pekat, dan kalium akan mewarnai nyala api ungu-ungu. Omong-omong, jika garam barium diuji dengan cara yang sama, warna nyala api seharusnya hijau.

Saran yang bermanfaat
Seorang ahli kimia terkenal di masa mudanya mengungkap nyonya rumah kos yang rakus dengan cara yang hampir sama. Dia menaburkan sisa piring yang setengah dimakan dengan litium klorida, suatu zat yang tentunya tidak berbahaya dalam jumlah kecil. Keesokan harinya, saat makan siang, sepotong daging dari piring yang disajikan di meja dibakar di depan spektroskop - dan penghuni kos melihat garis merah bening. Nyonya rumah sedang menyiapkan makanan dari sisa makanan kemarin.

Catatan!
Benar, air murni menghantarkan listrik dengan sangat buruk, ia masih memiliki konduktivitas listrik yang dapat diukur, dijelaskan oleh fakta bahwa air sedikit terdisosiasi menjadi ion hidroksida dan ion hidrogen.

Saran yang bermanfaat
Banyak elektrolit merupakan zat berbahaya, jadi saat menanganinya, berhati-hatilah dan ikuti peraturan keselamatan.

Elektrolit lemah- zat yang sebagian terdisosiasi menjadi ion. Larutan elektrolit lemah mengandung molekul yang tidak terdisosiasi bersama dengan ion. Elektrolit lemah tidak dapat menghasilkan ion dengan konsentrasi tinggi dalam larutan. Elektrolit lemah meliputi:

1) hampir semua asam organik (CH 3 COOH, C 2 H 5 COOH, dll.);

2) beberapa asam anorganik (H 2 CO 3, H 2 S, dll.);

3) hampir semua garam, basa dan amonium hidroksida Ca 3 (PO 4) 2 yang sedikit larut dalam air; Cu(OH) 2 ; Al(OH)3 ; NH4OH;

Mereka menghantarkan listrik dengan buruk (atau hampir tidak menghantarkan listrik sama sekali).

Konsentrasi ion dalam larutan elektrolit lemah dicirikan secara kualitatif oleh derajat dan konstanta disosiasi.

Derajat disosiasi dinyatakan dalam pecahan satuan atau persentase (a = 0,3 adalah batas konvensional pembagian menjadi elektrolit kuat dan lemah).

HAn = H + + An - .

Konstanta kesetimbangan K p reaksi ini adalah konstanta disosiasi K d:

K d = . / . (10.11)

Jika kita menyatakan konsentrasi kesetimbangan dalam konsentrasi elektrolit lemah C dan derajat disosiasinya , kita memperoleh:

Kd = C.α. S.α/S. (1-α) = C. α 2 /1-α. (10.12)

Hubungan ini disebut hukum pengenceran Ostwald. Untuk elektrolit yang sangat lemah pada α<<1 это уравнение упрощается:

K d = C. α 2. (10.13)

Hal ini memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa dengan pengenceran tak terbatas, derajat disosiasi α cenderung satu.

Kesetimbangan protolitik dalam air:

Pada suhu konstan dalam larutan encer, konsentrasi air dalam air adalah konstan dan sama dengan 55,5, ( )

, (10.15)

dimana K in adalah produk ionik air.

Maka =10 -7. Dalam prakteknya, karena kemudahan pengukuran dan pencatatan, nilai yang digunakan adalah indeks hidrogen, (kriteria) kekuatan suatu asam atau basa. Demikian pula .

Dari persamaan (11.15): . Pada pH=7 – reaksi larutan bersifat netral, pada pH<7 – кислая, а при pH>7 – basa.

Dalam kondisi normal (0°C):

, Kemudian

Gambar 10.4 - pH berbagai zat dan sistem

10.7 Larutan elektrolit kuat

Dalam larutan elektrolit kuat, zat terlarut ditemukan terutama dalam bentuk ion (kation dan anion); praktis tidak ada molekul yang tidak terdisosiasi.

Perbedaan mendasar antara elektrolit kuat dan elektrolit lemah adalah kesetimbangan disosiasi elektrolit kuat bergeser seluruhnya ke kanan:

H 2 JADI 4 = H + + HSO 4 - ,

Ilmuwan Belanda Petrus Josephus Wilhelmus Debye dan ilmuwan Jerman Erich Hückel, setelah mengajukan model yang menjadi dasar teori elektrolit kuat, mendalilkan:

1) elektrolit terdisosiasi sempurna, tetapi dalam larutan yang relatif encer (C M = 0,01 mol. l -1);

a + = γ + . C + , a - = γ - . C - , (10.16)

di mana C+ dan C masing-masing adalah konsentrasi analitik kation dan anion;

γ + dan γ - adalah koefisien aktivitasnya.

(10.17)

Tidak mungkin menentukan aktivitas setiap ion secara terpisah, oleh karena itu, untuk elektrolit bermuatan tunggal, nilai rata-rata geometrik aktivitas digunakan.

dan koefisien aktivitas:

Koefisien aktivitas Debye-Hückel setidaknya bergantung pada suhu, konstanta dielektrik pelarut (ε), dan kekuatan ion (I); yang terakhir berfungsi sebagai ukuran intensitas medan listrik yang diciptakan oleh ion-ion dalam larutan.

Untuk elektrolit tertentu, kekuatan ionik dinyatakan dengan persamaan Debye-Hückel:

Kekuatan ionik pada gilirannya sama dengan

dimana C adalah konsentrasi analitik;

z adalah muatan kation atau anion.

Untuk elektrolit bermuatan tunggal, kekuatan ioniknya bertepatan dengan konsentrasinya. Jadi NaCl dan Na 2 SO 4 pada konsentrasi yang sama akan mempunyai kekuatan ionik yang berbeda. Perbandingan sifat larutan elektrolit kuat hanya dapat dilakukan jika kekuatan ioniknya sama; bahkan pengotor kecil pun secara dramatis mengubah sifat elektrolit.

Gambar 10.5 - Ketergantungan

Solusi. Teori disosiasi elitik

Elektrolit lemah

instruksi

instruksi

instruksi

instruksi