Elektrolit dan non-elektrolit
Dari pelajaran fisika kita mengetahui bahwa larutan suatu zat mampu menghantarkan listrik arus listrik, tetapi yang lain tidak.
Zat yang larutannya dapat menghantarkan arus listrik disebut elektrolit.
Zat yang larutannya tidak dapat menghantarkan arus listrik disebut non-elektrolit. Misalnya larutan gula, alkohol, glukosa dan beberapa zat lain tidak dapat menghantarkan listrik.
Disosiasi dan asosiasi elektrolitik
Mengapa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik?
Ilmuwan Swedia S. Arrhenius, mempelajari konduktivitas listrik berbagai zat, sampai pada kesimpulan pada tahun 1877 bahwa penyebab konduktivitas listrik adalah adanya larutan ion, yang terbentuk ketika elektrolit dilarutkan dalam air.
Proses penguraian elektrolit menjadi ion disebut disosiasi elektrolitik.
S. Arrhenius, yang menganut teori fisika larutan, tidak memperhitungkan interaksi elektrolit dengan air dan percaya bahwa terdapat ion bebas dalam larutan. Sebaliknya, ahli kimia Rusia I.A. Kablukov dan V.A disosiasi elektrolitik teori kimia D.I.Mendeleev dan membuktikan bahwa ketika elektrolit dilarutkan, reaksi kimia zat terlarut dengan air, yang mengarah pada pembentukan hidrat, dan kemudian berdisosiasi menjadi ion. Mereka percaya bahwa larutan tidak mengandung ion bebas, bukan ion “telanjang”, tetapi ion terhidrasi, yaitu “terbungkus dalam lapisan” molekul air.
Molekul air adalah dipol(dua kutub), karena atom hidrogen terletak pada sudut 104,5°, sehingga molekulnya berbentuk sudut. Molekul air ditunjukkan secara skematis di bawah ini.
Biasanya, zat paling mudah terdisosiasi ikatan ionik dan, karenanya, dengan kisi kristal ionik, karena sudah terdiri dari ion-ion siap pakai. Ketika larut, dipol air berorientasi dengan ujung bermuatan berlawanan di sekitar ion positif dan negatif elektrolit.
Gaya timbul antara ion elektrolit dan dipol air ketertarikan bersama . Akibatnya, ikatan antar ion melemah, dan ion berpindah dari kristal ke larutan. Jelaslah bahwa urutan proses yang terjadi selama disosiasi zat yang mempunyai ikatan ionik (garam dan basa) adalah sebagai berikut:
1) orientasi molekul air (dipol) di dekat ion kristal;
2) hidrasi (interaksi) molekul air dengan ion-ion pada lapisan permukaan kristal;
3) disosiasi (peluruhan) kristal elektrolit menjadi ion terhidrasi.
Proses yang disederhanakan dapat direfleksikan menggunakan persamaan berikut:
Elektrolit yang molekulnya mempunyai ikatan kovalen (misalnya, molekul hidrogen klorida HCl, lihat di bawah) berdisosiasi dengan cara yang sama; hanya dalam kasus ini, di bawah pengaruh dipol air, terjadi transformasi ikatan kovalen polar menjadi ikatan ionik; Urutan proses yang terjadi dalam hal ini adalah sebagai berikut:
1) orientasi molekul air di sekitar kutub molekul elektrolit;
2) hidrasi (interaksi) molekul air dengan molekul elektrolit;
3) ionisasi molekul elektrolit (konversi ikatan kovalen polar menjadi ikatan ionik);
4) disosiasi (peluruhan) molekul elektrolit menjadi ion terhidrasi.
Secara sederhana, proses disosiasi asam klorida dapat direfleksikan menggunakan persamaan berikut:
Perlu diingat bahwa dalam larutan elektrolit, ion-ion terhidrasi yang bergerak secara kacau dapat bertabrakan dan bergabung kembali satu sama lain. Proses sebaliknya ini disebut asosiasi. Asosiasi dalam larutan terjadi bersamaan dengan disosiasi, oleh karena itu tanda reversibilitas dimasukkan ke dalam persamaan reaksi.
Sifat ion terhidrasi berbeda dengan ion non terhidrasi. Misalnya, ion tembaga Cu 2+ yang tidak terhidrasi berwarna putih dalam kristal tembaga (II) sulfat anhidrat dan memiliki warna biru ketika terhidrasi, yaitu berasosiasi dengan molekul air Cu 2+ nH 2 O. Ion terhidrasi memiliki bilangan konstan dan variabel molekul air.
Derajat disosiasi elektrolitik
Dalam larutan elektrolit, selain ion, terdapat juga molekul. Oleh karena itu, larutan elektrolit dikarakterisasi derajat disosiasi, yang dilambangkan surat Yunani a (“alfa”).
Ini adalah perbandingan jumlah partikel yang terpecah menjadi ion (N g) dengan jumlah total partikel terlarut (N p).
Derajat disosiasi elektrolit ditentukan secara eksperimental dan dinyatakan dalam pecahan atau persentase. Jika a = 0, maka tidak terjadi disosiasi, dan jika a = 1, atau 100%, maka elektrolit terurai sempurna menjadi ion. Elektrolit yang berbeda memiliki derajat disosiasi yang berbeda pula, yaitu derajat disosiasi bergantung pada sifat elektrolit. Itu juga tergantung pada konsentrasi: ketika larutan diencerkan, derajat disosiasi meningkat.
Berdasarkan derajat disosiasi elektrolitnya, elektrolit dibedakan menjadi kuat dan lemah.
Elektrolit kuat- ini adalah elektrolit yang, ketika dilarutkan dalam air, hampir seluruhnya terdisosiasi menjadi ion. Untuk elektrolit seperti itu, derajat disosiasinya cenderung satu.
Elektrolit kuat meliputi:
1) semua garam larut;
2) asam kuat, contoh: H 2 SO 4, HCl, HNO 3;
3) semua basa, contoh : NaOH, KOH.
Elektrolit lemah - ini adalah elektrolit yang, bila dilarutkan dalam air, hampir tidak terdisosiasi menjadi ion. Untuk elektrolit seperti itu, derajat disosiasi cenderung nol.
Elektrolit lemah meliputi:
1) asam lemah - H 2 S, H 2 CO 3, HNO 2;
2) larutan amonia NH 3 H 2 O dalam air;
4) sedikit garam.
Konstanta disosiasi
Dalam larutan elektrolit lemah, karena disosiasinya yang tidak sempurna, keseimbangan dinamis antara molekul dan ion yang tidak terdisosiasi. Misalnya untuk asam asetat:
Kita dapat menerapkan hukum pada keseimbangan ini massa yang aktif dan tuliskan ekspresi konstanta kesetimbangan:
Konstanta kesetimbangan yang mencirikan proses disosiasi elektrolit lemah disebut konstanta disosiasi.
Konstanta disosiasi mencirikan kemampuan suatu elektrolit (asam, basa, air) berdisosiasi menjadi ion. Semakin besar konstanta, semakin mudah elektrolit terurai menjadi ion, sehingga semakin kuat. Nilai konstanta disosiasi untuk elektrolit lemah diberikan dalam buku referensi.
Prinsip dasar teori disosiasi elektrolitik
1. Ketika dilarutkan dalam air, elektrolit terdisosiasi (terpecah) menjadi ion positif dan negatif.
Ion merupakan salah satu wujud keberadaan suatu unsur kimia. Misalnya, atom logam natrium Na 0 berinteraksi kuat dengan air, membentuk alkali (NaOH) dan hidrogen H 2, sedangkan ion natrium Na + tidak membentuk produk tersebut. Klorin Cl 2 berwarna kuning kehijauan, berbau menyengat, dan beracun, sedangkan ion klor Cl tidak berwarna, tidak beracun, dan tidak berbau.
Ion- ini adalah partikel bermuatan positif atau negatif di mana atom atau kelompok atom dari satu atau lebih diubah unsur kimia sebagai akibat dari sumbangan atau perolehan elektron.
Dalam larutan, ion-ion bergerak secara acak ke arah yang berbeda-beda.
Menurut komposisinya, ion dibagi menjadi sederhana- Cl - , Na + dan kompleks- NH 4 + , JADI 2 - .
2. Alasan disosiasi elektrolit dalam larutan air adalah hidrasinya, yaitu interaksi elektrolit dengan molekul air dan pecahnya ikatan kimia di dalamnya.
Sebagai hasil interaksi ini, ion terhidrasi terbentuk, yaitu berasosiasi dengan molekul air. Oleh karena itu, menurut keberadaan cangkang air, ion-ion terbagi menjadi terhidrasi(dalam larutan dan kristal hidrat) dan tidak terhidrasi(dalam garam anhidrat).
3. Di bawah pengaruh arus listrik, ion bermuatan positif berpindah ke kutub negatif sumber arus - katoda dan oleh karena itu disebut kation, dan ion bermuatan negatif berpindah ke kutub positif sumber arus - anoda dan oleh karena itu disebut anion. .
Akibatnya, ada klasifikasi ion lain - sesuai dengan tanda tanggung jawab mereka.
Jumlah muatan kation (H +, Na +, NH 4 +, Cu 2+) sama dengan jumlah muatan anion (Cl -, OH -, SO 4 2-), sehingga menghasilkan larutan elektrolit (HCl, (NH 4) 2 SO 4, NaOH, CuSO 4) tetap netral secara listrik.
4. Disosiasi elektrolitik adalah proses reversibel untuk elektrolit lemah.
Seiring dengan proses disosiasi (penguraian elektrolit menjadi ion), terjadi juga proses sebaliknya - asosiasi(kombinasi ion). Oleh karena itu, dalam persamaan disosiasi elektrolitik, alih-alih menggunakan tanda sama dengan, digunakan tanda reversibilitas, misalnya:
5. Tidak semua elektrolit terdisosiasi menjadi ion pada tingkat yang sama.
Tergantung pada sifat elektrolit dan konsentrasinya. Sifat kimia larutan elektrolit ditentukan oleh sifat ion yang terbentuk selama disosiasi.
Sifat-sifat larutan elektrolit lemah ditentukan oleh molekul dan ion yang terbentuk selama proses disosiasi, yang berada dalam kesetimbangan dinamis satu sama lain.
Bau asam asetat disebabkan oleh adanya molekul CH3COOH, rasa asam dan perubahan warna indikator berhubungan dengan adanya ion H+ dalam larutan.
Sifat larutan elektrolit kuat ditentukan oleh sifat ion yang terbentuk selama disosiasinya.
Misalnya, sifat umum asam, seperti rasa asam, perubahan warna indikator, dll., disebabkan oleh adanya kation hidrogen (lebih tepatnya, ion oksonium H 3 O +) dalam larutannya. Properti umum basa, seperti sifat sabun saat disentuh, perubahan warna indikator, dll., dikaitkan dengan adanya ion hidroksida OH - dalam larutannya, dan sifat garam dikaitkan dengan penguraiannya dalam larutan menjadi logam (atau amonium ) kation dan anion residu asam.
Menurut teori disosiasi elektrolitik semua reaksi dalam larutan elektrolit berair adalah reaksi antar ion. hal ini disebabkan kecepatan tinggi banyak reaksi kimia dalam larutan elektrolit.
Reaksi yang terjadi antar ion disebut reaksi ionik, dan persamaan reaksinya adalah persamaan ionik.
Reaksi pertukaran ion dalam larutan air dapat terjadi:
1. Tidak dapat diubah, sampai akhir.
2. Reversibel, yaitu terjadi secara bersamaan dalam dua hal arah berlawanan. Reaksi pertukaran antara elektrolit kuat dalam larutan berlangsung sampai selesai atau praktis tidak dapat diubah ketika ion-ion bergabung satu sama lain untuk membentuk zat:
a) tidak larut;
b) disosiasi rendah (elektrolit lemah);
c) berbentuk gas.
Berikut beberapa contoh persamaan molekuler dan persamaan ionik yang disingkat:
Reaksinya tidak dapat diubah, karena salah satu produknya merupakan zat yang tidak larut.
Reaksi netralisasi tidak dapat diubah, karena terbentuk zat dengan tingkat disosiasi rendah - air.
Reaksinya tidak dapat diubah, karena gas CO 2 dan zat dengan tingkat disosiasi rendah - air - terbentuk.
Jika di antara zat awal dan di antara produk reaksi terdapat elektrolit lemah atau zat yang sukar larut, maka reaksi tersebut bersifat reversibel, yaitu tidak berlangsung sampai selesai.
DI DALAM reaksi reversibel kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan zat yang paling sedikit larut atau paling sedikit terdisosiasi.
Misalnya:
Kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan elektrolit yang lebih lemah - H 2 O. Namun, reaksi seperti itu tidak akan selesai: molekul asam asetat dan ion hidroksida yang tidak terdisosiasi tetap berada dalam larutan.
Jika bahan awal- elektrolit kuat, yang jika berinteraksi tidak membentuk zat atau gas yang tidak larut atau sedikit terdisosiasi, maka reaksi seperti itu tidak terjadi: ketika larutan dicampur, campuran ion terbentuk.
Bahan referensi untuk mengikuti tes:
Tabel periodik
Tabel kelarutan
Daya hantar suatu zat yang berarus listrik atau tidak mempunyai daya hantar listrik dapat diamati dengan menggunakan alat sederhana.
Ini terdiri dari batang karbon (elektroda) yang dihubungkan dengan kabel ke jaringan listrik. Lampu listrik disertakan dalam rangkaian, yang menunjukkan ada tidaknya arus dalam rangkaian. Jika Anda mencelupkan elektroda ke dalam larutan gula, bola lampu tidak akan menyala. Namun akan menyala terang jika dicelupkan ke dalam larutan natrium klorida.
Zat yang terurai menjadi 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 nonelektrolit.
Elektrolit mencakup asam, basa, dan hampir semua garam.
Non-elektrolit mencakup sebagian besar senyawa organik, serta zat yang molekulnya hanya mengandung ikatan kovalen nonpolar atau polar rendah.
Elektrolit adalah konduktor jenis kedua. Dalam larutan atau lelehan, mereka terurai menjadi ion, itulah sebabnya arus mengalir. Jelasnya, semakin banyak ion dalam suatu larutan, semakin baik larutan tersebut menghantarkan arus listrik. Air bersih menghantarkan listrik dengan sangat buruk.
Ada elektrolit kuat dan lemah.
Elektrolit kuat, ketika dilarutkan, terdisosiasi sempurna menjadi ion.
Ini termasuk:
1) hampir semua garam;
2) banyak asam mineral, misalnya H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HMnO 4, HClO 3, HClO 4;
3) basa basa dan logam alkali tanah.
Elektrolit lemah Ketika dilarutkan dalam air, mereka hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion.
Ini termasuk:
1) hampir semua asam organik;
2) beberapa asam mineral, misalnya H 2 CO 3, H 2 S, HNO 2, HClO, H 2 SiO 3;
3) banyak basa logam (kecuali basa logam alkali dan alkali tanah), serta NH 4 OH, yang dapat direpresentasikan sebagai amonia hidrat NH 3 ∙H 2 O.
Air adalah elektrolit lemah.
Elektrolit lemah tidak dapat menghasilkan ion dengan konsentrasi tinggi dalam larutan.
Prinsip dasar teori disosiasi elektrolitik.
Pemecahan elektrolit menjadi ion ketika dilarutkan dalam air disebut disosiasi elektrolitik.
Jadi, natrium klorida NaCl, bila dilarutkan dalam air, terurai sempurna menjadi ion natrium Na + dan ion klorida Cl -.
Air membentuk ion hidrogen H+ dan ion hidroksida OH- hanya dalam jumlah yang sangat kecil.
Untuk menjelaskan karakteristik larutan elektrolit dalam air, ilmuwan Swedia S. Arrhenius mengajukan teori disosiasi elektrolitik pada tahun 1887. Selanjutnya dikembangkan oleh banyak ilmuwan berdasarkan doktrin struktur atom dan ikatan kimia.
Isi modern dari teori ini dapat direduksi menjadi tiga ketentuan berikut:
1. Elektrolit, bila dilarutkan dalam air, terurai (berdisosiasi) menjadi ion - positif dan negatif.
Ion berada dalam keadaan elektronik yang lebih stabil daripada atom. Mereka dapat terdiri dari satu atom - ini adalah ion sederhana (Na +, Mg 2+, Al 3+, dll.) - atau beberapa atom - ini adalah ion kompleks (NO 3 -, SO 2- 4, PO Z- 4 dll.).
2. Di bawah pengaruh arus listrik, ion memperoleh gerakan terarah: ion bermuatan positif bergerak menuju katoda, ion bermuatan negatif bergerak menuju anoda. Oleh karena itu, yang pertama disebut kation, yang terakhir disebut anion.
Pergerakan ion yang terarah terjadi karena daya tarik ion-ion tersebut oleh elektroda-elektroda yang bermuatan berlawanan.
3. Disosiasi - proses reversibel: bersamaan dengan pemecahan molekul menjadi ion (disosiasi), terjadi proses penggabungan ion (asosiasi).
Oleh karena itu, dalam persamaan disosiasi elektrolitik, tanda reversibilitas digunakan sebagai pengganti tanda sama dengan. Misalnya persamaan disosiasi molekul elektrolit KA menjadi kation K+ dan anion A - in pandangan umum ditulis seperti ini:
KA ↔ K++ A -
Teori disosiasi elektrolitik adalah salah satu teori utama dalam kimia anorganik dan sepenuhnya konsisten dengan ilmu atom-molekul dan teori struktur atom.
Derajat disosiasi.
Salah satu konsep yang paling penting Teori disosiasi elektrolitik Arrhenius adalah konsep derajat disosiasi.
Derajat disosiasi (a) adalah perbandingan jumlah molekul yang terdisosiasi menjadi ion (n") dengan jumlah total molekul terlarut (n):
Derajat disosiasi elektrolit ditentukan secara eksperimental dan dinyatakan dalam pecahan satuan atau persentase. Jika α = 0, maka tidak terjadi disosiasi, dan jika α = 1 atau 100%, maka elektrolit terurai sempurna menjadi ion-ion. Jika α = 20%, berarti dari 100 molekul elektrolit tertentu, 20 molekul telah terpecah menjadi ion.
Elektrolit yang berbeda memiliki derajat disosiasi yang berbeda. Pengalaman menunjukkan bahwa hal ini bergantung pada konsentrasi elektrolit dan suhu. Dengan penurunan konsentrasi elektrolit, mis. Bila diencerkan dengan air, derajat disosiasi selalu meningkat. Biasanya, derajat disosiasi dan kenaikan suhu meningkat. Berdasarkan derajat disosiasinya, elektrolit dibedakan menjadi kuat dan lemah.
Mari kita perhatikan pergeseran kesetimbangan yang terjadi antara molekul dan ion yang tidak terdisosiasi selama disosiasi elektrolitik dari elektrolit lemah - asam asetat:
CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H +
Bila larutan asam asetat diencerkan dengan air, kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukan ion, dan derajat disosiasi asam meningkat. Sebaliknya, ketika suatu larutan diuapkan, kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan molekul asam - derajat disosiasi menurun.
Dari ungkapan ini jelas bahwa α dapat bervariasi dari 0 (tidak ada disosiasi) hingga 1 (disosiasi sempurna). Derajat disosiasi sering kali dinyatakan dalam persentase. Derajat disosiasi elektrolit hanya dapat ditentukan secara eksperimental, misalnya dengan mengukur suhu beku suatu larutan, dengan mengukur daya hantar listrik suatu larutan, dan sebagainya.
Mekanisme disosiasi
Zat dengan ikatan ionik paling mudah terdisosiasi. Seperti yang Anda ketahui, zat tersebut terdiri dari ion. Ketika larut, dipol air berorientasi pada ion positif dan negatif. Timbul gaya tarik menarik antara ion dan dipol air. Akibatnya, ikatan antar ion melemah, dan ion berpindah dari kristal ke larutan. Dalam hal ini, ion terhidrasi terbentuk, mis. ion-ion yang terikat secara kimia pada molekul air.
Elektrolit, yang molekulnya terbentuk menurut jenis ikatan kovalen polar (molekul polar), berdisosiasi dengan cara yang sama. Di sekitar setiap molekul polar suatu zat, dipol air juga berorientasi, yang tertarik oleh kutub negatifnya ke kutub positif molekul, dan oleh kutub positifnya ke kutub negatif. Akibat interaksi ini, awan elektron penghubung ( pasangan elektron) sepenuhnya bergeser ke atom dengan elektronegativitas lebih tinggi, molekul polar berubah menjadi ionik dan kemudian ion terhidrasi mudah terbentuk:
Disosiasi molekul polar bisa lengkap atau sebagian.
Jadi, elektrolit adalah senyawa dengan ikatan ionik atau polar - garam, asam dan basa. Dan mereka dapat berdisosiasi menjadi ion dalam pelarut polar.
Konstanta disosiasi.
Konstanta disosiasi. Karakteristik disosiasi elektrolit yang lebih akurat adalah konstanta disosiasi, yang tidak bergantung pada konsentrasi larutan.
Ekspresi konstanta disosiasi dapat diperoleh dengan menuliskan persamaan reaksi disosiasi elektrolit AA dalam bentuk umum:
SEBUAH → SEBUAH - + K + .
Karena disosiasi adalah proses kesetimbangan yang dapat dibalik, hukum aksi massa diterapkan pada reaksi ini, dan konstanta kesetimbangan dapat didefinisikan sebagai:
dimana K adalah konstanta disosiasi, yang bergantung pada suhu dan sifat elektrolit dan pelarut, tetapi tidak bergantung pada konsentrasi elektrolit.
Kisaran konstanta kesetimbangan untuk berbagai reaksi sangat besar - dari 10 -16 hingga 10 15. Misalnya, nilai tinggi KE untuk reaksi
Artinya jika logam tembaga ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung ion perak Ag+, maka pada saat tercapai kesetimbangan, konsentrasi ion tembaga jauh lebih besar daripada kuadrat konsentrasi ion perak 2. Sebaliknya, nilainya rendah KE sebagai reaksi
menunjukkan bahwa pada saat kesetimbangan tercapai, jumlah perak iodida AgI yang telah larut dapat diabaikan.
Silakan membayar perhatian khusus pada bentuk penulisan ekspresi konstanta kesetimbangan. Jika konsentrasi beberapa reaktan tidak berubah secara signifikan selama reaksi, maka konsentrasi tersebut tidak dituliskan ke dalam persamaan konstanta kesetimbangan (konstanta tersebut dilambangkan K 1).
Jadi, untuk reaksi tembaga dengan perak ungkapannya salah:
Itu akan benar bentuk selanjutnya entri:
Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa konsentrasi logam tembaga dan perak dimasukkan ke dalam konstanta kesetimbangan. Konsentrasi tembaga dan perak ditentukan oleh kepadatannya dan tidak dapat diubah. Oleh karena itu, tidak ada gunanya memperhitungkan konsentrasi ini ketika menghitung konstanta kesetimbangan.
Ekspresi konstanta kesetimbangan ketika melarutkan AgCl dan AgI dijelaskan dengan cara yang sama
Produk kelarutan. Konstanta disosiasi garam logam dan hidroksida yang sukar larut disebut produk kelarutan zat yang bersangkutan (dilambangkan dengan PR).
Untuk reaksi disosiasi air
ekspresi konstannya adalah:
Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa konsentrasi air selama reaksi dalam larutan air sedikit berubah. Oleh karena itu, diasumsikan bahwa konsentrasi [H 2 O] tetap konstan dan dimasukkan ke dalam konstanta kesetimbangan.
Asam, basa dan garam dari sudut pandang disosiasi elektrolitik.
Dengan menggunakan teori disosiasi elektrolitik, mereka mendefinisikan dan mendeskripsikan sifat-sifat asam, basa, dan garam.
Asam adalah elektrolit yang disosiasinya hanya menghasilkan kation hidrogen sebagai kation.
Misalnya:
НCl ↔ Н + + С aku - ;
CH 3 COOH ↔ H + + CH 3 COO -
Disosiasi asam polibasa terutama terjadi melalui langkah pertama, pada tingkat lebih rendah melalui langkah kedua, dan hanya sebagian kecil melalui langkah ketiga. Oleh karena itu, dalam larutan berair, misalnya asam fosfat, bersama dengan molekul H 3 PO 4, terdapat ion (dalam jumlah yang terus menurun) H 2 PO 2-4, HPO 2-4 dan PO 3-4
N 3 PO 4 ↔ N + + N 2 PO - 4 (tahap pertama)
N 2 PO - 4 ↔ N + + NPO 2- 4 (tahap kedua)
NRO 2- 4 ↔ N+ PO Z- 4 (tahap ketiga)
Kebasaan suatu asam ditentukan oleh jumlah kation hidrogen yang terbentuk selama disosiasi.
Jadi, HCl, HNO 3 - asam monobasa - satu kation hidrogen terbentuk;
H 2 S, H 2 CO 3, H 2 SO 4 - dibasa,
H 3 PO 4, H 3 AsO 4 bersifat tribasa, karena masing-masing terbentuk dua dan tiga kation hidrogen.
Dari empat atom hidrogen yang terkandung dalam molekul asam asetat CH 3 COOH, hanya satu, yang termasuk dalam gugus karboksil - COOH, yang mampu dipecah menjadi kation H +, - asam asetat yg berdasar satu.
Asam dibasa dan polibasa berdisosiasi bertahap (bertahap).
Basa adalah elektrolit yang disosiasinya hanya menghasilkan ion hidroksida sebagai anion.
Misalnya:
KOH ↔ K + + OH - ;
NH 4 OH ↔ NH + 4 + OH -
Basa yang larut dalam air disebut basa. Jumlahnya tidak banyak. Ini adalah basa logam alkali dan alkali tanah: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH dan Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2, Ra(OH) 2, serta NH4OH. Kebanyakan basa sedikit larut dalam air.
Keasaman suatu basa ditentukan oleh jumlahnya gugus hidroksil(gugus hidroksi). Misalnya, NH 4 OH adalah basa satu asam, Ca(OH) 2 adalah basa dua asam, Fe(OH) 3 adalah basa tiga asam, dan seterusnya. Basa dua dan banyak asam berdisosiasi bertahap
Ca(OH) 2 ↔ Ca(OH) + + OH - (tahap pertama)
Ca(OH) + ↔ Ca 2+ + OH - (tahap kedua)
Namun, ada elektrolit yang, ketika disosiasi, secara bersamaan membentuk kation hidrogen dan ion hidroksida. Elektrolit ini disebut amfoter atau amfolit. Ini termasuk air, seng, aluminium, kromium hidroksida dan sejumlah zat lainnya. Air, misalnya, terdisosiasi menjadi ion H + dan OH - (dalam jumlah kecil):
H 2 O ↔ H + + OH -
Akibatnya, dia melakukannya sama diungkapkan dan sifat asam, disebabkan oleh adanya kation hidrogen H+, dan sifat basa, karena adanya ion OH -.
Disosiasi hidroksida amfoter seng Zn(OH) 2 dapat dinyatakan dengan persamaan
2OH - + Zn 2+ + 2H 2 O ↔ Zn(OH) 2 + 2H 2 O ↔ 2- + 2H +
Garam adalah elektrolit, ketika disosiasi membentuk kation logam, serta kation amonium (NH 4) dan anion residu asam
Misalnya:
(NH 4) 2 JADI 4 ↔ 2NH + 4 + JADI 2- 4;
Na 3 PO 4 ↔ 3Na + + PO 3- 4
Beginilah cara garam sedang terdisosiasi. Garam asam dan basa berdisosiasi bertahap. Dalam garam asam, ion logam pertama-tama dieliminasi, dan kemudian kation hidrogen. Misalnya:
KHSO 4 ↔ K + + HSO - 4
HSO - 4 ↔ H + + JADI 2- 4
Dalam garam basa, residu asam dihilangkan terlebih dahulu, dan kemudian ion hidroksida.
Mg(OH)Cl ↔ Mg(OH) + + Cl -
Sebagaimana diketahui, apabila dilarutkan, meskipun tanpa pengadukan akibat difusi, larutan lambat laun menjadi homogen, yaitu konsentrasinya di semua bagian menjadi sama.
Mari kita ambil kasus ketika larutan dipisahkan dari pelarut murni dengan partisi semi-permeabel (perkamen, film collodion, plastik, dll.), seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 15. Partisi seperti itu memungkinkan molekul pelarut melewatinya dengan mudah, tetapi tidak membiarkan zat terlarut melewatinya. Proses menyamakan konsentrasi di kedua sisi partisi menjadi rumit. Zat terlarut tidak dapat melewati partisi ke dalam pelarut. Hanya penetrasi molekul pelarut melalui partisi ke dalam larutan yang dimungkinkan. Dengan demikian, secara bertahap akan berkurang karena pengenceran dengan pelarut.
Proses penetrasi pelarut ke dalam larutan melalui partisi semi permeabel disebut osmosis. Semakin tinggi, semakin jelas osmosisnya.
Osmosis juga terjadi ketika larutan dengan konsentrasi berbeda dipisahkan oleh partisi semipermeabel. Ketika pelarut menembus partisi semi-permeabel ke dalam larutan, dengan konsentrasi yang lebih tinggi, volume larutan meningkat. Oleh karena itu, jika Anda menempatkan larutan dalam wadah yang terbuat dari membran semi permeabel, tempelkan padanya tabung vertikal, seperti ditunjukkan pada Gambar 15, dan kemudian turunkan bejana ini ke dalam pelarut karena bertambahnya volume, larutan akan naik ke atas tabung. Kolom cairan yang dihasilkan akan menciptakan sejumlah tekanan tertentu, yang pada titik tertentu akan menyebabkan osmosis terhenti. Gaya yang menyeimbangkan tekanan kolom cairan dari dalam larutan disebut tekanan osmotik. Besarnya tekanan osmotik diukur dengan tekanan eksternal di mana osmosis berhenti.
Beras. 15. Alat untuk mengamati fenomena osmosis. 1 - bejana berisi air; 2 - membran semi-permeabel; 3 - tabung untuk mengamati tekanan osmotik yang dihasilkan; 4 - solusi.
Dinding sel tumbuhan dan hewan merupakan dinding semi permeabel yang mengandung protoplasma. Apa yang terus dipertahankan di dalamnya menentukan elastisitas sel dan jaringan.
■ 62. Dalam kondisi apa osmosis terjadi?
63. Apa itu?
64. Apa pentingnya osmosis bagi organisme tumbuhan dan hewan?
Teori disosiasi elektrolitik
Pada pergantian abad ke-18 dan ke-19, ketika arus listrik mulai digunakan untuk mempelajari sifat-sifat zat, perhatian tertuju pada fakta bahwa beberapa zat menghantarkan arus listrik dalam larutan air, sementara yang lain tidak menghantarkannya. Selanjutnya, larutan berair yang dapat menghantarkan arus listrik disebut elektrolit. Ini termasuk basa, asam, dan garam. Zat yang larutannya tidak dapat menghantarkan arus listrik disebut zat non-elektrolit (gula, alkohol, benzena dan lain-lain). bahan organik).
Saat ini, ketika jenis-jenis ikatan kimia telah diketahui, perbedaan perilaku zat dapat dijelaskan. Fenomena konduktivitas listrik suatu zat dalam larutan air bergantung pada jenis ikatan kimia dalam molekul zat terlarut dan pelarut.
Molekul air, seperti yang telah kami katakan, adalah dipol (lihat halaman 32-34). Jika suatu zat dilarutkan dalam air, yang molekulnya mempunyai jenis ikatan ionik dan oleh karena itu kisi kristalnya juga ionik, maka dipol air berorientasi ke arah ion positif dengan kutub negatifnya, dan ke arah ion negatif- kutub positif (Gbr. 16.a). Antara ion dan dipol air, gaya tarik-menarik elektrostatis meningkat dan timbul ikatan-ikatan aneh, yang pada akhirnya memisahkan ionik kisi kristal menjadi ion-ion individual yang dikelilingi oleh dipol air,
oleh karena itu mereka disebut ion terhidrasi. Hal yang kurang lebih sama terjadi jika suatu zat dengan molekul polar, misalnya klorida, dilarutkan dalam air (lihat Gambar 16, b). Pada saat yang sama, jika molekul zat terlarut dibangun menurut jenis ikatan kovalen nonpolar, maka tidak ada ion yang terbentuk dalam larutan, karena molekul nonpolar tidak mengalami pengaruh yang sama dari molekul air seperti molekul ionik dan polar. Pada dasarnya, molekul sebagian besar zat organik dibangun menurut tipe kovalen nonpolar. Oleh karena itu, zat organik pada umumnya bukanlah elektrolit!
Beras. 16. Skema disosiasi natrium klorida dalam air (a) dan disosiasi molekul HCl polar dalam air (b)
Jadi, hanya zat yang molekulnya tersusun berdasarkan jenis ikatan ionik atau polar antar atom dalam molekul yang dapat menjadi elektrolit. Selain itu, molekul pelarut juga harus memiliki struktur polar dan e. Hanya dalam kondisi seperti itu kita dapat mengharapkan molekul terurai menjadi ion.
Pemecahan molekul elektrolit menjadi ion di bawah aksi pelarut disebut disosiasi elektrolitik.
Tuliskan definisi disosiasi elektrolitik di buku catatan Anda.
Kata "disosiasi" berarti "disintegrasi yang dapat dibalik". Jika larutan elektrolit diuapkan, maka kita akan kembali menerima elektrolit yang sama dalam jumlah yang sama seperti sebelum pembubaran, karena akan terjadi proses sebaliknya - molarisasi.
■ 65. Apa perbedaan elektrolit dengan non-elektrolit dalam hal jenis ikatan kimia dan perilakunya dalam larutan?
66. Mengapa perlu proses disosiasi elektrolitik yang dimiliki pelarut molekul dipol, dan sifat ikatan kimia elektrolit-ionik atau polar?
67. Mengapa zat dengan molekul non-polar tidak dapat menjadi elektrolit?
68. Merumuskan apa yang dimaksud dengan disosiasi elektrolitik. Hafalkan definisinya.
60. Apa perbedaan proses molarisasi dengan disosiasi?
Disosiasi elektrolit dalam larutan pertama kali dijelaskan pada tahun 1887 oleh ilmuwan Swedia Arrennus. Ia merumuskan ketentuan pokok teori yang disebutnya teori disosiasi elektrolitik,
Ketentuan pokok teori ini adalah sebagai berikut.
1 Semua zat yang larutannya menghantarkan arus listrik (elektrolit), bila dilarutkan, terurai menjadi partikel bermuatan positif dan negatif - ion.
2. Jika arus listrik searah dialirkan melalui suatu larutan, maka ion-ion bermuatan positif akan berpindah ke kutub negatif – katoda, oleh karena itu disebut kation. Ion yang bermuatan negatif akan bergerak menuju kutub positif – anoda, oleh karena itu disebut anion. Muatan total kation dalam larutan sama dengan muatan total anion, sehingga larutan selalu netral secara listrik.
3. Ion dan atom dari unsur yang sama mempunyai sifat yang sangat berbeda satu sama lain. Misalnya, ion tembaga berwarna biru, yang memberi warna pada ion tersebut. tembaga sulfat, dan bebas adalah logam merah. Atom natrium bereaksi dengan air, melepaskannya dan membentuk alkali, sedangkan ion natrium praktis tidak bereaksi dengan air.
Ion klorin tidak berwarna, tidak beracun, tidak berwarna dan tidak berbau, seperti terlihat ketika memeriksa larutan natrium klorida yang sama, dan warnanya kuning kehijauan.
gas beracun dengan bau khas yang menyengat.
Tuliskan ketentuan pokok teori dalam buku catatan anda.
Untuk membedakan atom dari ion saat menulis, tanda muatan dan besarnya ditunjukkan di kanan atas ion. Contoh: atom natriumnya adalah Na, dan ion natriumnya adalah Na+ (baca: “kation natrium bermuatan tunggal”); atom tembaganya adalah Cu, dan ion tembaganya adalah Cu 2+ (baca: “kation tembaga bermuatan ganda”); atom aluminium adalah Al, dan ion aluminium adalah Al 3+ (baca: “kation aluminium bermuatan tiga”), atom belerang adalah S, dan ion belerang adalah S 2-; (baca: “anion belerang bermuatan ganda”), atom klor Cl, dan ion klor Cl -, dan seterusnya.
■ 70. Apakah ion itu?
71. Apa perbedaan ion dengan atom netral?
72. Ion manakah yang disebut kation, anion manakah dan mengapa?
73. Bagaimana cara membedakan ion dari atom netral secara tertulis (berikan contoh)?
74. Sebutkan ion-ion berikut: Fe 2+, Fe 3+, K +, Br -.
Disosiasi basa, asam dan garam
Kami telah mengatakan bahwa hanya senyawa yang molekulnya tersusun berdasarkan jenis ikatan ionik atau polar yang dapat terurai menjadi ion, dengan menggunakan contoh NaCl dan HCl. Sedangkan untuk molekul non-polar, mereka tidak terurai menjadi ion dalam larutan air.
Namun, sering kali terdapat zat yang molekulnya memiliki kedua jenis ikatan tersebut, misalnya, dalam molekul natrium hidroksida NaOH, logam terikat pada hidroksil melalui ikatan ionik, dan pada oksigen melalui ikatan kovalen. Dalam molekul asam sulfat H2SO4, hidrogen dihubungkan dengan residu asam melalui ikatan polar, dan dengan oksigen melalui ikatan kovalen nonpolar. Dalam molekul aluminium nitrat, Al(NO 3) 3 dihubungkan ke residu asam melalui ikatan ionik, dan atom nitrogen dihubungkan ke atom oksigen melalui ikatan kovalen. Dalam kasus seperti itu, pemecahan molekul menjadi ion terjadi di lokasi ikatan ionik atau polar. Ikatan kovalen tetap tidak terdisosiasi.
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa ion tidak hanya bisa atom individu, tetapi juga kelompok atom. Misalnya, hidroksil ketika disosiasi membentuk satu anion OH-, yang disebut ion hidroksil. Residu asam SO 4 membentuk anion - ion sulfat bermuatan ganda. Muatan setiap ion ditentukan oleh valensinya.
Sekarang kita dapat mempertimbangkan ion mana yang terdisosiasi kelas yang berbeda zat anorganik. Seperti persamaan reaksi kimia, persamaan disosiasi juga dapat ditulis. Misalnya penguraian menjadi ion natrium hidroksida ditulis sebagai berikut:
NaOH = Na + + OH -
Kadang-kadang, alih-alih menggunakan tanda sama dengan dalam persamaan tersebut, tanda reversibilitas ⇄ digunakan untuk menunjukkan bahwa disosiasi adalah proses yang dapat dibalik dan dapat terjadi dalam arah yang berlawanan ketika pelarut dihilangkan.
Kalsium hidroksida terdisosiasi sebagai berikut:
Ca(OH) 2 = Ca 2+ + 2OH -
(indeks yang menunjukkan jumlah gugus hidroksil menjadi koefisien).
Untuk memeriksa kebenaran entri, Anda harus menghitung totalnya muatan positif kation dan total muatan negatif anion. Mereka harus setara dalam hal ini nilai mutlak. DI DALAM dalam hal ini jumlah muatan positifnya adalah +2, dan jumlah muatan negatifnya adalah -2. Dari penjelasan di atas, definisi basa muncul berdasarkan teori disosiasi elektrolitik.
Basa adalah elektrolit yang berdisosiasi dalam larutan hanya membentuk kation logam dan anion hidroksil.
Tuliskan definisi basa di buku catatanmu.
■ 75. Tuliskan persamaan disosiasi basa berikut, periksa terlebih dahulu dengan tabel kelarutan apakah basa tersebut elektrolit: barium hidroksida, besi hidroksida, kalium hidroksida, strontium hidroksida, seng hidroksida, litium hidroksida.
Penguraian menjadi ion asam terjadi jika ada koneksi kutub, yaitu antara atom hidrogen dan residu asam.
Misalnya, asam nitrat dinyatakan dengan persamaan:
HNO 3 = H + + NO 3 —
Untuk dua atau lebih asam basa, disosiasi terjadi secara bertahap, misalnya untuk H 2 CO 3:
Н 2 СО 3 ⇄ Н + + НСО з — (tahap pertama) НСО 3 ⇄ Н + + CO 2 3 — (tahap kedua)
Disosiasi bertahap terkadang digambarkan sebagai kesetaraan berkelanjutan.
H 2 CO 3 ⇄ H + + HCO 3 - ⇄ 2H + + CO 2 3 -
Dengan disosiasi bertahap, peluruhan bertahap sangat berkurang, dan pada langkah terakhir biasanya sangat kecil.
Jadi, asam adalah elektrolit yang berdisosiasi dalam larutan membentuk ion hidrogen saja sebagai kation.
Tuliskan definisi asam di buku catatanmu.
■ 76. Tuliskan persamaan disosiasi asam berikut: sulfat, fosfat, hidrogen sulfida, sulfur, klorida. Untuk dua atau lebih asam basa, tuliskan persamaannya secara bertahap.
Sifat disosiasi basa dan asam bergantung pada jari-jari dan muatan ion pembentuk basa atau asam.
Jari-jari ion Na+ radius yang lebih besar dan ion H+, oleh karena itu cangkang elektronik oksigen lebih kuat tertarik ke inti hidrogen daripada ke inti natrium. Oleh karena itu, selama disosiasi, ikatan Na-OH akan putus lebih cepat. Semakin besar jari-jari ion pembentuk hidroksida dengan muatan yang sama, semakin mudah terjadinya disosiasi.
Dalam subkelompok yang sama logam hidroksida biaya besar inti atom dan karena itu dengan hebat radius ionik akan lebih terdisosiasi.
■ 77. Dengan menggunakan tabel periodik unsur D.I. Mendeleev, tunjukkan basa mana yang akan terdisosiasi lebih kuat: Mg(OH) 2 atau Sr(OH) 2. Mengapa?
Dalam kasus nilai jari-jari ion yang membentuk hidroksida (atau asam) yang dekat, sifat disosiasi bergantung pada besarnya muatannya. Jadi, karena muatan ion silikon dalam asam silikat H 2 SiO 3 adalah Si(+4), dan muatan ion tersebut
klorin masuk asam perklorat HClO 4 - Cl (+7), maka yang terakhir lebih kuat. Semakin positif suatu ion, semakin kuat penolakannya ion positif hidrogen. Disosiasi tipe asam terjadi.
Sifat amfoter berilium (periode II) dijelaskan oleh keseimbangan khusus antara gaya tolak menolak ion hidrogen dan daya tariknya oleh ion berilium.
■ 78. Mengapa masuk periode III tabel periodik D.I.Mendeleev, magnesium hidroksida menunjukkan sifat basa, aluminium hidroksida bersifat amfoter, tetapi membentuk asam? Jelaskan hal ini dengan membandingkan muatan dan jari-jari ion magnesium, aluminium, dan belerang.
Karena dalam molekul garam terdapat antara atom logam dan residu asam ikatan ionik, garam masing-masing berdisosiasi membentuk kation logam dan anion dari residu asam, misalnya:
Al 2 (SO 4) 3 = 2Al 3+ + 3SO 2 4 -
Berdasarkan hal tersebut, garam adalah elektrolit yang jika terdisosiasi membentuk ion logam sebagai kation dan ion residu asam sebagai anion.
■ 79. Tuliskan persamaan disosiasi garam antara berikut: natrium fosfat, magnesium nitrat, aluminium klorida, kalium silikat, natrium karbonat, kalium sulfida, tembaga (II) nitrat, besi (III) klorida.
Disosiasi garam asam, basa, dan garam lainnya berlangsung agak berbeda, seperti yang akan dibahas di bawah.
Derajat disosiasi
Disosiasi elektrolitik adalah proses yang dapat dibalik. Akibatnya, bersamaan dengan pembentukan ion, terjadi proses sebaliknya - penggabungan ion menjadi molekul. Keseimbangan tercipta di antara mereka. Semakin encer larutan, semakin sempurna disosiasi yang terjadi. Kelengkapan disosiasi dinilai dari derajat disosiasi yang dilambangkan dengan huruf α.
adalah perbandingan jumlah molekul terdisosiasi n dengan jumlah total molekul N zat terlarut, dinyatakan dalam persentase:
Tuliskan rumus dan penentuan derajat disosiasi di buku catatanmu.
Dengan kata lain, ini menunjukkan berapa persentase molekul terlarut yang telah terurai menjadi ion.
Tergantung pada derajat disosiasinya, elektrolit dibedakan menjadi kuat dan lemah. Semakin banyak, semakin kuat elektrolitnya.
Berdasarkan jumlah penguraiannya menjadi ion, elektrolit dibedakan menjadi kuat, sedang, dan lemah.
Elektrolit kuat, misalnya HNO 3, HCl, H 2 SO 4, alkali kaustik dan semua garam hampir terdisosiasi sempurna (100%), Namun elektrolit kuat juga termasuk yang memiliki α > 30%, yaitu lebih dari 30% molekulnya putus. menjadi ion. Elektrolit rata-rata, misalnya H 3 PO 4 dan H 2 SO 3, mempunyai derajat disosiasi yang berkisar antara 2 sampai 30%. Elektrolit lemah, misalnya NH 4 OH, H 2 CO 3, H 2 S, terdisosiasi buruk: α< 2%.
Perbandingan derajat disosiasi elektrolit yang berbeda dilakukan dalam larutan dengan konsentrasi yang sama (paling sering 0,1 N), karena derajat disosiasi sangat bergantung pada konsentrasi larutan.
Derajat disosiasi dipengaruhi oleh sifat zat terlarut itu sendiri, pelarut, dan beberapa faktor lainnya. pengaruh eksternal. Jadi, ketika seseorang mengatakan “asam kuat” atau “ fondasi yang kuat", berarti derajat disosiasi suatu zat dalam larutan. Dalam hal ini yang sedang kita bicarakan tentang zat-zat ini sebagai elektrolit. Derajat disosiasi suatu zat menentukan perilakunya reaksi kimia dan jalannya reaksi itu sendiri.
■ 80. Apa yang menjadi ciri derajat disosiasi α?
81. Gambarlah sebuah tabel di buku catatanmu:
Berdasarkan teks yang Anda baca, berikan setidaknya dua contoh di setiap kolom. 82. Apa arti dari ungkapan “asam kuat” dan “basa lemah”?
Pertukaran reaksi antar elektrolit.Persamaan ionik
Karena elektrolit dalam larutan terurai menjadi ion, reaksi elektrolit harus terjadi antar ion.
Interaksi ion-ion dalam suatu larutan disebut reaksi ionik.
Tulis kata-katanya di buku catatan Anda.
Reaksi pertukaran dan redoks dapat terjadi dengan partisipasi ion. Perhatikan reaksi pertukaran elektrolit dalam larutan, misalnya interaksi antara dua garam:
NaCl + AgNO 3 = AgCl↓ + NaNO 3
dan seberapa kuat elektrolit terdisosiasi menjadi ion:
NaCl ⇄ Na + + Cl —
AgNO 3 ⇄ Ag + + NO 3 —
Itu sebabnya sisi kiri persamaannya dapat ditulis sebagai berikut: Na + + Cl - + Ag + + NO 3 - =
Mari kita perhatikan zat-zat yang diperoleh dari reaksi: AgCl adalah zat yang tidak larut, sehingga tidak akan terdisosiasi menjadi ion, dan NaNO 3 adalah garam yang larut, ia terdisosiasi sempurna menjadi ion sesuai skema
NaNO 3 ⇄ Na + + NO 3 —
NaNO3- elektrolit kuat, jadi ruas kanan persamaannya ditulis seperti ini:
... = Na + + NO 3 - + AgCl Persamaan secara keseluruhan akan berbentuk sebagai berikut:
Na + + Cl - + Ag + + NO 3 - = Na + + NO 3 - + AgCl
Persamaan ini disebut persamaan ionik lengkap. Dengan membatalkan persamaan ini anggota serupa, kami mendapatkan yang disingkat persamaan ionik
Ag + + Cl - = AgCl
Jadi, urutan penyusunan persamaan ionik.
1. Tuliskan rumusnya dalam bentuk ionik produk awal(mereka yang memisahkan diri).
2. Tuliskan rumus produk yang dihasilkan (yang terdisosiasi) dalam bentuk ionik.
3. Periksa apakah nilai absolutnya cocok jumlah total positif dan muatan negatif ion di ruas kiri persamaan, lalu di ruas kanan.
4. Periksa apakah jumlah ion yang bernama sama pada ruas kiri dan kanan persamaan sama (dengan memperhitungkan atom-atom yang menyusun zat yang tidak terdisosiasi).
Ini menyelesaikan kompilasi persamaan ionik lengkap.
Tuliskan urutan penyusunan persamaan ion di buku catatan Anda.
5. Untuk menyusun persamaan ionik yang disingkat, temukan di sebelah kiri dan bagian yang tepat persamaan suku serupa dengan tanda-tanda yang identik dan hilangkan keduanya dari persamaan, lalu tulis persamaan ionik singkat yang dihasilkan.
Persamaan ionik singkat di atas tidak hanya mengungkapkan inti dari reaksi ini. Mari kita tuliskan beberapa persamaan reaksi, misalnya:
1) HCl + AgNO 3 = AgCl↓ + HNO 3
H + + Cl - + Ag + + NO 3 - = H + + NO 3 - + AgCl↓
Ag + + Cl - = AgCl
2) BaCl 2 + 2AgNO 3 = Ba(NO 3) 2 + 2AgCl↓
Ba 2+ + 2Cl - + 2Ag + + 2NO 3 - = Ba 2+ + 2NO 3 - + 2AgCl↓
Ag + + Cl - = AgCl
3)AlCl 3 + 3AgNO 3 = Al(NO 3) 3 + 3AgCl↓
Al 3+ + 3Cl - + 3Ag + + 3NO 3 - = Al 3+ + 3NO 3 - + 3AgCl
Ag + + Cl - = AgCl
Dalam semua contoh yang diberikan, persamaan ionik yang disingkat adalah sama. Keadaan ini sangat berperan peran penting V kimia analitik untuk analisis kualitatif.
Ada kalanya reaksi menghasilkan pembentukan (zat yang berdisosiasi rendah)
Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O
Ca 2+ + 2OH - + 2H + + 2Cl - = Ca 2+ + 2Cl - + 2H 2 O
H + + OH - = H 2 O
atau gas dilepaskan
Na 2 CO 3 + 2HNO 3 = 2NaNO 3 + H 2 O + CO2
2Na + + CO 2 3 - + 2H + + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + H 2 O + CO 2 ↓
2H + + CO 2 3 - = H 2 O + CO 2
Sebagaimana diketahui, ada syarat-syarat agar reaksi pertukaran dapat berlangsung sampai akhir: 1) jika terbentuk endapan, 2) jika gas dilepaskan, dan 3) jika . Semua kondisi tersebut dari sudut pandang teori disosiasi elektrolitik dapat dirumuskan sebagai berikut: reaksi pertukaran berlangsung sampai selesai jika reaksi tersebut menghasilkan pembentukan zat yang tidak terdisosiasi atau berdisosiasi rendah.
Jika kedua zat yang dihasilkan terdisosiasi dengan baik, reaksinya bersifat reversibel, misalnya:
2КCl + Na 2 SO 4 ⇄ 2NaCl + K 2 SO 4
Tugas No. 7 beserta solusinya.
Mari kita lihat tugas no. 7 dari OGE tahun 2016.
Tugas dengan solusi.
Tugas No.1.
Hanya kation kalium dan anion fosfat yang terbentuk selama disosiasi suatu zat yang rumusnya adalah
1.KHPO4
2. Ca3(PO4)2
3.KH2PO4
4.K3PO4
Penjelasan: jika selama disosiasi hanya kation kalium dan ion fosfat yang terbentuk, maka hanya ion-ion tersebut yang merupakan bagian dari zat yang diinginkan. Mari kita konfirmasikan dengan persamaan disosiasi:
K3PO4 → 3K+ + PO4³‾
Jawaban yang benar adalah 4.
Tugas No.2.
Elektrolit mencakup masing-masing zat yang rumusnya adalah
1. N2O, KOH, Na2CO3
2. Cu(NO3)2, HCl, Na2SO4
3. Ba(OH)2, NH3xH2O, H2SiO3
4. CaCl2, Cu(OH)2, SO2
Penjelasan: elektrolit adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik karena terdisosiasi menjadi ion-ion dalam larutan dan meleleh. Oleh karena itu, elektrolit adalah zat yang larut.
Jawaban yang benar adalah 2.
Tugas No.3.
Ketika natrium sulfida terdisosiasi sempurna, ion terbentuk
1. Na+ dan HS‾
2. Na+ dan SO3²‾
3. Na+ dan S²‾
4. Na+ dan SO4²‾
Penjelasan: mari kita tulis persamaan disosiasi natrium sulfida
Na2S → 2Na+ + S²‾
Karena itu, jawaban yang benar adalah 3.
Tugas No.4.
Dalam daftar ion
A. Ion nitrat
B.Ion amonium
B.Ion hidroksida
D.Ion hidrogen
D.Ion fosfat
E.Ion magnesium
kation adalah:
1. BGD 2. BGE 3. USIA 4. HGE
Penjelasan: kation adalah spesies positif, seperti ion logam atau ion hidrogen. Dari yang di atas, ini adalah ion amonium, ion hidrogen dan ion magnesium. Jawaban yang benar adalah 2.
Tugas No.5.
Apakah pernyataan berikut tentang disosiasi elektrolitik garam benar?
A. Semua garam pada disosiasi membentuk kation logam, kation hidrogen dan anion residu asam
B. Selama proses disosiasi, garam membentuk kation logam dan anion residu asam
1. Hanya A yang benar
2. Hanya B yang benar
3. Kedua penilaian itu benar
4. Kedua penilaian tersebut salah.
Penjelasan: hanya garam asam setelah berdisosiasi, mereka membentuk kation hidrogen, oleh karena itu, A salah, tetapi B benar. Berikut ini contohnya:
NaCl → Na+ + Cl‾
Jawaban yang benar adalah 2.
Tugas No.6.
Nomor yang sama mol kation dan anion terbentuk setelah disosiasi sempurna dalam larutan air 1 mol
1. KNO3
2.CaCl2
3. Ba(NO3)2
4. Al2(SO4)3
Penjelasan: dalam persamaan ini kita dapat menulis persamaan disosiasi dan melihat koefisien yang dihasilkan, atau melihat indeks dalam rumus garam yang diberikan. Hanya molekul KNO3 yang memiliki jumlah mol yang sama:
KNO3 → K+ + NO3‾
Jawaban yang benar adalah 1.
Tugas No.7.
Ion klorida terbentuk selama disosiasi suatu zat yang rumusnya adalah
1.KClO3
2. AlCl3
3. NaClO
4.Cl2O7
Penjelasan: Di antara zat-zat ini, ion klorida hanya ditemukan dalam molekul aluminium klorida - AlCl3. Mari kita sajikan persamaan disosiasi garam ini:
AlCl3 → Al3+ + 3Cl‾
Jawaban yang benar adalah 2.
Tugas No.8.
Ion hidrogen terbentuk selama disosiasi suatu zat yang rumusnya adalah
1.H2SiO3
2.NH3xH2O
3.HBr
4.NaOH
Penjelasan: Ion hidrogen termasuk, di antara yang terdaftar, hanya dalam HBr: HBr → H+ + Br‾
(H2SiO3 dalam larutan terdisosiasi menjadi H2O dan SiO2)
Jawaban yang benar adalah 3.
Tugas No.9.
Dalam daftar zat:
A.asam sulfat
B.Oksigen
B. Kalium hidroksida
G.Glukosa
D.Natrium sulfat
E. Etil alkohol
elektrolit meliputi:
1. DIMANA 2. ABG 3. WDE 4. AED
Penjelasan: Elektrolit adalah asam, basa, atau garam kuat. Diantaranya adalah asam sulfat (H2SO4), kalium hidroksida (KOH), natrium sulfat (Na2SO4). Jawaban yang benar adalah 4.
Tugas No.10.
Selama proses disosiasi, ion fosfat membentuk masing-masing zat, rumusnya adalah sebagai berikut
1. H3PO4, (NH4)3PO4, Cu3(PO4)2
2. Mg3(PO4)2, Na3PO4, AlPO4
3. Na3PO4, Ca3(PO4)2, FePO4
4. K3PO4, H3PO4, Na3PO4
Penjelasan: seperti pada tugas sebelumnya, disini kita perlu mengetahui bahwa elektrolit adalah asam kuat atau garam yang larut, seperti misalnya pada no 4:
K3PO4 → 3K+ + PO4³‾
H3PO4 → 3H+ + PO4³‾
Na3PO4 → 3Na+ + PO4³‾
Jawaban yang benar adalah 4.
Tugas untuk solusi mandiri.
1. Ion hidrogen dan residu asam terbentuk dalam proses disosiasi elektrolitik:
1. Air
2. Asam nitrat
3. Asam silikat
4. Kalium nitrat
2. Elektrolit adalah masing-masing zat yang rumus rumusnya adalah :
1. KOH, H2O(dist), CaCl2
2. BaSO4, Al(NO3)3, H2SO4
3.BaCl2, H2SO4, LiOH
4. H2SiO3, AgCl, HCl
3. Apakah pernyataan tentang elektrolit berikut ini benar?
A.Nitrogen dan asam sulfat merupakan elektrolit kuat
B. Hidrogen sulfida dalam larutan berair terurai sempurna menjadi ion
1. Hanya A yang benar
2. Hanya B yang benar
3. Kedua penilaian itu benar
4. Kedua penilaian tersebut salah.
4. Masing-masing dua zat merupakan elektrolit
1. Tembaga(II) sulfida dan etanol
2. Asam klorida dan kalium sulfat
3. Merkuri (II) oksida dan kalsium sulfat
4. Magnesium karbonat dan oksida nitrat (I)
5. Dalam larutan air, ia berdisosiasi secara bertahap
1. Tembaga(II) nitrat
2. Asam nitrat
3. Asam sulfat
4. Natrium hidroksida
6. Apakah pernyataan tentang elektrolit berikut ini benar?
A. Berilium hidroksida dan besi(III) hidroksida merupakan elektrolit kuat.
B. Perak nitrat dalam larutan berair terurai sempurna menjadi ion
1. Hanya A yang benar
2. Hanya B yang benar
3. Kedua penilaian itu benar
4. Kedua penilaian tersebut salah.
7. Ion sulfat terbentuk selama proses disosiasi
1. Kalium sulfida
2. Asam hidrogen sulfida
3. Tembaga sulfida
4. Barium sulfat
8. Umum sifat kimia natrium hidroksida dan barium hidroksida disebabkan oleh
1. Adanya ion natrium dan barium dalam larutannya
2. Kelarutannya yang baik dalam air
3. Adanya tiga unsur dalam komposisinya
4. Adanya ion hidroksida dalam larutannya
9. Kationnya adalah
1. Ion sulfat
2. Ion natrium
3. Ion sulfida
4. Ion sulfit
10. Anion adalah
1. Ion kalsium
2. Ion silikat
3. Ion magnesium
4. Ion amonium
Tugas-tugas yang diberikan diambil dari kumpulan persiapan Ujian Negara Terpadu Kimia, penulis: Koroshchenko A.S. dan Kuptsova A.A.
