С водным раствором гидроксида калия взаимодействует


Гидроксид калия, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Гидроксид калия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

 

 

Гидроксид калия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу KOH.

 

Краткая характеристика гидроксида калия

Физические свойства гидроксида калия

Получение гидроксида калия

Химические свойства гидроксида калия

Химические реакции гидроксида калия

Применение и использование гидроксида калия

 

Краткая характеристика гидроксида калия:

Гидроксид калия – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула гидроксида калия KOН.

Обладает высокой гигроскопичностью, но меньшей чем у гидроксида натрия. Активно поглощает пары воды из воздуха.

Хорошо растворяется в воде, при этом выделяя большое количество тепловой энергии.

Гидроксид калия – едкое, токсическое и коррозионно-активное вещество. Оно относится к веществам второго класса опасности. Поэтому при работе с ним требуется соблюдать осторожность. При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьёзные химические ожоги.

 

Физические свойства гидроксида калия:

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула KOН
Синонимы и названия иностранном языке potassium hydroxide (англ.)

едкое кали (рус.)

калия гидроокись (рус.)

Тип вещества неорганическое
Внешний вид бесцветные моноклинные кристаллы
Цвет белый, бесцветный
Вкус —*
Запах
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 2044-2120
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 2,044-2,12
Температура кипения, °C 1327
Температура плавления, °C 380−406
Гигроскопичность высокая гигроскопичность
Молярная масса, г/моль 56,1056

* Примечание:

— нет данных.

 

Получение гидроксида калия:

Гидроксид калия в промышленном масштабе получается в результате электролиза хлористого калия с твердым асбестовым катодом (диафрагменный метод производства), с полимерным катодом (мембранный метод производства), с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства).

Основной тенденцией в мировом производстве гидроксида калия в последние 10 лет является переход производителей на мембранный метод электролиза.

 

Химические свойства гидроксида калия. Химические реакции гидроксида калия:

Гидроксид калия – химически активное вещество, сильное химическое основание.

Водные растворы KOH имеют сильную щелочную реакцию.

Химические свойства гидроксида калия аналогичны свойствам гидроксидов других щелочных металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция гидроксида калия с натрием:

KOH + Na → NaOH + K (t = 380-450 °C).

В результате реакции образуются гидроксид натрия и калий.

2. реакция гидроксида калия с хлором:

2KOH + Cl2 → KCl + KClO + H2O.

В результате реакции образуются хлорид калия, гипохлорит калия и вода. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде холодного концентрированного раствора.

3. реакция гидроксида калия с йодом:

6KOH + 3I2 → 5KI + KIO3 + H2O (t = 80 °C).

В результате реакции образуются йодид калия, иодат калия и вода. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде горячего концентрированного раствора.

4. реакция гидроксида калия с алюминием и водой:

2Al + 2KOH + 6H2O → 2K[Al(OH)4] + 3H2.

В результате реакции образуются тетрагидроксоалюминат калия и водород. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде горячего концентрированного раствора.

5. реакция гидроксида калия с цинком и водой:

Zn + 2KOH + 2H2O → K2[Zn(OH)4] + H2.

В результате реакции образуются тетрагидроксоцинкат натрия и водород.

6. реакция гидроксида калия с ортофосфорной кислотой:

H3PO4 + KOH → KH2PO4 + H2O.

В результате реакции образуются дигидроортофосфат калия и вода. При этом в качестве исходных веществ используются: фосфорная кислота в виде концентрированного раствора, гидроксид калия в виде разбавленного раствора.

Аналогично проходят реакции гидроксида калия и с другими кислотами.

7. реакция гидроксида калия с сероводородом:

H2S + KOH → KHS + H2O.

В результате реакции образуются гидросульфид калия и вода. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде разбавленного раствора.

8. реакция гидроксида калия с фтороводородом:

HF + KOH → KF + H2O,

2HF + KOH → KHF2 + H2O.

В результате реакции образуются в первом случае – фторид калия и вода, во втором – гидрофторид калия и вода. При этом гидроксид калия и фтороводород в первом случае в качестве исходного вещества используются в виде разбавленного раствора, во втором случае гидроксид калия и фтороводород используются в виде в виде концентрированного раствора.

9. реакция гидроксида калия с бромоводородом:

HBr + KOH → KBr + H2O.

В результате реакции образуются бромид калия и вода.

10. реакция гидроксида калия с йодоводородом:

HI + KOH → KI + H2O.

В результате реакции образуются йодид калия и вода.

11. реакция гидроксида калия с оксидом алюминия:

Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O (t = 900-1100 °C).

Оксид алюминия является амфотерным оксидом. В результате реакции образуются алюминат калия и вода. Реакция протекает при спекании исходных веществ.

12. реакция гидроксида калия с оксидом алюминия и водой:

Al2O3 + 2KOH + 3H2O → 2K[Al(OH)4].

Оксид алюминия является амфотерным оксидом. В результате реакции образуется тетрагидроксоалюминат калия. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется в виде горячего концентрированного раствора.

13. реакция гидроксида калия с оксидом углерода (углекислым газом):

KOH + CO2 → KHCO3,

2CO3 + KOH → KCO3 + H2O.

Оксид углерода является кислотным оксидом. В результате реакции образуются в первом случае – гидрокарбонат калия, во втором случае – карбонат калия и вода. Реакция в первом случае происходит в этаноле.

14. реакция гидроксида калия с оксидом серы:

SO2 + KOH → KHSO3,

2SO3 + KOH → K2SO3 + H2O.

Оксид серы является кислотным оксидом. В результате реакции образуются в первом случае – гидросульфит калия, во втором случае – сульфит калия и вода. Реакция в первом случае происходит в этаноле.

15. реакция гидроксида калия с оксидом кремния:

4KOH + 2SiO2 → K2SiO3 + K2Si4O5 + 2H2O (t = 900-1000 °C),

6KOH + 5SiO2 → K4SiO4 + K2Si4O9 + 3H2O.

В результате реакции образуются в первом случае – метасиликат калия, метатетрасиликат калия и вода, вот втором случае – ортосиликат калия, тетрасиликат калия и вода. При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется во втором случае в виде концентрированного раствора.

16. реакция гидроксида калия с гидроксидом алюминия:

Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O (t = 1000 °C),

Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4].

Гидроксид алюминия является амфотерным основанием. В результате реакции образуются в первом случае – алюминат калия и вода, во втором случае – тетрагидроксоалюминат натрия.  При этом гидроксид калия в качестве исходного вещества используется во втором случае в виде концентрированного раствора.

17. реакция гидроксида калия с гидроксидом цинка:

Zn(OH)2 + 2KOH → K2[Zn(OH)4].

Гидроксид цинка является амфотерным основанием. В результате реакции образуется тетрагидроксоцинкат калия.

18. реакция гидроксида калия с сульфатом железа:

FeSO4 + 2KOH → Fe(OH)2 + K2SO4.

В результате реакции образуются гидроксид железа и сульфат калия.

19. реакция гидроксида калия с хлоридом меди:

CuCl2 + 2KOH → Cu(OH)2 + 2KCl.

В результате реакции образуются гидроксид меди и хлорид калия.

20. реакция гидроксида калия с хлоридом алюминия:

AlCl3 + 3KOH → Al(OH)3 + 3KCl.

В результате реакции образуются гидроксид алюминия и хлорид калия.

Аналогично проходят реакции гидроксида калия и с другими солями. 

 

Применение и использование гидроксида калия:

Гидроксид калия используется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:

– в целлюлозно-бумажной промышленности – в производстве бумаги, картона, искусственных волокон, древесно-волоконных плит;

– для омыления жиров при производстве мыла, шампуня и других моющих средств;

– в химической и нефтехимической отраслях промышленности – как универсальное химическое соединение;

– для изготовления биодизельного топлива – получаемого из растительных масел и используемого для замены обычного дизельного топлива;

– в пищевой промышленности: для мытья и очистки фруктов и овощей от кожицы, в качестве регулятора кислотности. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E-525;

– в щелочных (алкалиновых) батарейках – в качестве электролита;

– в фотографии.

 

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

 

карта сайта

гидроксид калия реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения масса взаимодействие гидроксида калия 
реакции с оксидом натрия 

 

Коэффициент востребованности 5 535

Реакции в водном растворе

Растворителем в водных растворах является вода, которая составляет около 70% массы человеческого тела и необходима для жизни. Многие химические реакции, которые поддерживают нашу жизнь, зависят от взаимодействия молекул воды с растворенными соединениями. Более того, как мы обсудим в главе 5 «Энергетические изменения в химических реакциях», присутствие большого количества воды на поверхности Земли помогает поддерживать температуру ее поверхности в диапазоне, подходящем для жизни.В этом разделе мы опишем некоторые взаимодействия воды с различными веществами и познакомим вас с характеристиками водных растворов.

Полярные вещества

Как показано на рисунке 4.1 «Полярная природа воды», отдельная молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с атомом кислорода в изогнутой (V-образной) структуре. Как типично для элементов группы 16, атом кислорода в каждой ковалентной связи O – H притягивает электроны сильнее, чем атом водорода.(Для получения дополнительной информации о группах периодической таблицы и ковалентной связи см. Главу 2 «Молекулы, ионы и химические формулы» и главу 7 «Периодическая таблица и периодические тенденции».) Следовательно, ядра кислорода и водорода не имеют одинаковых электронов. Вместо этого атомы водорода бедны электронами по сравнению с нейтральным атомом водорода и имеют частичный положительный заряд, что обозначается величиной δ + . Атом кислорода, напротив, более богат электронами, чем нейтральный атом кислорода, поэтому он имеет частичный отрицательный заряд.Этот заряд должен быть вдвое больше, чем частичный положительный заряд каждого водорода, чтобы молекула имела нулевой чистый заряд. Таким образом, его заряд обозначается 2δ - . Это неравномерное распределение заряда создает полярную связь - химическую связь, в которой существует неравное распределение заряда между связывающими атомами, в которой одна часть молекулы несет частичный отрицательный заряд, а другая часть несет частичный положительный заряд (рис. 4.1 «Полярная природа воды»).Из-за расположения полярных связей в молекуле воды вода описывается как полярное вещество.

Рисунок 4.1. Полярная природа воды

Каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с атомом кислорода в изогнутой (V-образной) структуре. Поскольку атом кислорода притягивает электроны сильнее, чем атомы водорода, атом кислорода частично заряжен отрицательно (2δ -; синий), а атомы водорода частично положительно заряжены (δ + ; красный).Чтобы молекула имела нулевой чистый заряд, частичный отрицательный заряд кислорода должен быть в два раза больше, чем частичный положительный заряд каждого водорода.

Из-за асимметричного распределения заряда в молекуле воды соседние молекулы воды удерживаются вместе за счет притягивающих электростатических (δ + … δ - ) взаимодействий между частично отрицательно заряженным атомом кислорода одной молекулы и частично положительно заряженными атомами водорода. соседних молекул (рисунок 4.2 «Структура жидкой воды»). Чтобы преодолеть это электростатическое притяжение, необходима энергия. Фактически, без них вода испарялась бы при гораздо более низкой температуре, и ни океаны Земли, ни мы не существовали бы!

Рисунок 4.2 Структура жидкой воды

Показаны два вида молекулы воды: (а) шарообразная структура и (б) модель, заполняющая пространство. Молекулы воды удерживаются вместе за счет электростатического притяжения (пунктирные линии) между частично отрицательно заряженным атомом кислорода одной молекулы и частично положительно заряженными атомами водорода соседних молекул.В результате молекулы воды в жидкой воде образуют временные сети со структурой, подобной показанной. Поскольку взаимодействия между молекулами воды постоянно нарушаются и преобразуются, жидкая вода не имеет единой фиксированной структуры.

Как вы узнали в разделе 2.1 «Химические соединения», ионные соединения, такие как хлорид натрия (NaCl), также удерживаются вместе за счет электростатических взаимодействий - в данном случае между противоположно заряженными ионами в высокоупорядоченном твердом теле, где каждый ион окружен ионами. противоположного заряда в фиксированном расположении.В отличие от ионного твердого вещества, структура жидкой воды не полностью упорядочена, поскольку взаимодействия между молекулами в жидкости постоянно нарушаются и преобразуются.

Неравномерное распределение заряда в полярных жидкостях, таких как вода, делает их хорошими растворителями для ионных соединений. Когда твердое ионное вещество растворяется в воде, ионы диссоциируют . То есть частично отрицательно заряженные атомы кислорода молекул H 2 O окружают катионы (Na + в случае NaCl), а частично положительно заряженные атомы водорода в H 2 O окружают анионы (Cl - ; рисунок 4.3 «Растворение хлорида натрия в воде»). Отдельные катионы и анионы, каждый из которых окружен своей собственной оболочкой из молекул воды, называются гидратированными ионами. Отдельные катионы и анионы, каждый из которых окружен своей собственной оболочкой из молекул воды. Мы можем описать растворение NaCl в воде как

Уравнение 4.1

NaCl (ы) → H3O (л) Na +, (р) + Cl- (водн)

, где (aq) означает, что Na + и Cl - являются гидратированными ионами.

Рисунок 4.3 Растворение хлорида натрия в воде

Ионное твердое вещество, такое как хлорид натрия, растворяется в воде из-за электростатического притяжения между катионами (Na + ) и частично отрицательно заряженными атомами кислорода молекул воды, а также между анионами (Cl - ) и частично положительно заряженными заряженные атомы водорода воды.

Обратите внимание на узор

Полярные жидкости - хорошие растворители для ионных соединений.

Электролиты

Когда к раствору прикладывается электричество в виде электрического потенциала , ионы в растворе мигрируют к противоположно заряженному стержню или пластине, замыкая электрическую цепь, в то время как нейтральные молекулы в растворе этого не делают (Рисунок 4.4 «Эффект ионов на электропроводность воды »). Таким образом, растворы, содержащие ионы, проводят электричество, а растворы, содержащие только нейтральные молекулы, нет.Электрический ток будет протекать через цепь, показанную на Рисунке 4.4 «Влияние ионов на электропроводность воды», и лампочка будет светиться только , если присутствуют ионы. Чем ниже концентрация ионов в растворе, тем слабее ток и тусклее свечение. Например, чистая вода содержит очень низкие концентрации ионов, поэтому она плохо проводит электрический ток.

Обратите внимание на узор

Растворы, содержащие ионы, проводят электричество.

Рисунок 4.4. Влияние ионов на электропроводность воды

Электрический ток будет течь и зажигать лампочку, только если раствор содержит ионы. (а) Чистая вода или водный раствор неэлектролита пропускают ток, и лампочка не горит. (б) Слабый электролит производит несколько ионов, позволяя протекать току и тускло светиться лампочка. (c) Сильный электролит производит много ионов, позволяя протекать большему току и ярко светить лампочке.

Электролит Любое соединение, которое может образовывать ионы при растворении в воде (например, неэлектролиты). Электролиты могут быть сильными или слабыми. представляет собой любое соединение, которое может образовывать ионы при растворении в воде. При сильных электролитах Электролит, который полностью диссоциирует на ионы при растворении в воде, образуя водный раствор, который очень хорошо проводит электричество. растворяются, составляющие ионы полностью диссоциируют из-за сильного электростатического взаимодействия с растворителем, образуя водные растворы, которые очень хорошо проводят электричество (Рисунок 4.4 «Влияние ионов на электропроводность воды»). Примеры включают ионные соединения, такие как хлорид бария (BaCl 2 ) и гидроксид натрия (NaOH), которые являются сильными электролитами и диссоциируют следующим образом:

Уравнение 4.2

BaCl2 (ы) → H3O (л) Ва2 + (водно) + 2Cl- (водно)

Уравнение 4.3

NaOH (ы) → H3O (л) Na +, (р) + ОН- (водн)

Одиночные стрелки от реагента к продуктам в уравнении 4.2 и уравнение 4.3 показывают, что диссоциация завершена.

Со слабыми электролитами: Соединение, которое при растворении в воде образует относительно мало ионов, образуя водный раствор, который плохо проводит электричество. растворяются, они производят относительно мало ионов в растворе. Это не , а не означает, что соединения плохо растворяются в воде; многие слабые электролиты содержат полярные связи и поэтому хорошо растворяются в полярном растворителе, таком как вода. Однако они не полностью диссоциируют с образованием ионов из-за их более слабого электростатического взаимодействия с растворителем.Поскольку очень мало растворенных частиц являются ионами, водные растворы слабых электролитов не проводят электричество так же, как растворы сильных электролитов. Одним из таких соединений является уксусная кислота (CH 3 CO 2 H), которая содержит звено –CO 2 H. Хотя он растворим в воде, это слабая кислота и, следовательно, также слабый электролит. Точно так же аммиак (NH 3 ) является слабым основанием и, следовательно, слабым электролитом. Поведение слабых кислот и слабых оснований будет описано более подробно при обсуждении кислотно-основных реакций в разделе 4.6 «Кислотно-основные реакции».

Неэлектролиты: Вещество, которое растворяется в воде с образованием нейтральных молекул и практически не влияет на электрическую проводимость. которые растворяются в воде как нейтральные молекулы и, таким образом, практически не влияют на проводимость. Примерами неэлектролитов, которые хорошо растворимы в воде, но по существу не проводят ток, являются этанол, этиленгликоль, глюкоза и сахароза, все из которых содержат группу –OH, характерную для спиртов.В главе 8 «Ионная и ковалентная связь» мы обсудим, почему спирты и карбоновые кислоты по-разному ведут себя в водном растворе; пока, однако, вы можете просто искать присутствие групп –OH и –CO 2 H, пытаясь предсказать, является ли вещество сильным электролитом, слабым электролитом или неэлектролитом. Помимо спиртов, два других класса органических соединений, которые не являются электролитами, представляют собой альдегиды - класс органических соединений, которые имеют общую форму RCHO, в которой атом углерода карбонильной группы связан с атомом водорода и группой R.Группа R может быть либо другим атомом водорода, либо алкильной группой (например, кетоном). и кетоны - класс органических соединений с общей формой RC (O) R ’, в которых атом углерода карбонильной группы связан с двумя алкильными группами (например, альдегидом). Алкильные группы могут быть одинаковыми или разными, общие структуры которых показаны здесь. Различия между растворимыми и нерастворимыми веществами, а также между сильными, слабыми и неэлектролитами показаны на рисунке 4.5 «Разница между растворимыми и нерастворимыми соединениями (а) и сильными, слабыми и неэлектролитами (b)».

Обратите внимание на узор

Ионные вещества и карбоновые кислоты являются электролитами; спирты, альдегиды и кетоны не являются электролитами.

Общая структура альдегида и кетона. Обратите внимание, что оба содержат группу C = O.

Рис. 4.5. Разница между растворимыми и нерастворимыми соединениями (а) и сильными, слабыми и неэлектролитами (б)

Когда растворимое соединение растворяется, составляющие его атомы, молекулы или ионы рассеиваются в растворителе.Напротив, составляющие нерастворимого соединения остаются связанными друг с другом в твердом веществе. Растворимое соединение является сильным электролитом, если оно полностью диссоциирует на ионы, слабым электролитом, если оно лишь незначительно диссоциирует на ионы, и неэлектролитом, если оно растворяется с образованием только нейтральных молекул.

Пример 1

Предскажите, является ли каждое соединение сильным электролитом, слабым электролитом или неэлектролитом в воде.

  1. формальдегид

  2. хлорид цезия

Дано: соединение

Запрошено: относительная способность образовывать ионы в воде

Стратегия:

A Соединение классифицируется как ионное или ковалентное.

B Если соединение является ионным и растворяется, это сильный электролит, который полностью диссоциирует в воде с образованием раствора, который хорошо проводит электричество. Если соединение ковалентное и органическое, определите, содержит ли оно группу карбоновой кислоты. Если соединение содержит эту группу, это слабый электролит. Если нет, то это неэлектролит.

Решение:

  1. A Формальдегид - это органическое соединение, поэтому оно ковалентно. B Он содержит альдегидную группу, а не группу карбоновой кислоты, поэтому он должен быть неэлектролитом.
  2. A Хлорид цезия (CsCl) представляет собой ионное соединение, состоящее из ионов Cs + и Cl - . B Как практически все другие ионные соединения, растворимые в воде, хлорид цезия полностью диссоциирует на ионы Cs + (водн.) И Cl - (водн.). Следовательно, это должен быть сильный электролит.

Упражнение

Предскажите, является ли каждое соединение сильным электролитом, слабым электролитом или неэлектролитом в воде.

  1. (CH 3 ) 2 CHOH (2-пропанол)

  2. сульфат аммония

Ответ:

  1. неэлектролит
  2. сильный электролит

Сводка

Большинство химических реакций осуществляется в растворах , которые представляют собой гомогенные смеси двух или более веществ.В растворе растворенное вещество (вещество, присутствующее в меньшем количестве) диспергировано в растворителе (вещество, присутствующее в большем количестве). Водные растворы содержат воду в качестве растворителя, тогда как неводные растворы содержат растворители, отличные от воды.

Полярные вещества, такие как вода, содержат асимметричное расположение полярных связей , в которых электроны распределяются неравномерно между связанными атомами. Полярные вещества и ионные соединения, как правило, наиболее растворимы в воде, поскольку они благоприятно взаимодействуют с ее структурой.В водном растворе растворенные ионы становятся гидратированными ; то есть их окружает оболочка из молекул воды.

Вещества, растворяющиеся в воде, можно разделить на категории в зависимости от того, проводят ли полученные водные растворы электричество. Сильные электролиты полностью диссоциируют на ионы с образованием растворов, хорошо проводящих электричество. Слабые электролиты производят относительно небольшое количество ионов, в результате чего растворы плохо проводят электричество. Неэлектролиты растворяются в виде незаряженных молекул и не влияют на электропроводность воды.

Ключевые вынос

  • Водные растворы можно разделить на полярные и неполярные в зависимости от того, насколько хорошо они проводят электричество.

Концептуальные проблемы

  1. Каковы преимущества проведения реакции в растворе по сравнению с простым смешиванием чистых реагентов?

  2. Какие типы соединений растворяются в полярных растворителях?

  3. Опишите распределение заряда в жидкой воде.Как это распределение влияет на его физические свойства?

  4. Должна ли молекула иметь асимметричное распределение заряда, чтобы быть полярной? Поясните свой ответ.

  5. Почему многие ионные вещества растворимы в воде?

  6. Объясните фразу , как растворяется, как .

  7. Какие ковалентные соединения растворимы в воде?

  8. Почему большинство ароматических углеводородов имеют лишь ограниченную растворимость в воде? Ожидаете ли вы, что их растворимость в этаноле будет выше, ниже или такая же по сравнению с водой? Зачем?

  9. Предскажите, будет ли каждое соединение растворяться в воде, и объясните почему.

    1. толуол
    2. уксусная кислота
    3. натрия ацетат
    4. бутанол
    5. пентановая кислота
  10. Предскажите, будет ли каждое соединение растворяться в воде, и объясните почему.

    1. хлорид аммония
    2. 2-пропанол
    3. гептан
    4. дихромат калия
    5. 2-октанол
  11. Учитывая воду и толуол, предскажите, какой растворитель лучше для каждого соединения, и объясните свои рассуждения.

    1. цианид натрия
    2. бензол
    3. уксусная кислота
    4. этоксид натрия (CH 3 CH 2 ONa)
  12. Из воды и толуола: предскажите, какой растворитель лучше для каждого соединения, и объясните свои рассуждения.

    1. т -бутанол
    2. хлорид кальция
    3. сахароза
    4. циклогексен
  13. Соединение A делится на три равных образца. Первый образец не растворяется в воде, второй образец лишь незначительно растворяется в этаноле, а третий образец полностью растворяется в толуоле.Что это говорит о полярности A ?

  14. Вам дается смесь трех твердых соединений - A, , B, и C, - и говорят, что A, - полярное соединение, B - слегка полярное соединение, а C - неполярное. Предложите способ разделения этих трех соединений.

  15. Лаборанту дают образец, содержащий только хлорид натрия, сахарозу и циклодеканон (кетон).Вы должны сказать технику, как отделить эти три соединения от смеси. Что ты предлагаешь?

  16. Многие лекарства, отпускаемые без рецепта, продаются в виде растворов этанол / вода, а не в виде чисто водных растворов. Назовите правдоподобную причину такой практики.

  17. Чем отличается слабый электролит от сильного электролита?

  18. Какие органические группы образуют водные растворы, проводящие электричество?

  19. Брызгаться босиком в лужах во время грозы считается очень опасным.Зачем?

  20. Какие решения, по вашему мнению, будут хорошо проводить электричество? Объясните свои рассуждения.

    1. водный раствор хлорида натрия
    2. раствор этанола в воде
    3. раствор хлорида кальция в воде
    4. раствор сахарозы в воде
  21. Какие решения, по вашему мнению, будут хорошо проводить электричество? Объясните свои рассуждения.

    1. водный раствор уксусной кислоты
    2. водный раствор гидроксида калия
    3. раствор этиленгликоля в воде
    4. раствор хлорида аммония в воде
  22. Что из перечисленного является сильным электролитом, слабым электролитом или неэлектролитом в водном растворе? Объясните свои рассуждения.

    1. гидроксид калия
    2. аммиак
    3. хлорид кальция
    4. бутановая кислота
  23. Что из перечисленного является сильным электролитом, слабым электролитом или неэлектролитом в водном растворе? Объясните свои рассуждения.

    1. гидроксид магния
    2. бутанол
    3. бромид аммония
    4. пентановая кислота
  24. Что из следующего является сильным электролитом, слабым электролитом или неэлектролитом в водном растворе? Объясните свои рассуждения.

    1. H 2 SO 4
    2. диэтиламин
    3. 2-пропанол
    4. хлорид аммония
    5. пропановая кислота

ответов

  1. Ионные соединения, такие как NaCl, удерживаются вместе за счет электростатических взаимодействий между противоположно заряженными ионами в высокоупорядоченном твердом теле.Когда ионное соединение растворяется в воде, частично отрицательно заряженные атомы кислорода молекул H 2 O окружают катионы, а частично положительно заряженные атомы водорода в H 2 O окружают анионы. Благоприятные электростатические взаимодействия между водой и ионами компенсируют потерю электростатических взаимодействий между ионами в твердом теле.

    1. Поскольку толуол является ароматическим углеводородом, в котором отсутствуют полярные группы, маловероятно, что он образует гомогенный раствор в воде.
    2. Уксусная кислота содержит группу карбоновой кислоты, присоединенную к небольшой алкильной группе (метильная группа). Следовательно, полярные характеристики группы карбоновой кислоты будут доминировать, и уксусная кислота будет образовывать гомогенный раствор с водой.
    3. Поскольку большинство солей натрия растворимы, ацетат натрия должен образовывать гомогенный раствор с водой.
    4. Как и все спирты, бутанол содержит группу -ОН, которая может хорошо взаимодействовать с водой.Алкильная группа довольно большая, состоит из 4-углеродной цепи. В этом случае неполярный характер алкильной группы, вероятно, будет так же важен, как полярный характер -ОН, уменьшая вероятность того, что бутанол образует гомогенный раствор с водой.
    5. Как и уксусная кислота, пентановая кислота представляет собой карбоновую кислоту. Однако, в отличие от уксусной кислоты, алкильная группа довольно большая и состоит из 4-углеродной цепи, как в бутаноле. Как и в случае с бутанолом, неполярный характер алкильной группы, вероятно, так же важен, как полярный характер группы карбоновой кислоты, что делает маловероятным образование пентановой кислоты гомогенного раствора с водой.(Фактически, растворимость бутанола и пентановой кислоты в воде довольно низкая, всего около 3 г на 100 г воды при 25 ° C.)
  2. Электролит - это любое соединение, которое может образовывать ионы при растворении в воде.Когда сильный электролит растворяется в воде, он полностью диссоциирует с образованием составляющих ионов. Напротив, когда слабый электролит растворяется в воде, он производит относительно мало ионов в растворе.

,

Написать чистое ионное уравнение реакции, которая происходит при объединении водных растворов соляной кислоты и гидроксида калия?

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
  • астрономия
  • астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • наука о планете Земля
  • Наука об окружающей среде
  • Органическая химия
  • физика
математический
  • Алгебра
  • Исчисление
  • Геометрия
  • Prealgebra
  • тригонометрия и алгебра
  • Статистика
  • тригонометрия
.

10.1 Кислоты и основания в водном растворе

Цели обучения

  • Для распознавания соединения как кислоты Аррениуса или основания Аррениуса.
  • Для описания характеристик кислот и оснований.
  • Написать уравнения реакций нейтрализации.

Один из способов определить класс соединений - описать различные характеристики, которые являются общими для его членов. В случае соединений, известных как кислоты, общие характеристики включают кислый вкус, способность изменять цвет растительного красителя лакмус на красный и способность растворять определенные металлы и одновременно выделять газообразный водород.Для соединений, называемых основами, общими характеристиками являются скользкая текстура, горький вкус и способность изменять цвет лакмусовой бумаги на синий. Кислоты и основания также реагируют друг с другом с образованием соединений, обычно известных как соли.

Хотя мы включаем их вкусы в число общих характеристик кислот и оснований, мы никогда не выступаем за дегустацию неизвестных химических веществ!

Однако химики предпочитают давать определения кислот и оснований в химических терминах.Шведский химик Сванте Аррениус разработал первые химические определения кислот и оснований в конце 1800-х годов. Аррениус определил кислоту как соединение, которое увеличивает концентрацию иона водорода (H + ) в водном растворе. Многие кислоты представляют собой простые соединения, которые при растворении выделяют катион водорода в раствор. Точно так же Аррениус определил основание как соединение, которое увеличивает концентрацию гидроксид-иона (OH -) в водном растворе. Многие основания представляют собой ионные соединения, в качестве аниона которых используется гидроксид-ион, который высвобождается при растворении основания в воде.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): формулы и названия некоторых кислот и оснований
Кислоты Основания
Формула Имя Формула Имя
HCl (водн.) соляная кислота NaOH (водн.) натрия гидроксид
HBr (водн.) бромистоводородная кислота КОН (водн.) гидроксид калия
HI (водн.) иодоводородная кислота Мг (OH) 2 (водн.) гидроксид магния
H 2 S (водн.) Кислота сероводородная Ca (OH) 2 (водн.) гидроксид кальция
HC 2 H 3 O 2 (водн.) уксусная кислота NH 3 (водн.) аммиак
HNO 3 (водн.) азотная кислота NaHCO 3 (водн.) бикарбонат натрия
HNO 2 (водн.) азотистая кислота CaCO 3 (водн.) карбонат кальция
H 2 SO 4 (водн.) серная кислота
H 2 SO 3 (водн.) сернистая кислота
HClO 3 (водн.) хлорная кислота
HClO 4 (водн.) хлорная кислота
HClO 2 (водн.) хлорноватистая кислота
H 3 PO 4 (водн.) фосфорная кислота
H 3 PO 3 (водн.) фосфорная кислота
h3CO 3 (водн.) угольная кислота

Многие основания и их водные растворы названы с использованием обычных правил для ионных соединений, которые были представлены ранее; то есть они называются гидроксидными соединениями.Например, гидроксид натрия (NaOH) является одновременно ионным соединением и водным раствором. Однако у водных растворов кислот есть свои правила наименования. Названия бинарных кислот (соединения с водородом и еще одним элементом в их формуле) основаны на корне названия другого элемента, которому предшествует префикс hydro и за которым следует суффикс - ic acid . Таким образом, водный раствор HCl [обозначенный «HCl (водный)»] называется соляной кислотой, H 2 S (водный) называется сероводородной кислотой и так далее.Кислоты, состоящие из более чем двух элементов (обычно водорода и кислорода и некоторых других элементов), имеют названия, основанные на названии другого элемента, за которым следует суффикс - ic кислота или -ous acid , в зависимости от числа. атомов кислорода в формуле кислоты. Другие префиксы, такие как per- и hypo-, также встречаются в названиях некоторых кислот. К сожалению, не существует строгого правила для количества атомов кислорода, связанных с суффиксом - ic acid ; названия этих кислот лучше всего запоминаются.В таблице \ (\ PageIndex {1} \) перечислены некоторые кислоты и основания и их названия. Обратите внимание, что кислоты имеют водород, записанный первым, как если бы это был катион, в то время как большинство оснований имеют отрицательный ион гидроксида, если он появляется в формуле, записанный последним.

Название «кислород» происходит от латинского, означающего «производитель кислоты», потому что его первооткрыватель Антуан Лавуазье считал, что это незаменимый элемент в кислотах. Лавуазье ошибался, но менять имя уже поздно.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Назовите каждое вещество.

  1. ВЧ (водн.)
  2. Sr (OH) 2 (водн.)

Решение

  1. Эта кислота имеет только два элемента в своей формуле, поэтому ее название включает в себя приставку hydro -. Основа названия другого элемента, фтора, - это фтор , и мы также должны включить окончание - ic кислота . Его название - плавиковая кислота.
  2. Это основание называется ионным соединением между ионом стронция и ионом гидроксида: гидроксид стронция.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Назовите каждое вещество.

  1. H 2 Se (водн.)
  2. Ba (OH) 2 (водн.)
Ответ

а. гидроселеновая кислота

г. гидроксид бария

Обратите внимание, что одно основание, указанное в таблице \ (\ PageIndex {1} \) - аммиак - не содержит гидроксида в составе своей формулы. Как это соединение увеличивает количество гидроксид-иона в водном растворе? Вместо того, чтобы диссоциировать на ионы гидроксида, молекулы аммиака реагируют с молекулами воды, отбирая ион водорода из молекулы воды, чтобы произвести ион аммония и ион гидроксида:

\ [NH_ {3 (aq)} + H_2O _ {(ℓ)} \ rightarrow NH ^ + _ {4 (aq)} + OH ^ −_ {(aq)} \ label {Eq1} \]

Поскольку эта реакция аммиака с водой вызывает увеличение концентрации гидроксид-ионов в растворе, аммиак удовлетворяет определению основания Аррениуса.Многие другие азотсодержащие соединения являются основаниями, потому что они также реагируют с водой с образованием гидроксид-ионов в водном растворе.

,

Смотрите также