Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

12.5: Сильні та слабкі кислоти та основи та їх солі

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    22485

    • Anonymous
    • LibreTexts
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Визначте сильну і слабку кислоту і основу.
    • Розпізнайте кислоту або основу як сильну або слабку.
    • Визначте, чи утворює сіль кислий або основний розчин.

    За винятком їх назв і формул, до цих пір ми розглядали всі кислоти як рівні, особливо в хімічній реакції. Однак кислоти можуть сильно відрізнятися дуже важливим чином. Розглянемо\(\ce{HCl(aq)}\). Коли\(\ce{HCl}\) розчиняється в\(\ce{H2O}\), він повністю дисоціює на\(\ce{Cl^{−}(aq)}\) іони\(\ce{H^{+}(aq)}\) і; всі\(\ce{HCl}\) молекули стають іонами:

    \[\ce{HCl\overset{100\%}{\rightarrow}H^{+}(aq)+Cl^{-}(aq)}\nonumber \]

    Будь-яка кислота, яка дисоціює 100% на іони, називається сильною кислотою. Якщо він не дисоціює 100%, це слабка кислота. Оцтова кислота (\(\ce{HC2H3O2}\)) - приклад слабкої кислоти:

    \[\ce{HC2H3O2 \overset{\sim 5\%}{\longrightarrow} H^{+}(aq) + C2H3O2^{-}(aq)} \nonumber \]

    Оскільки ця реакція не йде на 100% до завершення, доцільніше записати її як оборотну реакцію:

    \[\ce{HC2H3O2 \rightleftharpoons H^{+}(aq) + C2H3O2^{-}(aq)} \nonumber \]

    Як з'ясовується, сильних кислот дуже мало, які наведені в табл\(\PageIndex{1}\). Якщо кислота тут не вказана, то це слабка кислота. Він може бути 1% іонізованим або 99% іонізованим, але все ж класифікується як слабка кислота.

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Сильні кислоти і основи
    Кислоти Основи
    HCl ЛеО
    HBr NaOH
    ПРИВІТ КОНХ
    НЕМАЄ 3 Бро
    Н 2 ТАК 4 CsoH
    ХЛО 3 Мг (ОН) 2
    ХЛО 4 Са (ОН) 2
      Ср (ОН) 2
      Ба (ОН) 2

    Питання схоже з основами: міцна основа - це основа, яка на 100% іонізується в розчині. Якщо він менше 100% іонізований в розчині, це слабка основа. Сильних підстав (Таблиця\(\PageIndex{1}\)) дуже мало; будь-яка база, не вказана, є слабкою базою. Всі міцні основи є OH — з'єднання. Таким чином, база, залежна від якогось іншого механізму, наприклад NH 3 (яка не містить іонів OH − як частина своєї формули), буде слабкою основою.

    Приклад\(\PageIndex{1}\)

    Визначте кожну кислоту або основу як сильну або слабку.

    1. HCl
    2. Мг (ОН) 2
    3. С 5 Ч 5 Н
    Рішення
    1. Оскільки HCl вказано в табл.\(\PageIndex{1}\), Це сильна кислота.
    2. Оскільки Mg (OH) 2 вказано в таблиці\(\PageIndex{1}\), це сильна основа.
    3. Азот в C 5 H 5 N діяв би як протонний акцептор і тому може вважатися основою, але оскільки він не містить з'єднання OH, його не можна вважати сильною основою; це слабка основа.
    Вправа\(\PageIndex{1}\)

    Визначте кожну кислоту або основу як сильну або слабку.

    1. Бро
    2. HNO 2
    Відповідь на

    міцна основа

    Відповідь б

    слабка кислота

    Приклад\(\PageIndex{2}\)

    Напишіть збалансоване хімічне рівняння для дисоціації Са (ОН) 2 і вкажіть, переходить воно на 100% до продуктів чи ні.

    Рішення

    Це іонна сполука іонів Ca 2+ та OH − іонів. Коли іонне з'єднання розчиняється, воно розділяється на складові його іони:

    \[\ce{Ca(OH)2 → Ca^{2+}(aq) + 2OH^{-}(aq)} \nonumber \nonumber \]

    Оскільки Ca (OH) 2 вказано в табл.\(\PageIndex{1}\), ця реакція протікає 100% на продукти.

    Вправа\(\PageIndex{2}\)

    Напишіть збалансоване хімічне рівняння дисоціації гідразової кислоти (HN 3) і вкажіть, переходить вона на 100% до продуктів чи ні.

    Відповідь

    Реакція наступна:

    \[\ce{HN3 → H+(aq) + N3^{-}(aq)} \nonumber \nonumber \]

    Це не стосується 100% продуктів, оскільки гідразойна кислота не є сильною кислотою.

    Деякі солі також впливатимуть на кислотність або основність водних розчинів, оскільки деякі іони піддаватимуться гідролізу, як це робить NH 3, щоб зробити основний розчин. Загальне правило полягає в тому, що солі з іонами, що входять до складу сильних кислот або підстав, не будуть гідролізуватися, тоді як солі з іонами, що входять до складу слабких кислот або підстав, будуть гідролізуватися.

    Розглянемо NaCl. Коли він розчиняється у водному розчині, він розділяється на іони Na + і Cl − іони:

    \[\ce{NaCl → Na+(aq) + Cl^{−}(aq)}\nonumber \]

    Чи буде гідролізуватися іон Na + (aq)? Якщо це так, він буде взаємодіяти з іоном OH −, щоб зробити NaOH:

    \[\ce{Na+(aq) + H2O → NaOH + H+(aq)}\nonumber \]

    Однак NaOH є сильною основою, а це означає, що він на 100% іонізований в розчині:

    \[\ce{NaOH → Na^+(aq) + OH^{−}(aq)}\nonumber \]

    Вільний іон OH − (aq) реагує з іоном H + (aq), щоб переробити молекулу води:

    \[\ce{H+(aq) + OH^{−}(aq) → H2O}\nonumber \]

    Чистий результат? Змін немає, тому немає ніякого впливу на кислотність або основність розчину від іона Na + (aq). А як щодо іона Cl −? Чи буде він гідролізуватися? Якщо це так, він візьме іон Н + з молекули води:

    \[\ce{Cl^{−}(aq) + H2O → HCl + OH^{−}}\nonumber \]

    Однак HCl є сильною кислотою, а значить, вона на 100% іонізується в розчині:

    \[\ce{HCl → H+(aq) + Cl^{−}(aq)}\nonumber \]

    Вільний іон H + (aq) реагує з іоном OH − (aq), щоб переробити молекулу води:

    \[\ce{H+(aq) + OH^{−}(aq) → H2O}\nonumber \]

    Чистий результат? Змін немає, тому немає ніякого впливу на кислотність або основність розчину від іона Cl − (aq). Оскільки жоден іон в NaCl не впливає на кислотність або основність розчину, NaCl є прикладом нейтральної солі. Нейтральна сіль - це будь-яке іонне з'єднання, яке не впливає на кислотність або основність його водного розчину.

    Речі змінюються, однак, коли ми розглядаємо сіль, як NaC 2 H 3 O 2. Ми вже знаємо, що іон Na + не вплине на кислотність розчину. А як щодо ацетатного іона? Якщо вона гідролізується, то з молекули води прийме Н +:

    \[\ce{C2H3O2^{−}(aq) + H2O \rightleftharpoons HC2H3O2 + OH−(aq)}\nonumber \]

    Це трапляється? Так, це так. Чому? Тому що HC 2 H 3 O 2 є слабкою кислотою. Будь-який шанс слабка кислота повинна утворитися, вона буде (те ж саме зі слабкою основою). Оскільки деякі іони C 2 H 3 O 2 − гідролізуються з H 2 O, утворюючи молекулярну слабку кислоту, утворюються OH − іони. OH − іони роблять розчини основними. При цьому розчини NaC 2 H 3 O 2 є трохи основними, тому таку сіль називають основною сіллю.

    Існують також солі, водні розчини яких слабокислі. NH 4 Cl є прикладом. Коли NH 4 Cl розчиняється в H 2 O, він розділяється на іони NH 4+ та іони Cl −. Ми вже бачили, що іон Cl − не гідролізується. Однак іон NH 4 + буде:

    \[\ce{NH4+(aq) + H2O \rightleftharpoons NH3(aq) + H3O+(aq)}\nonumber \]

    Нагадаємо з розділу 12.2, що H 3 O + іон є іоном гідронію, більш хімічно правильним способом представлення іона Н +. Це класичний вид кислоти в розчині, тому розчин іонів NH 4 + (aq) слабокислий. NH 4 Cl є прикладом кислотної солі. Молекула NH 3 є слабкою основою, і вона утворюється, коли зможе, так само, як слабка кислота утворюється, коли може.

    Отже, існує два загальних правила:

    1. Якщо іон виходить з сильної кислоти або основи, це не вплине на кислотність розчину.
    2. Якщо іон походить від слабкої кислоти, він зробить розчин основним; якщо іон походить від слабкої основи, це зробить розчин кислим.
    Приклад\(\PageIndex{3}\)

    Визначте кожну сіль як кислу, основну або нейтральну.

    1. KCl
    2. КНО 2
    3. NH 4 Бар
    Рішення
    1. Іони з KCl походять з сильної кислоти (HCl) і сильної основи (KOH). Тому жоден іон не вплине на кислотність розчину, тому KCl є нейтральною сіллю.
    2. Хоча іон K + походить від сильної основи (KOH), іон NO 2 − походить від слабкої кислоти (HNO 2). Тому розчин буде основним, а КНО 2 - основною сіллю.
    3. Хоча іони Br − походять від сильної кислоти (HBr), іон NH 4 + походить від слабкої основи (NH 3), тому розчин буде кислим, а NH 4 Br - кислою сіллю.
    Вправа\(\PageIndex{3}\)

    Визначте кожну сіль як кислу, основну або нейтральну.

    1. (С 5 Н 5 Н) Сл
    2. Na 2 СО 3
    Відповідь на

    кислотні

    Відповідь б

    основні

    Деякі солі складаються з іонів, які надходять як зі слабких кислот, так і зі слабких підстав. Загальний вплив на водний розчин залежить від того, який іон надає більший вплив на загальну кислотність. Такі солі ми тут розглядати не будемо.

    Резюме

    • Сильні кислоти і основи на 100% іонізуються у водному розчині.
    • Слабкі кислоти і основи менше 100% іонізуються у водному розчині.
    • Солі слабких кислот або підстав можуть впливати на кислотність або основність їх водних розчинів.