Смещение ионных равновесийМатериалы / Электролиты и их свойства / Смещение ионных равновесийСтраница 2
или в ионно-молекулярной форме:
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓
Последняя реакция служит примером образования не только слабого, но и малорастворимого электролита.
С рассмотренной точки зрения становится ясным различие между реакциями нейтрализации сильной кислоты сильным основанием и случаями нейтрализации, когда хотя бы одно из исходных веществ — слабый электролит. При нейтрализации сильной кислоты сильным основанием в растворе образуется только один слабый электролит — вода. При этом равновесие сильно смещено вправо и реакция в этом случае доходит практически до конца
Н+ + OH- ↔ Н2О
При нейтрализации же слабой кислоты или слабого основания в растворе существуют, по крайней мере, два слабых электролита — вода и слабая кислота или слабое основание. Например, при нейтрализации уксусной кислоты сильным основанием в растворе устанавливаются два равновесия:
Н+ + СН3СОО- ↔ СН3СООН
Н+ + ОН- ↔ Н2О
Ион водорода может, таким образом, связаться в молекулу уксусной кислоты или в молекулу воды. Ионы СН3СОО- и ОН- как бы «конкурируют» друг с другом в связывании иона водорода. Поэтому в данном случае реакция нейтрализации доходит не до конца, а до состояния равновесия:
СН3СООН + OH- ↔ СН3СОО- + Н2О
Однако это равновесие сильно смещено вправо, поскольку вода — значительно более слабый электролит, чем уксусная кислота, так что связывание ионов Н+ в молекулы воды происходит полнее, чем в молекулы уксусной кислоты.
При нейтрализации слабого основания — гидроксида аммония - сильной кислотой в растворе тоже устанавливаются два равновесия:
NH4+ + OH- ↔ NH4OH
H+ + OH- ↔ Н2О
Здесь конкурируют ионы NH4+ и H+, связывающие гидроксид-ионы в недиссоциированные молекулы. В результате и эта реакция доходит не до конца, а до состояния равновесия:
H+ + NH4OH ↔ NH4+ + Н2О
Но поскольку вода — значительно более слабый электролит, чем NH4OH, равновесие сильно смещено вправо.
Подобные процессы происходят и при реакциях, в ходе которых малорастворимое вещество превращается в растворимый, но слабо диссоциирующий продукт. К таким реакциям относится, например, растворение сульфидов некоторых металлов в соляной кислоте. Так, взаимодействие сульфида марганца с соляной кислотой выражается уравнением
MnS(к) + 2НСl =MnCl2 + H2S
или
MnS(к) + 2Н+ =Mn2+ + H2S
Присутствие в числе исходных веществ малорастворимого электролита (MnS), при образовании которого связываются ионы S2-, обусловливает протекание реакции влево. С другой стороны, при образовании слабого электролита (H2S) также связываются ионы S2-, что способствует протеканию реакции вправо. Таким образом, ионы S2- участвуют в двух конкурирующих процессах, приводящих к установлению двух равновесий:
S2- + Mn2+ ↔ MnS(к)
и
S2- + 2Н+ ↔ H2S
Направление рассматриваемой реакции зависит от того, какое из двух веществ — H2S или MnS — в большей степени связывает ионы S2-. Суммарная константа диссоциации сероводорода К = К1 К2 = 6∙10-22; произведение же растворимости MnS равно 2,5∙10-10 . Отсюда ясно, что связывание ионов S2- в молекулы сероводорода происходит полнее, чем в MnS. Поэтому рассматриваемая реакция протекает вправо — сульфид марганца растворяется в соляной кислоте.
Смотрите также
Физики сымитируют большой взрыв в пробирке
Физики создали "вселенную в пробирке", которую можно использовать для проверки универсальных теорий природы Вселенной.
Была взята пробирка размером с мизинец, которую охладили до температу ...
Иммобилизованные соединения
Иммобилизация – это закрепление
вещества на поверхности носителя (матрицы).
Методы иммобилизации:
- Физическая мобилизация представляет собой
включение вещества в такую среду, в которо ...
Магний
...