Кислородсодержащие кислоты и все основания рассматривают как продукт взаимодействия оксидов с водой и считают гидроксидами. Состав любого гидроксида можно выразить формулой R(OH)x где R - центральный ион, а OH- гидроксид ион. Отнесение гидроксида к классу оснований или кислот зависит от типа диссоциации его молекул в водном растворе.
Полярные молекулы при растворении в воде диссоциируют по месту наиболее полярной связи. Например в молекуле серной кислоты наиболее полярны связи O-H и диссоциация происходит с отщеплением катионов H+. В молекуле гидроксида аммония наиболее полярна связь O-NH4 и соединение диссоциирует с образованием OH-. Катион H+ отщепляется тем легче, чем полярнее, связь между атомами водорода и остальной частью молекулы. Например, в водных растворах катионы водорода легко отщепляются от молекул HCl, труднее отщепляются от молекул CH3COOH и практически не отщепляются от молекул этанола.
Все основания диссоциируют с отщеплением гидроксид ионов: R/OH=OH-+R+
Так диссоциируют гидроксиды, у которых связь между центральным ионом и кислородом менее прочна, то есть, более полярна чем между кислородом и водородом в гидроксид ионе. Диссоциация по типу кислоты изображается схемой: RO/H=H++RО-
Так диссоциируют молекулы гидроксидов, у которых связь между кислородом и водородом более полярна и менее прочна, чем между центральным ионом R и кислородом.
Амфотерные гидроксиды совмещают в себе свойства кислот и оснований. Они взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями, образуя соль и воду. Молекулы их диссоциируют по типу основания и по типу кислоты: H++RO- (по типу к-ты)=R/O/H=R++OH-(по типу осн-я) (А)
У амфотерных гидроксидов связь между ионом R и кислородом также непрочна, как и между кислородом и водородом, полярность этих связей примерно одинакова. К амфотерным электролитам относят: Zn(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3 .Из уравнения (А) видно, что в кислых растворах ионы OH- будут связываться, вследствие чего равновесие сместится в прямом направлении и будут преобладать катионы R+. И наоборот, в щелочной среде равновесие смещается в обратном направлении, преобладают анионы RO-. Следовательно, чтобы превратить ионы RO- в катионы R+, раствор следует подкислить. При подщелачивании процесс пойдёт в сторону образования ионов RO-. Следовательно это реакция обратима. При увеличении концентрации ионов H+ концентрация катионов R+ растёт а концентрация анионов RO- снижается. Относительное число катионов и анионов в растворе амфолитов зависит от pH среды.
При растворении амфотерных гидроксидов в щелочах получаються гидрокомплексы.
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-+2H2O=-
Следовательно при избытке кислоты алюминий существует в виде катионов, а при избытке щёлочи в виде анионов. Поэтому чтобы перевести гидрокомплекс в катионы алюминия раствор надо подкислить, а чтобы перевести катион алюминия в анион, раствор следует сильно подщелочить.
Амфотерна также вода, которая может как присоединять так и терять протоны.H2O+H+=H3O+ H2O-H+=OH-
Амфотерность гидроксидов широко используют для разделения смеси Ионов, а также при выполнение отдельных реакций на цинк алюминий хром и другие ионы. Так, Отделение алюминия хрома и цинка от остальных катионов третьей группы основано на различном характере гидроксидов. Сначала при действии гидроксида натрия все катионы третьей группы осаждаются в виде гидроксидов, но при добавлении избытка щёлочи гидроксиды алюминия хрома и цинка растворяются.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему