मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स. मजबूत और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स

इलेक्ट्रोलाइट का पृथक्करण मात्रात्मक रूप से पृथक्करण की डिग्री से निर्धारित होता है। पृथक्करण की डिग्री ए–एन आयनों में विघटित अणुओं की संख्या का अनुपात है।,को कुल गणनाविघटित इलेक्ट्रोलाइट अणु एन :

ए =

एआयनों में विघटित इलेक्ट्रोलाइट अणुओं का अंश है।

इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण की डिग्री कई कारकों पर निर्भर करती है: इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति, विलायक की प्रकृति, समाधान की एकाग्रता और तापमान।

अलग करने की क्षमता के अनुसार, इलेक्ट्रोलाइट्स को सशर्त रूप से मजबूत और कमजोर में विभाजित किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट्स जो विलयन में केवल आयन के रूप में मौजूद होते हैं, कहलाते हैं मज़बूत . इलेक्ट्रोलाइट्स, जो विघटित अवस्था में आंशिक रूप से अणुओं के रूप में और आंशिक रूप से आयनों के रूप में होते हैं, कहलाते हैं कमज़ोर .

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में लगभग सभी लवण, कुछ एसिड शामिल हैं: एच 2 एसओ 4, एचएनओ 3, एचसीएल, एचआई, एचसीएलओ 4, क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रॉक्साइड (परिशिष्ट देखें, तालिका 6)।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण की प्रक्रिया अंत तक जाती है:

HNO 3 = H + + NO 3 -, NaOH = Na + + OH -,

और पृथक्करण समीकरणों में समान चिह्न लगाए जाते हैं।

जैसा कि मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स पर लागू होता है, "पृथक्करण की डिग्री" की अवधारणा सशर्त है। " स्पष्ट" पृथक्करण की डिग्री (एप्रत्येक) सत्य के नीचे (परिशिष्ट, तालिका 6 देखें)। किसी घोल में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता में वृद्धि के साथ, विपरीत रूप से आवेशित आयनों की परस्पर क्रिया बढ़ जाती है। जब एक-दूसरे के पास पर्याप्त रूप से आते हैं, तो वे सहयोगी बन जाते हैं। उनमें मौजूद आयन प्रत्येक आयन के चारों ओर ध्रुवीय पानी के अणुओं की परतों से अलग हो जाते हैं। यह समाधान की विद्युत चालकता में कमी को प्रभावित करता है, अर्थात। अपूर्ण पृथक्करण का प्रभाव उत्पन्न होता है।

इस प्रभाव को ध्यान में रखने के लिए, गतिविधि गुणांक जी पेश किया गया है, जो बढ़ते समाधान एकाग्रता के साथ घटता है, 0 से 1 तक भिन्न होता है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान के गुणों का मात्रात्मक वर्णन करने के लिए, एक मात्रा कहा जाता है गतिविधि (ए).

किसी आयन की सक्रियता को उसकी उस प्रभावी सांद्रता के रूप में समझा जाता है, जिसके अनुसार वह रासायनिक प्रतिक्रियाओं में कार्य करता है।

आयन गतिविधि ( ए) इसकी दाढ़ सांद्रता के बराबर है ( साथ) गतिविधि कारक (जी) से गुणा किया गया:

ए = जी साथ.

एकाग्रता के बजाय गतिविधि का उपयोग आदर्श समाधानों के लिए स्थापित नियमितताओं को समाधानों पर लागू करना संभव बनाता है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में कुछ खनिज (HNO 2, H 2 SO 3, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, H 3 PO 4) और अधिकांश कार्बनिक अम्ल (CH 3 COOH, H 2 C 2 O 4, आदि) शामिल हैं। अमोनियम हाइड्रॉक्साइड एनएच 4 ओएच और पानी में सभी खराब घुलनशील आधार, कार्बनिक एमाइन।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स का पृथक्करण प्रतिवर्ती है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में, आयनों और असंबद्ध अणुओं के बीच एक संतुलन स्थापित होता है। संगत पृथक्करण समीकरणों में, उत्क्रमणीयता का चिह्न ("") लगाया जाता है। उदाहरण के लिए, कमजोर एसिटिक एसिड के लिए पृथक्करण समीकरण इस प्रकार लिखा गया है:

सीएच 3 सीओओएच « सीएच 3 सीओओ - + एच +।

एक कमजोर बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट के समाधान में ( के.ए) निम्नलिखित संतुलन स्थापित किया गया है, जो एक संतुलन स्थिरांक द्वारा विशेषता है जिसे पृथक्करण स्थिरांक कहा जाता है कोडी:

केए "के + + ए -,

.

यदि 1 लीटर घोल में घोल दिया जाए साथइलेक्ट्रोलाइट के मोल के.एऔर पृथक्करण की डिग्री ए के बराबर है, जिसका अर्थ है कि पृथक्करण ए.सीइलेक्ट्रोलाइट के मोल और प्रत्येक आयन के अनुसार गठित किया गया था ए.सीतिल. असंबद्ध अवस्था में रहता है ( साथ – ए.सी) तिल के.ए.

केए « के + + ए - .

सी - एसी एसी एसी

तब पृथक्करण स्थिरांक बराबर होगा:

(6.1)

चूंकि पृथक्करण स्थिरांक एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है, व्युत्पन्न संबंध इसकी एकाग्रता पर एक कमजोर बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की डिग्री की निर्भरता को व्यक्त करता है। समीकरण (6.1) से पता चलता है कि किसी घोल में कमजोर इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता में कमी से इसके पृथक्करण की डिग्री में वृद्धि होती है। समीकरण (6.1) व्यक्त करता है ओस्टवाल्ड का तनुकरण नियम .

बहुत कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए (at ए<<1), уравнение Оствальда можно записать следующим образом:

कोडी एक 2 सी, या ए»(6.2)

प्रत्येक इलेक्ट्रोलाइट के लिए पृथक्करण स्थिरांक किसी दिए गए तापमान पर स्थिर होता है, यह समाधान की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है और इलेक्ट्रोलाइट की आयनों में विघटित होने की क्षमता को दर्शाता है। केडी जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोलाइट उतना ही अधिक आयनों में वियोजित होगा। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण स्थिरांक सारणीबद्ध हैं (परिशिष्ट, तालिका 3 देखें)।

इलेक्ट्रोलाइट्सवे पदार्थ जिनके विलयन या पिघलने से विद्युत प्रवाहित होता है।

गैर इलेक्ट्रोलाइट्सवे पदार्थ जिनके विलयन या पिघलने से विद्युत का संचालन नहीं होता।

पृथक्करण- यौगिकों का आयनों में अपघटन।

पृथक्करण की डिग्रीविलयन में आयनों में विघटित अणुओं की कुल संख्या और अणुओं की कुल संख्या का अनुपात है।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्सपानी में घुलने पर, वे लगभग पूरी तरह से आयनों में वियोजित हो जाते हैं।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण के समीकरण लिखते समय बराबर का चिह्न लगाएं।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में शामिल हैं:

घुलनशील लवण ( घुलनशीलता तालिका देखें);

कई अकार्बनिक अम्ल: HNO 3, H 2 SO 4, HClO 3, HClO 4, HMnO 4, HCl, HBr, HI ( देखना घुलनशीलता तालिका में एसिड-मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स);

क्षार (LiOH, NaOH, KOH) और क्षारीय पृथ्वी (Ca (OH) 2, Sr (OH) 2, Ba (OH) 2) धातुओं के आधार ( घुलनशीलता तालिका में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट आधार देखें).

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्सजलीय घोल में केवल आंशिक रूप से (उल्टा) आयनों में वियोजित होता है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए पृथक्करण समीकरण लिखते समय, उत्क्रमणीयता का चिह्न लगाया जाता है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में शामिल हैं:

लगभग सभी कार्बनिक अम्ल और पानी (एच 2 ओ);

कुछ अकार्बनिक अम्ल: H 2 S, H 3 PO 4, HClO 4, H 2 CO 3, HNO 2, H 2 SiO 3 ( देखना घुलनशीलता तालिका में एसिड-कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स);

अघुलनशील धातु हाइड्रॉक्साइड (Mg (OH) 2, Fe (OH) 2, Zn (OH) 2) ( आधार देखेंसीघुलनशीलता तालिका में कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स).

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री कई कारकों से प्रभावित होती है:

विलायक की प्रकृति और इलेक्ट्रोलाइट: मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स आयनिक और सहसंयोजक दृढ़ता से ध्रुवीय बंधन वाले पदार्थ हैं; अच्छी आयनीकरण क्षमता, यानी पदार्थों के पृथक्करण का कारण बनने की क्षमता, उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक वाले सॉल्वैंट्स होते हैं, जिनके अणु ध्रुवीय होते हैं (उदाहरण के लिए, पानी);

तापमान: चूंकि पृथक्करण एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है, तापमान में वृद्धि से α का मान बढ़ जाता है;

एकाग्रता: जब घोल को पतला किया जाता है, तो पृथक्करण की डिग्री बढ़ जाती है, और एकाग्रता बढ़ने के साथ यह कम हो जाती है;

पृथक्करण प्रक्रिया का चरण: प्रत्येक अगला चरण पिछले चरण की तुलना में कम प्रभावी है, लगभग 1000-10,000 गुना; उदाहरण के लिए, फॉस्फोरिक एसिड α 1 > α 2 > α 3 के लिए:

H3PO4⇄Н++H2PO−4 (पहला चरण, α 1),

H2PO−4⇄H++HPO2−4 (दूसरा चरण, α 2),

НPO2−4⇄Н++PO3−4 (तीसरा चरण, α 3)।

इस कारण से, इस एसिड के घोल में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता सबसे अधिक होती है, और PO3−4 फॉस्फेट आयनों की सांद्रता सबसे कम होती है।

1. किसी पदार्थ की घुलनशीलता और पृथक्करण की डिग्री एक दूसरे से संबंधित नहीं हैं। उदाहरण के लिए, एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट एसिटिक एसिड है, जो पानी में अत्यधिक (अप्रतिबंधित) घुलनशील है।

2. एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट के घोल में अन्य आयनों की तुलना में कम आयन होते हैं जो इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के अंतिम चरण में बनते हैं

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री भी इससे प्रभावित होती है अन्य इलेक्ट्रोलाइट्स का समावेश: उदाहरण के लिए फॉर्मिक एसिड के पृथक्करण की डिग्री

HCOOH ⇄ HCOO - + H+

घोल में थोड़ा सा सोडियम फॉर्मेट मिलाने पर घट जाती है। यह नमक विघटित होकर HCOO आयन बनाता है - :

HCOONa → HCOO - + Na +

परिणामस्वरूप, समाधान में HCOO- आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है, और ले चैटेलियर सिद्धांत के अनुसार, फॉर्मेट आयनों की सांद्रता में वृद्धि फॉर्मिक एसिड पृथक्करण प्रक्रिया के संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित कर देती है, अर्थात। पृथक्करण की मात्रा कम हो जाती है।

ओस्टवाल्ड का तनुकरण नियम- समाधान की एकाग्रता पर एक द्विआधारी कमजोर इलेक्ट्रोलाइट के पतला समाधान की समतुल्य विद्युत चालकता की निर्भरता को व्यक्त करने वाला अनुपात:

यहां, इलेक्ट्रोलाइट का पृथक्करण स्थिरांक है, एकाग्रता है, और क्रमशः एकाग्रता और अनंत तनुकरण पर समतुल्य विद्युत चालकता के मान हैं। अनुपात सामूहिक कार्रवाई और समानता के नियम का परिणाम है

पृथक्करण की डिग्री कहां है.

ओस्टवाल्ड तनुकरण कानून 1888 में डब्ल्यू. ओस्टवाल्ड द्वारा विकसित किया गया था और उनके द्वारा प्रयोगात्मक रूप से इसकी पुष्टि की गई थी। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत को प्रमाणित करने के लिए ओस्टवाल्ड कमजोर पड़ने वाले कानून की शुद्धता की प्रयोगात्मक स्थापना का बहुत महत्व था।

पानी का इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण। हाइड्रोजन संकेतक पीएच पानी एक कमजोर एम्फोटेरिक इलेक्ट्रोलाइट है: H2O H+ + OH- या, अधिक सटीक: 2H2O \u003d H3O + + OH- 25 डिग्री सेल्सियस पर पानी का पृथक्करण स्थिरांक है: स्थिर और 55.55 mol / l के बराबर माना जा सकता है (जल घनत्व 1000 ग्राम/लीटर, द्रव्यमान 1 लीटर 1000 ग्राम, जल पदार्थ की मात्रा 1000 ग्राम: 18 ग्राम/मोल = 55.55 मोल, सी = 55.55 मोल: 1 लीटर = 55 .55 मोल/लीटर)। फिर यह मान किसी दिए गए तापमान (25 डिग्री सेल्सियस) पर स्थिर रहता है, इसे पानी का आयन उत्पाद कहा जाता है KW: पानी का पृथक्करण एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है, इसलिए, तापमान में वृद्धि के साथ, ले चैटेलियर सिद्धांत के अनुसार, पृथक्करण बढ़ता है, आयन उत्पाद बढ़ता है और 100 डिग्री सेल्सियस पर 10-13 के मान तक पहुँच जाता है। 25°C पर शुद्ध पानी में, हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता एक दूसरे के बराबर होती है: = = 10-7 mol/l ऐसे घोल जिनमें हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता एक दूसरे के बराबर होती है, तटस्थ कहलाते हैं। यदि करने के लिए साफ पानीएसिड जोड़ें, हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता बढ़ जाएगी और 10-7 mol/l से अधिक हो जाएगी, माध्यम अम्लीय हो जाएगा, जबकि हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता तुरंत बदल जाएगी ताकि पानी का आयन उत्पाद 10-14 के अपने मूल्य को बरकरार रखे। . यही बात शुद्ध जल में क्षार मिलाने पर भी होगी। हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता आयन उत्पाद के माध्यम से एक दूसरे से संबंधित होती है, इसलिए, एक आयन की सांद्रता को जानकर, दूसरे की सांद्रता की गणना करना आसान होता है। उदाहरण के लिए, यदि = 10-3 mol/l, तो = KW/ = 10-14/10-3 = 10-11 mol/l, या यदि = 10-2 mol/l, तो = KW/ = 10-14 /10-2 = 10-12 मोल/ली. इस प्रकार, हाइड्रोजन या हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता माध्यम की अम्लता या क्षारीयता की मात्रात्मक विशेषता के रूप में काम कर सकती है। व्यवहार में, हाइड्रोजन या हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि हाइड्रोजन पीएच या हाइड्रॉक्सिल पीओएच संकेतक का उपयोग किया जाता है। हाइड्रोजन सूचकांक पीएच हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता के नकारात्मक दशमलव लघुगणक के बराबर है: पीएच = - एलजी हाइड्रॉक्सिल सूचकांक पीओएच हाइड्रॉक्सिल आयनों की एकाग्रता के नकारात्मक दशमलव लघुगणक के बराबर है: पीओएच = - एलजी इसके द्वारा दिखाना आसान है पानी के आयनिक उत्पाद को पीएच + पीओएच = 14 तक लम्बा करने पर माध्यम तटस्थ होता है, यदि 7 से कम हो तो - अम्लीय, और पीएच जितना कम होगा, हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता उतनी ही अधिक होगी। पीएच 7 से अधिक - क्षारीय वातावरण, पीएच जितना अधिक होगा, हाइड्रॉक्सिल आयनों की सांद्रता उतनी ही अधिक होगी।

1. इलेक्ट्रोलाइट्स

1.1. इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण. पृथक्करण की डिग्री. इलेक्ट्रोलाइट्स की ताकत

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के अनुसार, लवण, एसिड, हाइड्रॉक्साइड, पानी में घुलकर, पूरी तरह या आंशिक रूप से स्वतंत्र कणों - आयनों में विघटित हो जाते हैं।

ध्रुवीय विलायक अणुओं की क्रिया के तहत पदार्थों के अणुओं के आयनों में विघटित होने की प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण कहा जाता है। वे पदार्थ जो विलयन में आयनों में वियोजित हो जाते हैं, कहलाते हैं इलेक्ट्रोलाइट्सपरिणामस्वरूप, समाधान विद्युत धारा संचालित करने की क्षमता प्राप्त कर लेता है, क्योंकि। इसमें विद्युत आवेश के मोबाइल वाहक दिखाई देते हैं। इस सिद्धांत के अनुसार, पानी में घुलने पर इलेक्ट्रोलाइट्स सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज वाले आयनों में विघटित (पृथक) हो जाते हैं। धनावेशित आयन कहलाते हैं फैटायनों; इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन और धातु आयन। ऋणावेशित आयन कहलाते हैं ऋणायन; इनमें एसिड अवशेषों के आयन और हाइड्रॉक्साइड आयन शामिल हैं।

पृथक्करण प्रक्रिया की मात्रात्मक विशेषता के लिए, पृथक्करण की डिग्री की अवधारणा पेश की गई है। किसी इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की डिग्री (α) किसी दिए गए घोल में आयनों में विघटित उसके अणुओं की संख्या का अनुपात है (एन ), समाधान में इसके अणुओं की कुल संख्या तक (और न

α = .

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री आमतौर पर या तो एक इकाई के अंशों में या प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है।

0.3 (30%) से अधिक पृथक्करण की डिग्री वाले इलेक्ट्रोलाइट्स को आमतौर पर मजबूत कहा जाता है, 0.03 (3%) से 0.3 (30%) तक की पृथक्करण डिग्री के साथ - मध्यम, 0.03 (3%) से कम - कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स। तो, 0.1 एम समाधान के लिए CH3COOH α = 0.013 (या 1.3%)। इसलिए, एसिटिक एसिड एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है। पृथक्करण की डिग्री से पता चलता है कि किसी पदार्थ के घुले हुए अणुओं का कौन सा भाग आयनों में विघटित हो गया है। जलीय घोल में इलेक्ट्रोलाइट के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की डिग्री इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति, उसकी सांद्रता और तापमान पर निर्भर करती है।

उनकी प्रकृति के अनुसार, इलेक्ट्रोलाइट्स को दो बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है: मजबूत और कमजोर. मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्सलगभग पूरी तरह से अलग हो जाना (α = 1)।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में शामिल हैं:

1) एसिड (एच 2 एसओ 4, एचसीएल, एचएनओ 3, एचबीआर, एचआई, एचसीएलओ 4, एच एम एनओ 4);

2) आधार - मुख्य उपसमूह (क्षार) के पहले समूह की धातुओं के हाइड्रॉक्साइड - LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH , साथ ही क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रॉक्साइड -बा (ओएच) 2, सीए (ओएच) 2, सीनियर (ओएच) 2;।

3) पानी में घुलनशील लवण (घुलनशीलता तालिका देखें)।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स बहुत कम सीमा तक आयनों में वियोजित होते हैं, विलयनों में वे मुख्यतः असंबद्ध अवस्था में (आणविक रूप में) होते हैं। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए, असंबद्ध अणुओं और आयनों के बीच एक संतुलन स्थापित किया जाता है।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में शामिल हैं:

1) अकार्बनिक अम्ल (एच 2 सीओ 3, एच 2 एस, एचएनओ 2, एच 2 एसओ 3, एचसीएन, एच 3 पीओ 4, एच 2 सीओ 3, एचसीएनएस, एचसीएलओ, आदि);

2) पानी (एच 2 ओ);

3) अमोनियम हाइड्रॉक्साइड ( NH4OH);

4) अधिकांश कार्बनिक अम्ल

(उदाहरण के लिए, एसिटिक CH 3 COOH, फॉर्मिक HCOOH);

5) कुछ धातुओं के अघुलनशील और विरल रूप से घुलनशील लवण और हाइड्रॉक्साइड (घुलनशीलता की तालिका देखें)।

प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करणरासायनिक समीकरणों का उपयोग करके दर्शाया गया है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसी) का पृथक्करणएल ) इस प्रकार लिखा गया है:

एचसीएल → एच + + सीएल -।

क्षार अलग होकर धातु धनायन और हाइड्रॉक्साइड आयन बनाते हैं। उदाहरण के लिए, KOH का पृथक्करण

KOH → K + + OH -।

पॉलीबेसिक एसिड, साथ ही पॉलीवलेंट धातुओं के आधार, चरणों में अलग हो जाते हैं। उदाहरण के लिए,

एच 2 सीओ 3 एच + + एचसीओ 3 -,

एचसीओ 3 - एच + + सीओ 3 2–।

पहला संतुलन - पहले चरण के साथ पृथक्करण - एक स्थिरांक की विशेषता है

.

दूसरे चरण में पृथक्करण के लिए:

.

कार्बोनिक एसिड के मामले में, पृथक्करण स्थिरांक हैं निम्नलिखित मान: कमैं = 4.3× 10 -7 , क II = 5.6 × 10-11 . चरणबद्ध पृथक्करण के लिए, सदैव कमैं> कद्वितीय > कतृतीय >... , क्योंकि किसी आयन को तटस्थ अणु से अलग करने पर जो ऊर्जा खर्च की जानी चाहिए वह न्यूनतम होती है।

मध्यम (सामान्य) लवण, पानी में घुलनशील, धनात्मक आवेशित धातु आयनों और अम्ल अवशेषों के ऋणात्मक आवेशित आयनों के निर्माण से अलग हो जाते हैं

Ca(NO 3) 2 → Ca 2+ + 2NO 3 -

एएल 2 (एसओ 4) 3 → 2एएल 3+ + 3एसओ 4 2–।

एसिड लवण (हाइड्रोसाल्ट) - आयन में हाइड्रोजन युक्त इलेक्ट्रोलाइट्स, हाइड्रोजन आयन एच + के रूप में विभाजित होने में सक्षम। एसिड लवण को पॉलीबेसिक एसिड से प्राप्त उत्पाद माना जाता है जिसमें सभी हाइड्रोजन परमाणुओं को धातु द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जाता है। अम्लीय लवणों का पृथक्करण चरणों में होता है, उदाहरण के लिए:

KHCO3 → के + + एचसीओ 3 - (प्रथम चरण)

का मान एक इकाई के अंशों या % में व्यक्त किया जाता है और इलेक्ट्रोलाइट, विलायक, तापमान, एकाग्रता और समाधान की संरचना की प्रकृति पर निर्भर करता है।

विलायक एक विशेष भूमिका निभाता है: कई मामलों में, जब जलीय घोल से कार्बनिक सॉल्वैंट्स में गुजरते हैं, तो इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण की डिग्री तेजी से बढ़ या घट सकती है। भविष्य में, विशेष निर्देशों के अभाव में, हम मान लेंगे कि विलायक पानी है।

पृथक्करण की डिग्री के अनुसार, इलेक्ट्रोलाइट्स को सशर्त रूप से विभाजित किया जाता है मज़बूत(ए > 30%), मध्यम (3% < a < 30%) и कमज़ोर(ए< 3%).

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स में शामिल हैं:

1) कुछ अकार्बनिक अम्ल (HCl, HBr, HI, HNO 3 , H 2 SO 4 , HClO 4 और कई अन्य);

2) क्षार (Li, Na, K, Rb, Cs) और क्षारीय पृथ्वी (Ca, Sr, Ba) धातुओं के हाइड्रॉक्साइड;

3) लगभग सभी घुलनशील लवण।

मध्यम-शक्ति इलेक्ट्रोलाइट्स में एमजी (ओएच) 2, एच 3 पीओ 4, एचसीओओएच, एच 2 एसओ 3, एचएफ और कुछ अन्य शामिल हैं।

सभी कार्बोक्जिलिक एसिड (HCOOH को छोड़कर) और एलिफैटिक और एरोमैटिक एमाइन के हाइड्रेटेड रूपों को कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स माना जाता है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स कई अकार्बनिक एसिड (एचसीएन, एच 2 एस, एच 2 सीओ 3, आदि) और बेस (एनएच 3 ∙ एच 2 ओ) भी हैं।

कुछ समानताओं के बावजूद, सामान्य तौर पर, किसी पदार्थ की घुलनशीलता की पहचान उसके पृथक्करण की डिग्री से नहीं की जानी चाहिए। तो, एसिटिक एसिड और एथिल अल्कोहल पानी में असीम रूप से घुलनशील हैं, लेकिन साथ ही, पहला पदार्थ एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, और दूसरा एक गैर-इलेक्ट्रोलाइट है।

अम्ल और क्षार

इस तथ्य के बावजूद कि रासायनिक प्रक्रियाओं का वर्णन करने के लिए "एसिड" और "बेस" की अवधारणाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, एसिड या बेस के रूप में वर्गीकृत करने के संदर्भ में पदार्थों के वर्गीकरण के लिए कोई एकीकृत दृष्टिकोण नहीं है। वर्तमान सिद्धांत ( ईओण कालिखित एस अरहेनियस, प्रोटोलिटिकलिखित आई. ब्रोंस्टेड और टी. लोरीऔर इलेक्ट्रोनिकलिखित जी लुईस) की कुछ सीमाएँ हैं और इसलिए ये केवल विशेष मामलों में ही लागू होते हैं। आइए इनमें से प्रत्येक सिद्धांत पर करीब से नज़र डालें।

अरहेनियस सिद्धांत.

अरहेनियस के आयनिक सिद्धांत में, "एसिड" और "बेस" की अवधारणाएं इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण की प्रक्रिया से निकटता से संबंधित हैं:

अम्ल एक इलेक्ट्रोलाइट है जो विलयन में विघटित होकर H+ आयन बनाता है;

आधार एक इलेक्ट्रोलाइट है जो ओएच - आयन बनाने के लिए समाधानों में अलग हो जाता है;

एम्फोलाइट (एम्फोटेरिक इलेक्ट्रोलाइट) एक इलेक्ट्रोलाइट है जो एच + आयन और ओएच - आयन दोनों के गठन के साथ समाधान में अलग हो जाता है।

उदाहरण के लिए:

ON ⇄ H + + A - nH + + MeO n n - ⇄ Me (OH) n ⇄ Me n + + nOH -

आयनिक सिद्धांत के अनुसार, तटस्थ अणु और आयन दोनों ही अम्ल हो सकते हैं, उदाहरण के लिए:

एचएफ⇄एच++एफ-

एच 2 पीओ 4 - ⇄ एच + + एचपीओ 4 2 -

एनएच 4 + ⇄ एच + + एनएच 3

आधारों के लिए समान उदाहरण दिए जा सकते हैं:

कोह के + + ओह -

- ⇄ Al(OH) 3 + OH -

+ ⇄ Fe 2+ + OH -

एम्फोलाइट्स में जस्ता, एल्यूमीनियम, क्रोमियम और कुछ अन्य के हाइड्रॉक्साइड, साथ ही अमीनो एसिड, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड शामिल हैं।

सामान्य तौर पर, समाधान में एसिड-बेस इंटरेक्शन एक न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रिया में कम हो जाता है:

एच + + ओएच - एच 2 ओ

हालाँकि, कई प्रायोगिक डेटा आयनिक सिद्धांत की सीमाएँ दिखाते हैं। तो, अमोनिया, कार्बनिक एमाइन, धातु ऑक्साइड जैसे Na 2 O, CaO, कमजोर एसिड के आयन, आदि। पानी की अनुपस्थिति में, वे विशिष्ट आधारों के गुण प्रदर्शित करते हैं, हालांकि उनमें हाइड्रॉक्साइड आयन नहीं होते हैं।

दूसरी ओर, कई ऑक्साइड (एसओ 2, एसओ 3, पी 2 ओ 5, आदि), हैलाइड, एसिड हैलाइड, उनकी संरचना में हाइड्रोजन आयनों के बिना, यहां तक ​​​​कि पानी की अनुपस्थिति में भी, अम्लीय गुण प्रदर्शित करते हैं, अर्थात। आधार निष्प्रभावी हो जाते हैं।

इसके अलावा, जलीय घोल और गैर-जलीय माध्यम में इलेक्ट्रोलाइट का व्यवहार विपरीत हो सकता है।

तो, पानी में CH 3 COOH एक कमजोर अम्ल है:

सीएच 3 सीओओएच ⇄ सीएच 3 सीओओ - + एच +,

और तरल हाइड्रोजन फ्लोराइड में यह आधार के गुण प्रदर्शित करता है:

एचएफ + सीएच 3 सीओओएच ⇄ सीएच 3 सीओओएच 2 + + एफ -

इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं और विशेष रूप से गैर-जलीय सॉल्वैंट्स में होने वाली प्रतिक्रियाओं के अध्ययन से एसिड और बेस के अधिक सामान्य सिद्धांत सामने आए हैं।

ब्रोंस्टेड और लोरी का सिद्धांत।

अम्ल और क्षार के सिद्धांत का एक और विकास आई. ब्रोंस्टेड और टी. लोरी द्वारा प्रस्तावित प्रोटोलिटिक (प्रोटॉन) सिद्धांत था। इस सिद्धांत के अनुसार:

अम्ल कोई भी पदार्थ है जिसके अणु (या आयन) एक प्रोटॉन दान करने में सक्षम होते हैं, अर्थात। एक प्रोटॉन दाता बनें;

आधार कोई भी पदार्थ है जिसके अणु (या आयन) एक प्रोटॉन को जोड़ने में सक्षम होते हैं, अर्थात। एक प्रोटॉन स्वीकर्ता बनें;

इस प्रकार, आधार की अवधारणा का काफी विस्तार हुआ है, जिसकी पुष्टि निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं से होती है:

ओह - + एच + एच 2 ओ

एनएच 3 + एच + एनएच 4 +

एच 2 एन-एनएच 3 + + एच + एच 3 एन + -एनएच 3 +

आई. ब्रोंस्टेड और टी. लोरी के सिद्धांत के अनुसार, एक अम्ल और एक क्षार एक संयुग्मित जोड़ी बनाते हैं और संतुलन से जुड़े होते हैं:

एसिड ⇄ प्रोटॉन + बेस

चूँकि प्रोटॉन स्थानांतरण प्रतिक्रिया (प्रोटोलिटिक प्रतिक्रिया) प्रतिवर्ती है, और एक प्रोटॉन को विपरीत प्रक्रिया में भी स्थानांतरित किया जाता है, प्रतिक्रिया उत्पाद एक दूसरे के संबंध में एसिड और बेस होते हैं। इसे एक संतुलन प्रक्रिया के रूप में लिखा जा सकता है:

ON + B ⇄ VN + + A -,

जहां HA एक अम्ल है, B एक क्षार है, BH + क्षार B के साथ संयुग्मित एक अम्ल है, A - अम्ल HA के साथ संयुग्मित एक क्षार है।

उदाहरण।

1) प्रतिक्रिया में:

एचसीएल + ओएच - ⇄ सीएल - + एच 2 ओ,

एचसीएल और एच 2 ओ एसिड हैं, सीएल - और ओएच - संबंधित संयुग्म आधार हैं;

2) प्रतिक्रिया में:

एचएसओ 4 - + एच 2 ओ ⇄ एसओ 4 2 - + एच 3 ओ +,

एचएसओ 4 - और एच 3 ओ + - एसिड, एसओ 4 2 - और एच 2 ओ - आधार;

3) प्रतिक्रिया में:

एनएच 4 + + एनएच 2 - ⇄ 2एनएच 3,

NH 4 + एक अम्ल है, NH 2 - एक आधार है, और NH 3 एक अम्ल (एक अणु) और एक आधार (दूसरा अणु) दोनों के रूप में कार्य करता है, अर्थात। उभयचरता के लक्षण दिखाता है - अम्ल और क्षार के गुणों को प्रदर्शित करने की क्षमता।

पानी में भी होती है ये क्षमता:

2H 2 O ⇄ H 3 O + + OH -

यहां, एक एच 2 ओ अणु एक प्रोटॉन (बेस) जोड़ता है, एक संयुग्म एसिड बनाता है - हाइड्रोनियम आयन एच 3 ओ +, दूसरा एक प्रोटॉन (एसिड) देता है, एक संयुग्म आधार ओएच - बनाता है। इस प्रक्रिया को कहा जाता है ऑटोप्रोटोलिसिस.

उपरोक्त उदाहरणों से यह देखा जा सकता है कि, अरहेनियस के विचारों के विपरीत, ब्रोंस्टेड और लोरी के सिद्धांत में, क्षार के साथ अम्ल की प्रतिक्रिया से परस्पर उदासीनीकरण नहीं होता है, बल्कि नए अम्ल और क्षार का निर्माण होता है। .

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रोटोलिटिक सिद्धांत "एसिड" और "बेस" की अवधारणाओं को एक संपत्ति के रूप में नहीं, बल्कि एक कार्य के रूप में मानता है जो प्रश्न में यौगिक प्रोटोलिटिक प्रतिक्रिया में करता है। एक ही यौगिक कुछ शर्तों के तहत एसिड के रूप में और अन्य के तहत आधार के रूप में प्रतिक्रिया कर सकता है। तो, CH 3 के जलीय घोल में COOH एक एसिड के गुण प्रदर्शित करता है, और 100% H 2 SO 4 में - एक आधार।

हालाँकि, अपनी खूबियों के बावजूद, प्रोटोलिटिक सिद्धांत, अरहेनियस सिद्धांत की तरह, उन पदार्थों पर लागू नहीं होता है जिनमें हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते हैं, लेकिन, साथ ही, एक एसिड के कार्य को प्रदर्शित करते हैं: बोरान, एल्यूमीनियम, सिलिकॉन और टिन हेलाइड्स .

लुईस सिद्धांत.

पदार्थों को अम्ल और क्षार के रूप में वर्गीकृत करने के संदर्भ में उनके वर्गीकरण का एक अलग दृष्टिकोण लुईस का इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत था। इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के अंतर्गत:

अम्ल एक कण (अणु या आयन) है जो एक इलेक्ट्रॉन युग्म (इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता) को जोड़ने में सक्षम है;

आधार एक कण (अणु या आयन) है जो एक इलेक्ट्रॉन युग्म (इलेक्ट्रॉन दाता) दान करने में सक्षम है।

लुईस के अनुसार, एक अम्ल और एक क्षार एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करके दाता-स्वीकर्ता बंधन बनाते हैं। इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के जुड़ने के परिणामस्वरूप, एक इलेक्ट्रॉन-कमी वाले परमाणु में पूर्णता होती है इलेक्ट्रोनिक विन्यासइलेक्ट्रॉनों का एक अष्टक है। उदाहरण के लिए:

तटस्थ अणुओं के बीच प्रतिक्रिया को इसी तरह दर्शाया जा सकता है:

लुईस सिद्धांत के संदर्भ में तटस्थीकरण प्रतिक्रिया को हाइड्रोजन आयन में हाइड्रॉक्साइड आयन की एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी के अतिरिक्त के रूप में माना जाता है, जो इस जोड़ी को समायोजित करने के लिए एक मुक्त कक्षक प्रदान करता है:

इस प्रकार, लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रोटॉन स्वयं, जो आसानी से एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी को जोड़ता है, एक एसिड का कार्य करता है। इस संबंध में, ब्रोंस्टेड एसिड को लुईस एसिड और बेस के बीच प्रतिक्रिया उत्पाद माना जा सकता है। तो, एचसीएल आधार सीएल - के साथ एसिड एच + के बेअसर होने का उत्पाद है, और एच 3 ओ + आयन आधार एच 2 ओ के साथ एसिड एच + के बेअसर होने के परिणामस्वरूप बनता है।

लुईस एसिड और क्षार के बीच प्रतिक्रियाओं को निम्नलिखित उदाहरणों द्वारा भी चित्रित किया गया है:

लुईस बेस में हैलाइड आयन, अमोनिया, एलिफैटिक और एरोमैटिक एमाइन, आर 2 सीओ प्रकार के ऑक्सीजन युक्त कार्बनिक यौगिक (जहां आर एक कार्बनिक रेडिकल है) भी शामिल हैं।

लुईस एसिड में बोरान, एल्यूमीनियम, सिलिकॉन, टिन और अन्य तत्वों के हैलाइड शामिल हैं।

जाहिर है, लुईस के सिद्धांत में, "एसिड" की अवधारणा में रासायनिक यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि, लुईस के अनुसार, एसिड के वर्ग में किसी पदार्थ का असाइनमेंट पूरी तरह से उसके अणु की संरचना के कारण होता है, जो इलेक्ट्रॉन-स्वीकर्ता गुणों को निर्धारित करता है, और जरूरी नहीं कि यह हाइड्रोजन की उपस्थिति से जुड़ा हो। परमाणु. लुईस अम्ल जिनमें हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते, कहलाते हैं अप्रोटिक.

समस्या समाधान मानक

1. पानी में अल 2 (एसओ 4) 3 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

एल्युमीनियम सल्फेट एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट है और जलीय घोल में आयनों में पूर्ण रूप से विघटित हो जाता है। पृथक्करण समीकरण:

अल 2 (एसओ 4) 3 + (2x + 3y)H 2 O 2 3+ + 3 2 -,

या (आयन जलयोजन की प्रक्रिया को ध्यान में रखे बिना):

अल 2 (एसओ 4) 3 2अल 3+ + 3एसओ 4 2 -।

2. ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत के दृष्टिकोण से HCO 3 आयन क्या है?

स्थितियों के आधार पर, HCO 3 आयन प्रोटॉन दान कर सकता है:

एचसीओ 3 - + ओएच - सीओ 3 2 - + एच 2 ओ (1),

और प्रोटॉन जोड़ें:

एचसीओ 3 - + एच 3 ओ + एच 2 सीओ 3 + एच 2 ओ (2)।

इस प्रकार, पहले मामले में, एचसीओ 3 आयन - एक एसिड है, दूसरे में - एक आधार, यानी यह एक एम्फोलाइट है।

3. निर्धारित करें कि लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में एजी + आयन क्या है:

एजी + + 2एनएच 3 +

रासायनिक बंधों के निर्माण की प्रक्रिया में, जो दाता-स्वीकर्ता तंत्र के अनुसार आगे बढ़ता है, एजी + आयन, एक मुक्त कक्षीय होने के कारण, इलेक्ट्रॉन जोड़े का एक स्वीकर्ता है, और इस प्रकार लुईस एसिड के गुणों को प्रदर्शित करता है।

4. एक लीटर में उस घोल की आयनिक शक्ति निर्धारित करें जिसमें 0.1 mol KCl और 0.1 mol Na 2 SO 4 है।

प्रस्तुत इलेक्ट्रोलाइट्स का पृथक्करण समीकरणों के अनुसार होता है:

Na 2 SO 4 2Na + + SO 4 2 -

इसलिए: सी (के +) \u003d सी (सीएल -) \u003d सी (केसीएल) \u003d 0.1 मोल / एल;

सी (ना +) = 2 × सी (ना 2 एसओ 4) = 0.2 मोल/ली;

सी (एसओ 4 2 -) = सी (ना 2 एसओ 4) = 0.1 मोल/ली।

समाधान की आयनिक शक्ति की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

5. इस इलेक्ट्रोलाइट के घोल में CuSO4 की सांद्रता निर्धारित करें मैं= 0.6 मोल/ली.

CuSO4 का पृथक्करण समीकरण के अनुसार होता है:

CuSO 4 Cu 2+ + SO 4 2 -

आइए C (CuSO 4) लें एक्समोल / एल, फिर, प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार, सी (सीयू 2+) \u003d सी (एसओ 4 2 -) \u003d एक्समोल/ली. इस मामले में, आयनिक शक्ति की गणना के लिए अभिव्यक्ति इस तरह दिखेगी:

6. C (KCl) = 0.001 mol/l के साथ KCl के जलीय घोल में K + आयन का गतिविधि गुणांक निर्धारित करें।

जो इस मामले में रूप लेगा:

.

समाधान की आयनिक शक्ति सूत्र द्वारा पाई जाती है:

7. एक जलीय घोल में Fe 2+ आयन की गतिविधि का गुणांक निर्धारित करें, जिसकी आयनिक शक्ति 1 के बराबर है।

डेबी-हुकेल कानून के अनुसार:

इस तरह:

8. एसिड HA का पृथक्करण स्थिरांक निर्धारित करें, यदि इस एसिड के घोल में 0.1 mol/l की सांद्रता के साथ a = 24% है।

पृथक्करण की डिग्री के परिमाण से, यह निर्धारित किया जा सकता है कि यह एसिड मध्यम शक्ति का इलेक्ट्रोलाइट है। इसलिए, एसिड पृथक्करण स्थिरांक की गणना करने के लिए, हम ओस्टवाल्ड कमजोर पड़ने वाले कानून का पूर्ण रूप में उपयोग करते हैं:

9. इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता निर्धारित करें, यदि a = 10%, कडी = 10 - 4.

ओस्टवाल्ड के तनुकरण नियम से:

10. मोनोबैसिक एसिड HA के पृथक्करण की डिग्री 1% से अधिक नहीं है। (एचए) = 6.4×10 - 7। 0.01 mol/l की सांद्रता के साथ इसके घोल में HA के पृथक्करण की डिग्री निर्धारित करें।

पृथक्करण की डिग्री के परिमाण से, यह निर्धारित किया जा सकता है कि यह एसिड एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है। यह हमें ओस्टवाल्ड तनुकरण नियम के अनुमानित सूत्र का उपयोग करने की अनुमति देता है:

11. 0.001 mol/l की सांद्रता पर इसके घोल में इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की डिग्री 0.009 है। इस इलेक्ट्रोलाइट का पृथक्करण स्थिरांक निर्धारित करें।

समस्या की स्थिति से यह देखा जा सकता है कि यह इलेक्ट्रोलाइट कमजोर है (ए = 0.9%)। इसीलिए:

12. (HNO2) = 3.35. HNO 2 की ताकत की तुलना मोनोबैसिक एसिड HA की ताकत से करें, जिसके C(HA) = 0.15 mol/l के घोल में पृथक्करण की डिग्री 15% है।

ओस्टवाल्ड समीकरण के पूर्ण रूप का उपयोग करके (HA) की गणना करें:

चूंकि (एचए)< (HNO 2), то кислота HA является более сильной кислотой по сравнению с HNO 2 .

13. दो KCl विलयन हैं जिनमें अन्य आयन हैं। यह ज्ञात है कि पहले समाधान की आयनिक शक्ति ( मैं 1) 1 के बराबर है, और दूसरा ( मैं 2) 10 - 2 है। गतिविधि कारकों की तुलना करें एफ(K +) इन समाधानों में और निष्कर्ष निकालें कि इन समाधानों के गुण KCl के असीम रूप से तनु समाधानों के गुणों से कैसे भिन्न हैं।

K + आयनों के गतिविधि गुणांक की गणना डेबी-हुकेल कानून का उपयोग करके की जाती है:

गतिविधि कारक एफकिसी दिए गए सांद्रण के इलेक्ट्रोलाइट समाधान के समाधान के अनंत तनुकरण पर उसके व्यवहार से विचलन का एक माप है।

क्योंकि एफ 1 = 0.316, 1 से अधिक विचलन करता है एफ 2 = 0.891, तो उच्च आयनिक शक्ति वाले घोल में, KCl घोल के व्यवहार में अनंत तनुकरण पर उसके व्यवहार से अधिक विचलन देखा जाता है।

आत्म-नियंत्रण के लिए प्रश्न

1. इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण क्या है?

2. किन पदार्थों को इलेक्ट्रोलाइट्स और नॉन-इलेक्ट्रोलाइट्स कहा जाता है? उदाहरण दो।

3. पृथक्करण की डिग्री क्या है?

4. कौन से कारक पृथक्करण की डिग्री निर्धारित करते हैं?

5. कौन से इलेक्ट्रोलाइट्स को मजबूत माना जाता है? मध्यम शक्ति क्या हैं? कमजोर क्या हैं? उदाहरण दो।

6. पृथक्करण स्थिरांक क्या है? पृथक्करण स्थिरांक किस पर निर्भर करता है और किस पर निर्भर नहीं करता है?

7. मध्यम और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के द्विआधारी समाधानों में स्थिरांक और पृथक्करण की डिग्री कैसे संबंधित हैं?

8. प्रबल इलेक्ट्रोलाइट्स के विलयन अपने व्यवहार में आदर्शता से विचलन क्यों प्रदर्शित करते हैं?

9. "पृथक्करण की स्पष्ट डिग्री" शब्द का सार क्या है?

10. आयन की गतिविधि क्या है? गतिविधि गुणांक क्या है?

11. एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट समाधान के कमजोर पड़ने (एकाग्रता) के साथ गतिविधि गुणांक का मूल्य कैसे बदलता है? समाधान के अनंत तनुकरण पर गतिविधि गुणांक का सीमित मूल्य क्या है?

12. किसी विलयन की आयनिक शक्ति क्या है?

13. गतिविधि गुणांक की गणना कैसे की जाती है? डेबी-हुकेल कानून तैयार करें।

14. अम्ल और क्षार के आयनिक सिद्धांत (अरहेनियस सिद्धांत) का सार क्या है?

15. क्या है मूलभूत अंतरअरहेनियस के सिद्धांत से अम्ल और क्षार का प्रोटोलिटिक सिद्धांत (ब्रोंस्टेड और लोरी का सिद्धांत)?

16. इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत (लुईस सिद्धांत) "अम्ल" और "क्षार" की अवधारणाओं की व्याख्या कैसे करता है? उदाहरण दो।

के लिए कार्य विकल्प स्वतंत्र समाधान

विकल्प संख्या 1

1. Fe 2 (SO 4) 3 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

ON + H 2 O ⇄ H 3 O + + A -।

विकल्प संख्या 2

1. CuCl 2 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में एस 2 आयन क्या है:

2Ag + + S 2 - ⇄ Ag 2 S.

3. यदि a = 0.75%, a = 10 - 5 है तो घोल में इलेक्ट्रोलाइट की दाढ़ सांद्रता की गणना करें।

विकल्प संख्या 3

1. Na 2 SO 4 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि, लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में CN आयन क्या है:

Fe 3 + + 6CN - ⇄ 3 -।

3. CaCl2 विलयन की आयनिक शक्ति 0.3 mol/l है। C (CaCl 2) की गणना करें।

विकल्प संख्या 4

1. Ca(OH) 2 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि ब्रोंस्टेड सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में एच 2 ओ अणु क्या है:

एच 3 ओ + ⇄ एच + + एच 2 ओ।

3. K 2 SO 4 घोल की आयनिक शक्ति 1.2 mol/l है। C(K 2 SO 4) की गणना करें।

विकल्प संख्या 5

1. K 2 SO 3 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

एनएच 4 + + एच 2 ओ ⇄ एनएच 3 + एच 3 ओ +।

3. (सीएच 3 सीओओएच) = 4.74। CH 3 COOH की ताकत की तुलना मोनोबैसिक एसिड HA की ताकत से करें, जिसके C (HA) = 3.6 × 10 - 5 mol / l के घोल में पृथक्करण की डिग्री 10% है।

विकल्प संख्या 6

1. K 2 S के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि, लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में AlBr 3 अणु क्या है:

Br - + AlBr 3 ⇄ - .

विकल्प संख्या 7

1. Fe(NO 3) 2 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में आयन सीएल क्या है:

सीएल - + अलसीएल 3 ⇄ -।

विकल्प संख्या 8

1. K 2 MnO 4 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि ब्रोंस्टेड सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में HSO 3 आयन क्या है:

एचएसओ 3 - + ओएच - ⇄ एसओ 3 2 - + एच 2 ओ।

विकल्प संख्या 9

1. एएल 2 (एसओ 4) 3 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि, लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में Co 3+ आयन क्या है:

Co 3+ + 6NO 2 - ⇄ 3 -।

3. 1 लीटर घोल में 0.348 ग्राम K 2 SO 4 और 0.17 ग्राम NaNO 3 होता है। इस विलयन की आयनिक शक्ति ज्ञात कीजिए।

विकल्प संख्या 10

1. Ca(NO 3) 2 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि ब्रोंस्टेड सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में एच 2 ओ अणु क्या है:

बी + एच 2 ओ ⇄ ओएच - + बीएच +।

3. यदि a = 5%, a = 10 - 5 हो तो घोल में इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता की गणना करें।

विकल्प संख्या 11

1. KMnO4 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में Cu 2+ आयन क्या है:

Cu 2+ + 4NH 3 ⇄ 2 +।

3. C (CuSO 4) = 0.016 mol/l के साथ CuSO 4 घोल में Cu 2+ आयन के गतिविधि गुणांक की गणना करें।

विकल्प संख्या 12

1. Na 2 CO 3 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि ब्रोंस्टेड सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में एच 2 ओ अणु क्या है:

K + + xH 2 O ⇄ + .

3. अन्य इलेक्ट्रोलाइट्स युक्त दो NaCl समाधान हैं। इन विलयनों की आयनिक शक्ति का मान क्रमशः बराबर है: मैं 1 = 0.1 मोल/ली, मैं 2 = 0.01 मोल/ली. गतिविधि कारकों की तुलना करें एफइन समाधानों में (Na +)।

विकल्प संख्या 13

1. Al(NO 3) 3 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में आरएनएच 2 अणु क्या है:

आरएनएच 2 + एच 3 ओ + ⇄ आरएनएच 3 + + एच 2 ओ।

3. FeSO 4 और KNO 3 युक्त घोल में धनायनों के गतिविधि गुणांक की तुलना करें, बशर्ते कि इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता क्रमशः 0.3 और 0.1 mol/l हो।

विकल्प संख्या 14

1. K 3 PO 4 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि ब्रोंस्टेड सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में H 3 O + आयन क्या है:

एचएसओ 3 - + एच 3 ओ + ⇄ एच 2 एसओ 3 + एच 2 ओ।

विकल्प संख्या 15

1. K 2 SO 4 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि लुईस सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में Pb (OH) 2 क्या है:

पीबी (ओएच) 2 + 2ओएच - ⇄ 2 -।

विकल्प संख्या 16

1. Ni(NO 3) 2 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि ब्रोंस्टेड सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में हाइड्रोनियम आयन (H 3 O +) क्या है:

2H 3 O + + S 2 - ⇄ H 2 S + 2H 2 O.

3. केवल Na 3 PO 4 युक्त घोल की आयनिक शक्ति 1.2 mol/l है। Na 3 PO 4 की सांद्रता निर्धारित करें।

विकल्प संख्या 17

1. (एनएच 4) 2 एसओ 4 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि ब्रोंस्टेड सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में NH 4 + आयन क्या है:

एनएच 4 + + ओएच - ⇄ एनएच 3 + एच 2 ओ।

3. KI और Na 2 SO 4 दोनों युक्त घोल की आयनिक शक्ति 0.4 mol/l है। सी(केआई) = 0.1 मोल/ली. Na 2 SO 4 की सांद्रता निर्धारित करें।

विकल्प संख्या 18

1. Cr 2 (SO 4) 3 के इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के लिए समीकरण लिखें।

2. निर्धारित करें कि ब्रोंस्टेड सिद्धांत के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया में एक प्रोटीन अणु क्या है:

सूचना का ब्लॉक

पी एच स्केल

टेबल तीन H+ और OH-आयनों की सांद्रता के बीच संबंध।

समस्या समाधान मानक

1. घोल में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता 10 - 3 mol/l है। इस घोल में pH, pOH और [OH - ] मान की गणना करें। समाधान का माध्यम निर्धारित करें.

टिप्पणी।गणना के लिए निम्नलिखित अनुपातों का उपयोग किया जाता है: lg10 ए = ए; 10 एलजी ए = ए.

pH = 3 वाले घोल का माध्यम अम्लीय होता है, क्योंकि pH< 7.

2. 0.002 mol/l की दाढ़ सांद्रता वाले हाइड्रोक्लोरिक एसिड घोल के pH की गणना करें।

चूँकि HC1 »1 के तनु घोल में, और एक मोनोबैसिक एसिड C (k-you) \u003d C (k-you) के घोल में, हम लिख सकते हैं:

3. C(CH 3 COOH) = 0.01 mol/l वाले एसिटिक एसिड के घोल के 10 ml में 90 ml पानी मिलाया गया। तनुकरण से पहले और बाद में घोल के pH मान के बीच अंतर ज्ञात करें, यदि (CH 3 COOH) = 1.85 × 10 - 5।

1) कमजोर मोनोबैसिक एसिड CH3 COOH के प्रारंभिक घोल में:

इस तरह:

2) 10 मिली एसिड घोल में 90 मिली पानी मिलाना घोल के 10 गुना तनुकरण के अनुरूप है। इसीलिए।

लवण, उनके गुण, जल अपघटन

छात्र 8 कक्षा बी स्कूल संख्या 182

पेत्रोवा पोलिना

रसायन विज्ञान शिक्षक:

खरिना एकातेरिना अलेक्सेवना

मॉस्को 2009

रोजमर्रा की जिंदगी में, हम केवल एक नमक से निपटने के आदी हैं - टेबल नमक, यानी। सोडियम क्लोराइड NaCl. हालाँकि, रसायन विज्ञान में, यौगिकों के एक पूरे वर्ग को लवण कहा जाता है। लवण को किसी धातु के लिए अम्ल में हाइड्रोजन के प्रतिस्थापन का उत्पाद माना जा सकता है। उदाहरण के लिए, टेबल नमक को प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया द्वारा हाइड्रोक्लोरिक एसिड से प्राप्त किया जा सकता है:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H 2।

अम्लीय नमक

यदि आप सोडियम के स्थान पर एल्युमिनियम लेते हैं, तो एक और नमक बनता है - एल्युमिनियम क्लोराइड:

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

नमक- ये धातु परमाणुओं और एसिड अवशेषों से युक्त जटिल पदार्थ हैं। वे किसी अम्ल में धातु के साथ हाइड्रोजन के पूर्ण या आंशिक प्रतिस्थापन या अम्ल अवशेष के साथ आधार में हाइड्रॉक्सिल समूह के उत्पाद हैं। उदाहरण के लिए, यदि सल्फ्यूरिक एसिड एच 2 एसओ 4 में हम एक हाइड्रोजन परमाणु को पोटेशियम के साथ बदलते हैं, तो हमें केएचएसओ 4 नमक मिलता है, और यदि दो - के 2 एसओ 4।

नमक कई प्रकार के होते हैं.

नमक के प्रकार	परिभाषा	नमक के उदाहरण
मध्यम	किसी धातु द्वारा अम्लीय हाइड्रोजन के पूर्ण प्रतिस्थापन का उत्पाद। उनमें न तो H परमाणु होते हैं और न ही OH समूह।	Na 2 SO 4 सोडियम सल्फेट CuCl 2 कॉपर (II) क्लोराइड Ca 3 (PO 4) 2 कैल्शियम फॉस्फेट Na 2 CO 3 सोडियम कार्बोनेट (सोडा ऐश)
खट्टा	किसी धातु के साथ अम्ल के हाइड्रोजन के अपूर्ण प्रतिस्थापन का उत्पाद। इनमें हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। (वे केवल पॉलीबेसिक एसिड द्वारा बनते हैं)	CaHPO 4 कैल्शियम हाइड्रोजन फॉस्फेट Ca (H 2 PO 4) 2 कैल्शियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट NaHCO 3 सोडियम बाइकार्बोनेट (बेकिंग सोडा)
मुख्य	किसी अम्ल अवशेष के साथ क्षार के हाइड्रॉक्सो समूहों के अपूर्ण प्रतिस्थापन का उत्पाद। ओएच समूह शामिल हैं। (केवल पॉलीएसिड आधारों द्वारा निर्मित)	Cu (OH) Cl कॉपर (II) हाइड्रोक्सोक्लोराइड Ca 5 (PO 4) 3 (OH) कैल्शियम हाइड्रोक्सोफॉस्फेट (CuOH) 2 CO 3 कॉपर (II) हाइड्रोक्सोकार्बोनेट (मैलाकाइट)
मिला हुआ	दो अम्लों के लवण	Ca(OCl)Cl - ब्लीच
दोहरा	दो धातुओं के लवण	K 2 NaPO 4 - सोडियम डिपोटेशियम ऑर्थोफोस्फेट
क्रिस्टल हाइड्रेट्स	इसमें क्रिस्टलीकरण का पानी होता है। गर्म करने पर, वे निर्जलित हो जाते हैं - वे पानी खो देते हैं, निर्जल नमक में बदल जाते हैं।	CuSO4. 5H 2 O - कॉपर (II) सल्फेट पेंटाहाइड्रेट ( नीला विट्रियल) ना 2 सीओ 3 . 10H 2 O - सोडियम कार्बोनेट डिकाहाइड्रेट (सोडा)

लवण प्राप्त करने की विधियाँ.

1. धातुओं, क्षारीय ऑक्साइडों और क्षारों पर अम्लों के साथ क्रिया करके लवण प्राप्त किया जा सकता है:

Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2

जिंक क्लोराइड

3H 2 SO 4 + Fe 2 O 3 Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

आयरन (III) सल्फेट

3HNO 3 + Cr(OH) 3 Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O

क्रोमियम (III) नाइट्रेट

2. क्षार के साथ अम्लीय ऑक्साइड तथा क्षारीय ऑक्साइडों के साथ अम्लीय ऑक्साइडों की अभिक्रिया से लवण बनते हैं:

एन 2 ओ 5 + सीए (ओएच) 2 सीए (एनओ 3) 2 + एच 2 ओ

कैल्शियम नाइट्रेट

SiO 2 + CaO CaSiO 3

कैल्शियम सिलिकेट

3. लवण को अम्ल, क्षार, धातु, गैर-वाष्पशील अम्ल ऑक्साइड और अन्य लवणों के साथ अभिक्रिया करके लवण प्राप्त किया जा सकता है। ऐसी प्रतिक्रियाएं गैस के विकास, अवक्षेपण, कमजोर एसिड के ऑक्साइड के विकास या वाष्पशील ऑक्साइड के विकास की स्थिति में आगे बढ़ती हैं।

Ca 3 (PO4) 2 + 3H 2 SO 4 3CaSO 4 + 2H 3 PO 4

कैल्शियम ऑर्थोफॉस्फेट कैल्शियम सल्फेट

Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH 2Fe (OH) 3 + 3Na 2 SO 4

आयरन (III) सल्फेट सोडियम सल्फेट

CuSO 4 + Fe FeSO 4 + Cu

कॉपर (II) सल्फेट आयरन (II) सल्फेट

CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2

कैल्शियम कार्बोनेट कैल्शियम सिलिकेट

अल 2 (एसओ 4) 3 + 3BaCl 2 3BaSO 4 + 2AlCl 3

सल्फेट क्लोराइड सल्फेट क्लोराइड

एल्यूमीनियम बेरियम बेरियम एल्यूमीनियम

4. अधातुओं के साथ धातुओं की परस्पर क्रिया से ऑक्सीजन रहित अम्लों के लवण बनते हैं:

2Fe + 3Cl 2 2FeCl 3

आयरन (III) क्लोराइड

भौतिक गुण।

लवण विभिन्न रंगों के ठोस होते हैं। पानी में इनकी घुलनशीलता अलग-अलग होती है। नाइट्रिक और एसिटिक एसिड के सभी लवण, साथ ही सोडियम और पोटेशियम लवण घुलनशील होते हैं। अन्य लवणों की जल घुलनशीलता घुलनशीलता तालिका में पाई जा सकती है।

रासायनिक गुण।

1) लवण धातुओं के साथ अभिक्रिया करते हैं।

चूँकि ये प्रतिक्रियाएँ जलीय घोल में आगे बढ़ती हैं, Li, Na, K, Ca, Ba और अन्य सक्रिय धातुएँ, जो सामान्य परिस्थितियों में पानी के साथ प्रतिक्रिया करती हैं, प्रयोगों के लिए उपयोग नहीं की जा सकती हैं, या प्रतिक्रियाओं को पिघल में किया जा सकता है।

CuSO 4 + Zn ZnSO 4 + Cu

Pb(NO 3) 2 + Zn Zn(NO 3) 2 + Pb

2) लवण अम्ल के साथ अभिक्रिया करते हैं। ये प्रतिक्रियाएँ तब होती हैं जब एक मजबूत एसिड कमजोर एसिड को विस्थापित करता है, गैस छोड़ता है या अवक्षेपित करता है।

इन प्रतिक्रियाओं को निष्पादित करते समय, वे आमतौर पर सूखा नमक लेते हैं और केंद्रित एसिड के साथ कार्य करते हैं।

BaCl 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 + 2HCl

Na 2 SiO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2 SiO 3

3) लवण जलीय घोल में क्षार के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

यह अघुलनशील क्षार और क्षार प्राप्त करने की एक विधि है।

FeCl 3 (पी-पी) + 3NaOH(पी-पी) Fe(OH) 3 + 3NaCl

CuSO 4 (पी-पी) + 2NaOH (पी-पी) Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2

Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 BaSO 4 + 2NaOH

4) लवण लवण के साथ अभिक्रिया करते हैं।

प्रतिक्रियाएं समाधानों में आगे बढ़ती हैं और व्यावहारिक रूप से अघुलनशील लवण प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाती हैं।

AgNO 3 + KBr AgBr + KNO 3

CaCl 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaCl

5) गर्म करने पर कुछ लवण विघटित हो जाते हैं।

ऐसी प्रतिक्रिया का एक विशिष्ट उदाहरण चूना पत्थर का जलना है, मुख्य है अभिन्न अंगकैल्शियम कार्बोनेट किसमें से है:

CaCO 3 CaO + CO2 कैल्शियम कार्बोनेट

1. कुछ लवण क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के निर्माण के साथ क्रिस्टलीकृत होने में सक्षम होते हैं।

कॉपर सल्फेट (II) CuSO4 - क्रिस्टलीय पदार्थ सफेद रंग. जब यह पानी में घुलता है तो गर्म होकर नीला घोल बनाता है। गर्मी और रंग बदलना संकेत हैं रासायनिक प्रतिक्रिया. जब घोल वाष्पित हो जाता है, तो CuSO4 क्रिस्टलीय हाइड्रेट निकलता है। 5H 2 O (कॉपर सल्फेट)। इस पदार्थ का निर्माण इंगित करता है कि कॉपर (II) सल्फेट पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है:

CuSO 4 + 5H 2 O CuSO 4। 5H2O+Q

सफ़ेद नीला नीला

नमक का प्रयोग.

अधिकांश नमक उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड NaCl, या टेबल नमक, खाना पकाने में अपरिहार्य है। उद्योग में, सोडियम क्लोराइड का उपयोग सोडियम हाइड्रॉक्साइड, NaHCO3 सोडा, क्लोरीन और सोडियम के उत्पादन के लिए किया जाता है। मुख्यतः नाइट्रिक एवं ऑर्थोफोस्फोरिक अम्ल के लवण होते हैं खनिज उर्वरक. उदाहरण के लिए, पोटेशियम नाइट्रेट KNO 3 - पोटेशियम नाइट्रेट. यह बारूद और अन्य आतिशबाज़ी मिश्रण में भी पाया जाता है। लवण का उपयोग धातु, अम्ल, कांच के उत्पादन में प्राप्त करने के लिए किया जाता है। बीमारियों, कीटों और कुछ औषधीय पदार्थों के खिलाफ कई पौधे संरक्षण उत्पाद भी लवण के वर्ग से संबंधित हैं। पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 को अक्सर पोटेशियम परमैंगनेट कहा जाता है। जैसा निर्माण सामग्रीचूना पत्थर एवं जिप्सम का प्रयोग किया जाता है - CaSO 4. 2H 2 O, जिसका प्रयोग औषधि में भी किया जाता है।

समाधान और घुलनशीलता.

जैसा कि पहले कहा गया है, घुलनशीलता लवण का एक महत्वपूर्ण गुण है। घुलनशीलता - किसी पदार्थ की किसी अन्य पदार्थ के साथ मिलकर परिवर्तनीय संरचना की एक सजातीय, स्थिर प्रणाली बनाने की क्षमता, जिसमें दो या दो से अधिक घटक शामिल होते हैं।

समाधानविलायक अणुओं और विलेय कणों से युक्त सजातीय प्रणालियाँ हैं।

तो, उदाहरण के लिए, एक समाधान टेबल नमकएक विलायक - पानी, एक विलेय - आयन Na +, सीएल - से मिलकर बनता है।

आयनों(ग्रीक आयन से - जा रहा है), विद्युत आवेशित कण तब बनते हैं जब इलेक्ट्रॉन (या अन्य आवेशित कण) परमाणुओं या परमाणुओं के समूहों द्वारा खो जाते हैं या प्राप्त हो जाते हैं। "आयन" की अवधारणा और शब्द 1834 में एम. फैराडे द्वारा प्रस्तुत किया गया था, जो क्रिया का अध्ययन कर रहे थे विद्युत प्रवाहएसिड, क्षार और लवण के जलीय घोलों पर सुझाव दिया गया कि ऐसे घोलों की विद्युत चालकता आयनों की गति के कारण होती है। सकारात्मक रूप से आवेशित आयन ऋणात्मक ध्रुव (कैथोड) की ओर विलयन में बढ़ते हैं, फैराडे इसे धनायन कहते हैं, और ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन सकारात्मक ध्रुव (एनोड) की ओर बढ़ते हैं - आयन।

पानी में घुलनशीलता की डिग्री के अनुसार पदार्थों को तीन समूहों में बांटा गया है:

1) अत्यधिक घुलनशील;

2) थोड़ा घुलनशील;

3) व्यावहारिक रूप से अघुलनशील।

कई लवण पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। पानी में अन्य लवणों की घुलनशीलता पर निर्णय लेते समय, आपको घुलनशीलता तालिका का उपयोग करना होगा।

यह सर्वविदित है कि कुछ पदार्थ घुले हुए या पिघले हुए रूप में विद्युत धारा का संचालन करते हैं, जबकि अन्य समान परिस्थितियों में विद्युत धारा का संचालन नहीं करते हैं।

वे पदार्थ जो विलयन में आयनों में विघटित हो जाते हैं या पिघल जाते हैं और इसलिए विद्युत का संचालन करते हैं, कहलाते हैं इलेक्ट्रोलाइट्स.

वे पदार्थ जो समान परिस्थितियों में आयनों में विघटित नहीं होते हैं और विद्युत धारा का संचालन नहीं करते हैं, कहलाते हैं गैर इलेक्ट्रोलाइट्स.

इलेक्ट्रोलाइट्स में अम्ल, क्षार और लगभग सभी लवण शामिल हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स स्वयं बिजली का संचालन नहीं करते हैं। विलयनों और पिघलों में ये आयनों में विघटित हो जाते हैं, जिससे धारा प्रवाहित होती है।

पानी में घुलने पर इलेक्ट्रोलाइट्स का आयनों में टूटना कहलाता है इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण . इसकी सामग्री निम्नलिखित तीन प्रावधानों पर आधारित है:

1) इलेक्ट्रोलाइट्स, पानी में घुलने पर, आयनों में विघटित (पृथक) हो जाते हैं - सकारात्मक और नकारात्मक।

2) विद्युत प्रवाह की कार्रवाई के तहत, आयन एक निर्देशित गति प्राप्त करते हैं: सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन कैथोड की ओर बढ़ते हैं और धनायन कहलाते हैं, और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन एनोड की ओर बढ़ते हैं और आयन कहलाते हैं।

3) पृथक्करण एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है: अणुओं के आयनों (पृथक्करण) में विघटन के समानांतर, आयनों को जोड़ने (संघ) की प्रक्रिया आगे बढ़ती है।

उलटने अथवा पुलटने योग्यता

मजबूत और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स।

के लिए मात्रात्मक विशेषताएँइलेक्ट्रोलाइट की आयनों में विघटित होने की क्षमता, पृथक्करण की डिग्री की अवधारणा (α), टी . इ।आयनों में विघटित अणुओं की संख्या और अणुओं की कुल संख्या का अनुपात। उदाहरण के लिए, α = 1 इंगित करता है कि इलेक्ट्रोलाइट पूरी तरह से आयनों में विघटित हो गया है, और α = 0.2 का अर्थ है कि इसके अणुओं का केवल हर पांचवां हिस्सा अलग हो गया है। जब एक संकेंद्रित घोल को पतला किया जाता है, साथ ही गर्म करने पर, इसकी विद्युत चालकता बढ़ जाती है, क्योंकि पृथक्करण की डिग्री बढ़ जाती है।

α के मान के आधार पर, इलेक्ट्रोलाइट्स को सशर्त रूप से मजबूत लोगों में विभाजित किया जाता है (वे लगभग पूरी तरह से अलग हो जाते हैं, (α 0.95) मध्यम शक्ति (0.95)

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स कई खनिज एसिड (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, आदि), क्षार (NaOH, KOH, Ca (OH) 2, आदि), लगभग सभी लवण हैं। कमजोर समाधानों में कुछ खनिज एसिड (एच 2 एस, एच 2 एसओ 3, एच 2 सीओ 3, एचसीएन, एचसीएलओ), कई कार्बनिक एसिड (उदाहरण के लिए, एसिटिक सीएच 3 सीओओएच), अमोनिया का एक जलीय घोल (एनएच 3) के समाधान शामिल हैं। 2O), पानी, कुछ पारा लवण (HgCl2)। मध्यम-शक्ति वाले इलेक्ट्रोलाइट्स में अक्सर हाइड्रोफ्लोरिक एचएफ, ऑर्थोफॉस्फोरिक एच 3 पीओ 4 और नाइट्रस एचएनओ 2 एसिड शामिल होते हैं।

नमक हाइड्रोलिसिस.

शब्द "हाइड्रोलिसिस" ग्रीक शब्द हिडोर (पानी) और लिसीस (अपघटन) से आया है। हाइड्रोलिसिस को आमतौर पर किसी पदार्थ और पानी के बीच विनिमय प्रतिक्रिया के रूप में समझा जाता है। हाइड्रोलाइटिक प्रक्रियाएं हमारे आस-पास की प्रकृति (चेतन और निर्जीव दोनों) में बेहद आम हैं, और आधुनिक उत्पादन और घरेलू प्रौद्योगिकियों में मनुष्यों द्वारा भी व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

नमक हाइड्रोलिसिस पानी के साथ नमक बनाने वाले आयनों की परस्पर क्रिया की प्रतिक्रिया है, जिससे कमजोर इलेक्ट्रोलाइट का निर्माण होता है और समाधान माध्यम में बदलाव के साथ होता है।

तीन प्रकार के लवण जल-अपघटन से गुजरते हैं:

ए) एक कमजोर आधार और एक मजबूत एसिड द्वारा गठित लवण (CuCl 2, NH 4 Cl, Fe 2 (SO 4) 3 - धनायन हाइड्रोलिसिस आगे बढ़ता है)

एनएच 4 + + एच 2 ओ एनएच 3 + एच 3 ओ +

एनएच 4 सीएल + एच 2 ओ एनएच 3। H2O + एचसीएल

माध्यम की प्रतिक्रिया अम्लीय होती है.

बी) एक मजबूत आधार और एक कमजोर एसिड द्वारा गठित लवण (K 2 CO 3, Na 2 S - आयन हाइड्रोलिसिस होता है)

SiO 3 2- + 2H 2 O H 2 SiO 3 + 2OH -

K 2 SiO 3 + 2H 2 O H 2 SiO 3 + 2KOH

माध्यम की प्रतिक्रिया क्षारीय होती है।

सी) कमजोर आधार और कमजोर एसिड (एनएच 4) 2 सीओ 3, एफई 2 (सीओ 3) 3 द्वारा गठित लवण - हाइड्रोलिसिस धनायन और आयन के साथ आगे बढ़ता है।

2एनएच 4 + + सीओ 3 2- + 2एच 2 ओ 2एनएच 3. एच 2 ओ + एच 2 सीओ 3

(एनएच 4) 2 सीओ 3 + एच 2 ओ 2 एनएच 3। एच 2 ओ + एच 2 सीओ 3

प्रायः वातावरण की प्रतिक्रिया तटस्थ होती है।

डी) एक मजबूत आधार और एक मजबूत एसिड (NaCl, Ba (NO 3) 2) द्वारा गठित लवण हाइड्रोलिसिस के अधीन नहीं हैं।

कुछ मामलों में, हाइड्रोलिसिस अपरिवर्तनीय रूप से आगे बढ़ता है (जैसा कि वे कहते हैं, अंत तक जाता है)। इसलिए, जब सोडियम कार्बोनेट और कॉपर सल्फेट के घोल को मिलाया जाता है, तो हाइड्रेटेड मूल नमक का एक नीला अवक्षेप अवक्षेपित हो जाता है, जो गर्म होने पर, क्रिस्टलीकरण के पानी का कुछ हिस्सा खो देता है और प्राप्त कर लेता है। हरा रंग- निर्जल मूल कॉपर कार्बोनेट में बदल जाता है - मैलाकाइट:

2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O (CuOH) 2 CO 3 + 2Na 2 SO 4 + CO 2

सोडियम सल्फाइड और एल्युमीनियम क्लोराइड के घोल को मिलाते समय हाइड्रोलिसिस भी अंत तक जाता है:

2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl

इसलिए, अल 2 एस 3 को अलग नहीं किया जा सकता है जलीय घोल. यह नमक साधारण पदार्थों से प्राप्त होता है।