Ступенчатая диссоциация

Question

Ступенчатая диссоциация

POP_2014 01.03.2026 08:34

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Ступенчатая диссоциация — это процесс последовательного (поэтапного) отщепления ионов от молекул сложных электролитов. Этот процесс характерен для многоосновных кислот, многокислотных оснований и некоторых солей. Основная особенность заключается в том, что на каждой последующей стадии диссоциация протекает значительно труднее, чем на предыдущей. 1. Диссоциация многоосновных кислот Многоосновные кислоты отдают ионы водорода $H^{+} cap H raised to the positive power$ поочередно. Каждая стадия характеризуется своей константой диссоциации ( $K_{a} cap K sub a$ ). Пример: Фосфорная кислота ( $H_{3} P O_{4} cap H sub 3 cap P cap O sub 4$ )

Первая ступень:
$H_{3} P O_{4} H^{+} + H_{2} P O_{4}^{-} cap H sub 3 cap P cap O sub 4 cap H raised to the positive power plus cap H sub 2 cap P cap O sub 4 raised to the negative power$
Образуется дигидрофосфат-ион. На этом этапе электролит проявляет наибольшую силу. Вторая ступень:
$H_{2} P O_{4}^{-} H^{+} + H P O_{4}^{2 -} cap H sub 2 cap P cap O sub 4 raised to the negative power cap H raised to the positive power plus cap H cap P cap O sub 4 raised to the 2 minus power$
Образуется гидрофосфат-ион. Протекает сложнее, так как оторвать положительный протон от отрицательно заряженного иона труднее, чем от нейтральной молекулы. Третья ступень:
$H P O_{4}^{2 -} H^{+} + P O_{4}^{3 -} cap H cap P cap O sub 4 raised to the 2 minus power cap H raised to the positive power plus cap P cap O sub 4 raised to the 3 minus power$
Образуется фосфат-ион. Протекает в ничтожно малой степени.

Закономерность: $K_{a 1} ≫ K_{a 2} ≫ K_{a 3} cap K sub a 1 end-sub is much greater than cap K sub a 2 end-sub is much greater than cap K sub a 3 end-sub$ . В растворе такой кислоты преобладают ионы первой ступени. 2. Диссоциация многокислотных оснований Слабые многокислотные основания диссоциируют ступенчато с образованием гидроксокатионов. Пример: Гидроксид магния ( $M g (O H)_{2} cap M g of open paren cap O cap H close paren sub 2$ )

Первая ступень:
$M g (O H)_{2} M g O H^{+} + O H^{-} cap M g of open paren cap O cap H close paren sub 2 cap M g cap O cap H raised to the positive power plus cap O cap H raised to the negative power$ Вторая ступень:
$M g O H^{+} M g^{2 +} + O H^{-} cap M g cap O cap H raised to the positive power cap M g raised to the 2 plus power plus cap O cap H raised to the negative power$

Стоит отметить, что сильные основания (щелочи), такие как $B a (O H)_{2} cap B a open paren cap O cap H close paren sub 2$ , в разбавленных водных растворах диссоциируют практически полностью и сразу, хотя формально процесс также можно представить ступенчато. 3. Диссоциация кислых и осно́вных солей Эти соединения также диссоциируют поэтапно, сочетая в себе свойства солей и соответствующих кислот или оснований.

Кислые соли: Сначала происходит полная диссоциация на катион металла и сложный анион, а затем — слабая диссоциация аниона.
1. $N a H C O_{3} N a^{+} + H C O_{3}^{-} cap N a cap H cap C cap O sub 3 right arrow cap N a raised to the positive power plus cap H cap C cap O sub 3 raised to the negative power$ (полная) $H C O_{3}^{-} H^{+} + C O_{3}^{2 -} cap H cap C cap O sub 3 raised to the negative power cap H raised to the positive power plus cap C cap O sub 3 raised to the 2 minus power$ (обратимая, слабая)
Осно́вные соли: Сначала отщепляется кислотный остаток, затем — гидроксид-ионы.
1. $C u O H C l C u O H^{+} + C l^{-} cap C u cap O cap H cap C l right arrow cap C u cap O cap H raised to the positive power plus cap C l raised to the negative power$ $C u O H^{+} C u^{2 +} + O H^{-} cap C u cap O cap H raised to the positive power cap C u raised to the 2 plus power plus cap O cap H raised to the negative power$

Почему каждая следующая ступень слабее? Существует две основные причины снижения степени диссоциации на последующих этапах:

Электростатическое притяжение: На первой стадии протон уходит от нейтральной молекулы. На второй стадии положительно заряженному протону нужно преодолеть силу притяжения уже отрицательно заряженного аниона. Это требует гораздо больших затрат энергии.
Принцип Ле Шателье: Ионы водорода (или гидроксид-ионы), образовавшиеся на первой стадии, подавляют диссоциацию по последующим стадиям, смещая равновесие влево.

Результирующее уравнение Хотя процессы протекают ступенчато, для проведения стехиометрических расчетов в реакциях обмена часто используют суммарное уравнение: $H_{3} P O_{4} 3 H^{+} + P O_{4}^{3 -} cap H sub 3 cap P cap O sub 4 3 cap H raised to the positive power plus cap P cap O sub 4 raised to the 3 minus power$ Однако важно помнить, что в реальности в растворе слабых электролитов концентрация продуктов полной диссоциации минимальна. Я могу составить таблицу констант диссоциации для наиболее распространенных кислот или разобрать механизм влияния pH на этот процесс.

Ступенчатая диссоциация

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов