Электролитическая диссоциация кислот, солей, диссоциация — распад электролитов на ионы при растворении в воде или расплавлении. Этот процесс изображают с уравнений диссоциации:NaCl = Na+ + Cl−HCl = H+ + Cl−Na2SO4 = 2Na+ + SO42−Если через раствор или расплав электролита пропускать электрический ток, то положительные ионы будут двигаться к отрицательному электроду — катоду. Положительные ионы получили название катионы.Отрицательные ионы будут двигаться к положительному электроду — аноду, и называются анионами.Следовательно, при диссоциации солей образуются катионы металла и анионы кислотного остатка (в состав солей могут входить и другие ионы). При диссоциации кислот образуются в качестве катионов ионы водорода, и анионы кислотных остатков.Механизм диссоциации электролитов при растворении в воде:Многие соли — вещества с ионной связью, состоят из положительных и отрицательных ионов, связанных за счет притягивания противоположных зарядов. При растворении в воде происходит гидратация ионов — взаимодействие ионов с полярными молекулами воды. Это уменьшает притяжение между ионами соли и делает возможным переход гидратированных, т.е. связанных с молекулами воды, ионов в раствор (этому тепловое движение частиц).При выпаривании соли из раствора часть воды может оставаться в составе получаемых кристаллов — кристаллизационная вода. Например, сульфат меди (II) при выпаривании из раствора образует медный купорос (синего цвета), содержащий 5 моль воды на 1 моль соли. Формула медного купороса записывается как CuSO4•5H2O — точка обозначает связь между молекулами воды и ионами в составе сульфата меди(II).При длительном нагревании медного купороса кристаллизационная вода улетучивается и соль приобретает белый цвет. Синий цвет растворов, содержащих ионы меди (II), свидетельствует о том, что в растворе находятся гидратированные ионы.У оснований механизм диссоциации такой же, как и у солей. Растворимые основания — щелочи, — диссоциируют с образованием катиона металла и гидроксид-ионов:NaOH = Na+ + OH–Кислоты содержат ковалентные полярные связи. Так, молекула хлороводорода поляризована:Hδ+Clδ−(δ+ и δ− означают частичные заряды, меньше единицы). При растворении в воде в результате гидратации поляризация молекулы усиливается и происходит разрыв связи между водородом и кислотным остатком с образованием положительного иона водорода и отрицательного иона кислотного остатка.Ионом водорода называют именно гидратированный протон и обозначают H3O+, но для простоты записывают H+Согласно экспериментальным данным, в растворах не обнаружены частицы H3O+. Анализ показывает наличие катионов, включающих две молекулы воды: H5O2+Основатель теории диссоциации электролитов в растворах — шведский ученый Сванте Аррениус. Гидратная теория растворов разработана Д.И.МенделеевымПри расплавлении электролитов разрыв связей с образованием ионов происходит за счет увеличения энергии частиц при нагревании
С раствором бромоводородной кислоты может реагировать только оксид меди: CuO + 2 HBr > CuBr2 + H2O (уравнение 1) В 243 г раствора содержится 243*0,1=24,3 г или 24,3/81=0,3 моль HBr. Значит оксида меди в смеси 0,15 моль, или 0,15*80=12 г. Количество серной кислоты в растворе 28,8*0,85=24,48 г или 24,48/98=0,3 моль. Очевидно, что с 0,15 молями CuO прореагируют 0,15 моль H2SO4 по уравнению: CuO + H2SO4 > CuSO4 + H2O (уравнение 2), Автор задачи видимо полагает, что остальные 0,15 моль H2SO4 прореагируют с 0,075 моль меди по уравнению: Cu + 2 H2SO4 > CuSO4 + SO2 + 2 H2O (уравнение 3). Тогда количество меди в смеси 0,075*64=4,8 г, и массовая доля меди в смеси составляет 4,8/(4,8+12)=0,286 или 28,6 %. Все это было бы так, НО! В принципе, 85 %-ная серная кислота может окислять медь, поэтому с 85 %-ной серной кислотой реакция 3 может начаться, но не закончиться. Во-первых, реакция по уравнению 2 осуществляется намного быстрее, чем по уравнению 3. В результате этой реакции выделяется ВОДА. К тому времени, когда дело дойдет до реакции 3 будет такая ситуация, Масса раствора кислоты была 28,8 г. Добавленные 12 г оксида меди растворились, значит масса раствора стала 28,8+12=40,8 г, причем в нем осталось 0,15 моль или 0,15*98=14,7 г, и массовая доля кислоты составляет всего лишь 14,7/40,8=0,36 или 36 %. Кислота такой концентрации не может окислить медь, и реакция 3 вообще не пойдет. Далее, по реакции 3 выделяется 2 моля воды, значит кислота катастрофически быстро разбавляется. Отсюда следует вывод, что реакция 3 вообще не произойдет, и мы не сможем определить массу металлической меди. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ МЕДЬ МОЖЕТ РЕАГИРОВАТЬ ЛИШЬ С БОЛЬШИМ ИЗБЫТКОМ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ, а в тех условиях, которые приведены в задаче, медь в кислоте растворяться не будет.
В 243 г раствора содержится 243*0,1=24,3 г или 24,3/81=0,3 моль HBr.
Значит оксида меди в смеси 0,15 моль, или 0,15*80=12 г.
Количество серной кислоты в растворе 28,8*0,85=24,48 г или 24,48/98=0,3 моль.
Очевидно, что с 0,15 молями CuO прореагируют 0,15 моль H2SO4 по уравнению: CuO + H2SO4 > CuSO4 + H2O (уравнение 2),
Автор задачи видимо полагает, что остальные 0,15 моль H2SO4 прореагируют с 0,075 моль меди по уравнению:
Cu + 2 H2SO4 > CuSO4 + SO2 + 2 H2O (уравнение 3).
Тогда количество меди в смеси 0,075*64=4,8 г, и массовая доля меди в смеси составляет 4,8/(4,8+12)=0,286 или 28,6 %.
Все это было бы так, НО!
В принципе, 85 %-ная серная кислота может окислять медь, поэтому с 85 %-ной серной кислотой реакция 3 может начаться, но не закончиться.
Во-первых, реакция по уравнению 2 осуществляется намного быстрее, чем по уравнению 3. В результате этой реакции выделяется ВОДА. К тому времени, когда дело дойдет до реакции 3 будет такая ситуация,
Масса раствора кислоты была 28,8 г. Добавленные 12 г оксида меди растворились, значит масса раствора стала 28,8+12=40,8 г, причем в нем осталось 0,15 моль или 0,15*98=14,7 г, и массовая доля кислоты составляет всего лишь 14,7/40,8=0,36 или 36 %. Кислота такой концентрации не может окислить медь, и реакция 3 вообще не пойдет. Далее, по реакции 3 выделяется 2 моля воды, значит кислота катастрофически быстро разбавляется.
Отсюда следует вывод, что реакция 3 вообще не произойдет, и мы не сможем определить массу металлической меди.
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ МЕДЬ МОЖЕТ РЕАГИРОВАТЬ ЛИШЬ С БОЛЬШИМ ИЗБЫТКОМ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ, а в тех условиях, которые приведены в задаче, медь в кислоте растворяться не будет.