Марка, выпушенная в Швеции в честь открытия явления электролитической диссоциации.

*Слово «щёлочь» проис­ходит от слова «щёлок». Так называли мылкий раствор, образующийся при варке золы.

КРИСТАЛЛОГИДРАТЫ

Некоторые ионы настолько прочно удерживают гидратную воду, что кристаллизуются из раствора в виде кристаллогидратов. Таким веществом, напри­мер, является медный купорос — пятиводный суль­фат меди CuSO₄•5Н₂О. Интересно, что непосредст­венно с атомом меди связаны лишь четыре молекулы воды, а пятая находится в пустотах кристаллической решётки. При нагревании синие кристаллы медного купороса отщепляют воду, превращаясь в серый по­рошок — безводный сульфат меди. А если он попадёт в воду, произойдёт обратный процесс — гидратация, сопровождающаяся выделением тепла. Этот простой опыт показывает, что окраска медного купороса вызвана именно гидратированными ионами мели.

Безводный сульфат меди CuSO₄ бесцветный (слева), но при соприкосновении с водой он мгновенно превращается в медный купорос CuSO₄•5Н₂О (справа).

ТЕОРИЯ

БРЁНСТЕДА — ЛОУРИ

Понятия кислоты и основания, сфор­мулированные Аррениусом, получили развитие в трудах других учёных. В 1923 г. датский физикохимик Иоханнес Николаус Брёнстед (1879—1947) и английский химик Томас Лоури (1874—1936) выдвинули протолитическую теорию, согласно которой ки­слотой является частица, отдающая протон (донор Н⁺). Основание в таком случае — частица, принимающая про­тон (акцептор Н⁺). Реакция между ки­слотой и основанием заключается в переносе протона от кислоты к осно­ванию. Эти представления позволили расширить понятия кислоты и осно­вания, распространив их также и на отдельные ионы. Например, аммиак в водном растворе является основанием, а вода — кислотой:

NH₃+H₂O«NH₄⁺+OH^-. основание кислота кислота основание

В результате взаимодействия кис­лоты с основанием образуются новая кислота и новое основание. Как пра­вило, такие реакции являются обра­тимыми, а положение равновесия смещено в сторону образования наи­более слабой кислоты и наиболее слабого основания (в приведённом примере — влево).

ЛЬЮИСОВЫ КИСЛОТЫ

И ОСНОВАНИЯ

В теории, разработанной американ­ским физикохимиком Гилбертом Ньютоном Льюисом (1875—1946), кислотно-основные свойства частиц определяются, исходя из их электрон­ного строения. Кислота, по Льюису, — это вещество, являющееся акцептором электронной пары, а основание —

СИЛЬНЫЕ И СЛАБЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ

Для количественной характеристики способности электролита распадаться на ионы введено понятие степени диссоциации (a), т. е. отношения числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул. Например, a=1 говорит о том, что электролит полностью распался на ионы, а a=0,2 означает, что продиссоциировала лишь каждая пятая из его молекул. При разбавлении концентрированного раствора, а также при нагревании его электропроводность повышается, так как возрастает степень дис­социации.

В зависимости от величины а электролиты условно делятся на сильные (диссоциируют практически нацело, a>0,95), сред­ней силы (0,95 >a>0,3) и слабые (a<0,3). Cuльными электро­литами являются многие минеральные кислоты (HCl, HBr, HI, H₂SO₄, HNO₃ и др.), щёлочи (NaOH, КОН, Са(ОН)₂ и др.), поч­ти все соли. К слабым принадлежат растворы некоторых мине­ральных кислот (H₂S, H₂SO₃, H₂CO₃, HCN, HClO), многие орга­нические кислоты (например, уксусная СН₃СООН), водный раствор аммиака (NH₃•nН₂О), вода, некоторые соли ртути (HgCl₂). К электролитам средней силы часто относят плавиковую HF, ортофосфорную Н₃РО₄ и азотистую HNO₂ кислоты.

КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ ИНДИКАТОРЫ

Каждому школьнику хорошо знаком лакмус — с его помощью определяют кислотность среды. Это вещество явля­ется кислотно-основным индикатором, т. е. обладает способностью обратимо изменять окраску в зависимости от кис­лотности раствора: в кислой среде лак­мус становится красным, а в щелоч­ной — синим. В нейтральной среде цвет лакмуса фиолетовый — это сочетание равных количеств синего и красного. Хотя лакмус уже в течение несколь­ких столетий верно служит людям, его состав так до конца и не изучен. В этом нет ничего удивительного: ведь лак­мус — это сложная смесь природных соединений. Он был известен уже в Древнем Египте и в Древнем Риме, где его использовали в качестве фиолето­вой краски — заменителя дорогостоя­щего пурпура. Затем рецепт приготов­ления лакмуса оказался утерян. Лишь в