Химия: расследуем мир веществ Урок 59 из 67
Что отличает кислоту от основания в водной модели?
Проследим перенос протона и проверим сохранение атомов и заряда.
Опорная карта
Схема модели
Только бумага, калькулятор и готовые данные. Не пробуйте, не нюхайте, не смешивайте и не нагревайте химикаты; не открывайте бытовые средства и неизвестные ёмкости. Нейтральный pH не доказывает безопасность. Не применяйте учебную нейтрализацию к коже, глазам, разливам или неизвестным смесям.
Ситуация и вопрос
В дневнике соль растворилась, но состав раствора остался неизвестным. Может ли прозрачность показать, кислый он или щелочной? В уроках 50–58 мы различали молекулы и ионы. Теперь добавим кислотно-основное взаимодействие, работая только с формулами и готовыми данными.
Новые слова без пропусков
По Бренстеду — Лоури кислота отдаёт протон H⁺, а основание принимает его. В воде H⁺ не изображаем как свободно плавающий голый протон: используем ион гидроксония H₃O⁺. Краткая запись H⁺(aq) обозначает гидратированный протон. Кислотность раствора связана с соотношением H₃O⁺ и OH⁻, а не с цветом или вкусом.
Предскажите
Рассмотрите HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻. Предскажите, кто отдаёт протон и кто его принимает. Затем поменяйте пример: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻. Может ли вода играть другую роль? До разбора отметьте изменившееся число H у каждой частицы.
Исследуйте или разберите данные
Перепишите обе реакции. Подсчитайте H, O, Cl или N слева и справа, затем общий заряд. В первой записи слева нейтральные частицы, справа +1 и −1. Во второй равновесная стрелка показывает возможность обратного переноса; она не означает равные количества всех частиц.
| Объект / шаг | Дано / расчёт | Вывод |
|---|---|---|
| HCl + H₂O | → | H₃O⁺ + Cl⁻ |
| NH₃ + H₂O | ⇌ | NH₄⁺ + OH⁻ |
| HNO₃ + H₂O | → | H₃O⁺ + NO₃⁻ |
Разобранный пример
В реакции с HCl вода принимает H⁺ и выступает основанием; остаётся Cl⁻. С NH₃ вода отдаёт H⁺ и выступает кислотой; возникают NH₄⁺ и OH⁻. Сопряжённая пара отличается одним протоном: HCl/Cl⁻, H₃O⁺/H₂O, NH₄⁺/NH₃. Атомы при таком переносе не исчезают.
Где легко ошибиться
Ошибка: считать любое основание веществом, в формуле которого обязательно есть OH. У NH₃ такой группы нет, но он принимает протон. Растворимое основание называют щёлочью; школьная водная модель и протонная модель описывают разные уровни объяснения. Нейтральность частицы не означает нейтральность всего раствора.
Перенос в новый случай
Новый случай: HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃⁻. Назовите донор, акцептор и две сопряжённые пары. Сравните H₂O и H₃O⁺: изменилось ли число атомов кислорода? Объясните, почему суммарный заряд справа нулевой, хотя раствор содержит заряженные частицы.
Ответ и проверка памяти
Проверка: HNO₃ — донор, H₂O — акцептор; пары HNO₃/NO₃⁻ и H₃O⁺/H₂O. Число O в молекуле воды и гидроксонии одинаково; добавлен один протон. Заряды +1 и −1 компенсируются. Восстановите обе реакции без подсказки и объясните роль воды в каждой.
Задание
В NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ кто отдаёт H⁺? Назовите сопряжённую пару для NH₃.
Ответы
Показать ответы
H₂O отдаёт H⁺; NH₄⁺/NH₃. Суммарный заряд справа ноль.
Когда вернуться
Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.
Источники и границы
Если вы нашли ошибку или опечатку в тексте статьи, то сообщите нам об этом
Комментарии (0)
Войдите, чтобы оставить комментарий →
Пока нет комментариев. Будьте первым.