Sole nieorganiczne Dysocjacji elektrolitycznej ulegają sole rozpuszczalne w wodzie. Dysocjują one całkowicie na kation metalu (lub inny, np. kation amonu
) i anion reszty kwasowej.
Schematycznie równanie reakcji dysocjacji elektrolitycznej soli możemy zapisać jako:
gdzie:
- – metal;
- – reszta kwasowa;
- – kation metalu lub kation amonu ();
- – wartościowość metalu;
- – wartościowość reszty kwasowej.
Przykład:
Mol siarczan(
) potasu
dysocjuje całkowicie na dwa mole kationów potasu i jeden mol anionów siarczanowych(
), zgodnie z równaniem:
W przypadku wodorosoli oraz hydroksosoli, reakcja dysocjacji zachodzi analogicznie jak dla obojętnych soli prostych.
- dysocjacja wodorosoli – wodorosiarczanu() sodu:
- dysocjacja hydroksosoli – chlorku wodorotlenku wapnia:
,
Kwasy nieorganiczne - Kwasy jednoprotonowe
Kwasy jednoprotonowe ulegają reakcji dysocjacji elektrolitycznej pod wpływem wody. Schematyczne równanie można zapisać jako:
gdzie:
- – kation oksoniowy;
- – anion reszty kwasowej.
W przypadku mocnych kwasów reakcja dysocjacji elektrolitycznej zachodzi w albo prawie w , dlatego też, w przypadku mocnych kwasów, równania dysocjacji elektrolitycznej zapisujemy z jedną strzałką, skierowaną w stronę produktów. Dysocjacja elektrolityczna słabych kwasów nieorganicznych (np. ) jest reakcją odwracalną i zachodzi tylko w pewnym, zwykle niewielkim stopniu. Z tego względu w równaniu reakcji stosuje się strzałki skierowane w przeciwne strony.
- Kwasy wieloprotonowe
Kwasy wieloprotonowe ulegają stopniowej reakcji dysocjacji pod wpływem wody. Przykładem jest kwas ortofosforowy() . Kwas ortofosforowy() jest kwasem trójprotonowym, w którym dysocjacja będzie zachodzić trójetapowo:
- w pierwszym etapie zachodzi reakcja zgodnie z poniższym równaniem:
W tym przypadku równanie reakcji zapisujemy ze strzałkami skierowanymi w przeciwne strony, ponieważ kwas ortofosforowy() jest kwasem słabym. Jeśli jednak kwas jest mocny, jak np. kwas siarkowy() , to w pierwszym etapie równanie reakcji zapisujemy z jedną strzałką.
- w kolejnym etapie zachodzi reakcja zgodnie z poniższym równaniem:
- w ostatnim etapie zachodzi reakcja zgodnie z poniższym równaniem:
,
Wodorotlenki Podczas rozpuszczania w wodzie wodorotlenki dysocjują na aniony wodorotlenkowe
i kationy metali. Dysocjację elektrolityczną wodorotlenków przedstawia się równaniem:
gdzie:
– symbol metalu;
– wartościowość metalu równa liczbie anionów wodorotlenkowych;
Przykład:
Dysocjacji w wodzie ulegają wodorotlenki metali aktywnych, np.
. Dla tego związku dysocjację zapisujemy zgodnie z równaniem:
Całkowita dysocjacja oznacza, że mamy do czynienia z elektrolitem mocnym.
Większość wodorotlenków dysocjuje całkowicie, wówczas równanie reakcji zapisujemy, stosując jedną strzałkę skierowaną w kierunku produktów. Zarówno wodorotlenki jedno-, jak i wielowodorotlenowe ulegają dysocjacji elektrolitycznej pod wpływem wody, ale w przeciwieństwie do kwasów, dysocjacja wodorotlenków wielowodorotlenowych nie jest stopniowa. Wyjątkiem jest wodorotlenek wapnia, który dysocjuje w dwóch etapach.
,
Kwasy karboksylowe Kwasy karboksylowe to związki organiczne zawierające grupę karboksylową
przyłączoną do reszty
, którą jest podstawnik alifatyczny lub aromatyczny.
Kwasy karboksylowe to zazwyczaj słabe kwasy, co oznacza, że dysocjują częściowo. Proces dysocjacji jest reakcją odwracalną, dlatego w równaniu reakcji stosuje się strzałki skierowane w przeciwne strony. Schematycznie równanie reakcji dysocjacji elektrolitycznej kwasu karboksylowego możemy zapisać jako:
Ilustracja przedstawiająca równanie reakcji dysocjacji kwasu karboksylowego. Cząsteczka kwasu karboksylowego zbudowanego z podstawnika R oraz grupy karboksylowej
dodać cząsteczka wody
. Strzałka w prawo, strzałka w lewo, za strzałkami anion karboksylanowy zbudowany z grupy R połączonej z grupą
dodać jon hydroniowy
.,
Aminy Aminy dysocjują zgodnie z równaniem:
gdzie:
– reszta alifatyczna lub aromatyczna.
Aminy to słabe zasady o mocy porównywalnej do amoniaku. Dysocjacja elektrolityczna amin jest reakcją odwracalną. Z tego względu w równaniu reakcji stosuje się strzałki skierowane w przeciwne strony.,
Aminokwasy Aminokwasy to wielofunkcyjne pochodne węglowodorów o wzorze ogólnym zbliżonym do:
gdzie:
- – fragment węglowodorowy (może zwierać także inne grupy funkcyjne).
Związki te ulegają dysocjacji elektrolitycznej. W roztworze wodnym obecna w cząsteczce aminokwasu grupa aminowa
i karboksylowa
ulegają wzajemnemu zobojętnieniu. Na skutek przeniesienia jonu wodoru
z grupy
do grupy
powstaje tzw.
jon obojnaczy. Jest to sól wewnętrzna, posiadająca jednocześnie ładunek dodatni i ujemny, które równoważą się.
Jeden z najprostszych aminokwasów – glicyna – w roztworze wodnym ma odczyn zbliżony do obojętnego, a proces powstawania jonu obojnaczego można przedstawić równaniem:
,
Fenole Fenole ulegają w wodzie dysocjacji elektrolitycznej z odszczepieniem jonu
, co potwierdza fakt, że fenole są mocniejszymi kwasami od alkoholi. Niemniej jednak fenole są zaliczane do kwasów słabych, ponieważ tylko niewielki procent ich cząsteczek dysocjuje na jony, a reszta pozostaje w roztworze w postaci niezdysocjowanej. Poniżej przedstawiono proces dysocjacji elektrolitycznej najprostszego fenolu:
opisIlustracja przedstawiająca reakcję dysocjacji fenolu. Cząsteczka benzenolu (czyli fenolu) zbudowanego z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego podstawionego grupą hydroksylową O H. Dodać cząsteczkę wody
. Strzałka w prawo, strzałka w lewo, za strzałkami anion fenolanowy zbudowany z pierścienia fenylowego podstawionego atomem tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym dodać kation hydroniowy
.,
Sole organiczne Wśród soli organicznych wyróżnić możemy:
- Mydła – sole metali lub kationu amonu oraz wyższych kwasów karboksylowych (kwasów tłuszczowych)
Wzór ogólny mydła:
gdzie:
- – fragment węglowodorowy nasycony lub nienasycony;
- – wartościowość metalu;
- – metal lub kation amonu.
Całkowitej dysocjacji elektrolitycznej ulegają jedynie mydła metali alkalicznych (np. sodowe, potasowe i amonowe). Pozostałe mydła (metali ziem alkalicznych, metali ciężkich) są nierozpuszczalne w wodzie i nie dysocjują. Proces dysocjacji elektrolitycznej mydeł metali alkalicznych można przedstawić w postaci ogólnego równania:
Przykładem mydła, które rozpuszcza się w wodzie i dysocjuje na jony, jest palmitynian sodu, którego proces dysocjacji elektrolitycznej można przedstawić w postaci równania:
- Sole pozostałych kwasów karboksylowych
Wzór ogólny soli:
gdzie:
- – atom wodoru, grupa alifatyczna lub aromatyczna;
- – wartościowość metalu;
- – metal lub grupa amonowa .
Dysocjacji elektrolitycznej ulegają tylko sole dobrze rozpuszczalne w wodzie. Proces dysocjacji elektrolitycznej można zapisać w postaci:
Przykładem soli, która rozpuszcza się w wodzie i dysocjuje na jony, jest octan sodu (sól kwasu octowego):
- Fenolany
Wzór ogólny soli:
gdzie:
- – grupa aromatyczna;
- – wartościowość metalu;
- – metal lub grupa amonowa .
W odróżnieniu od alkoholanów, które w kontakcie z wodą ulegają reakcji rozkładu z otrzymaniem wodorotlenku, fenolany mogą ulegać dysocjacji elektrolitycznej, a proces ten można zapisać w postaci:
Przykładem soli, która rozpuszcza się w wodzie i dysocjuje na jony, jest fenolan sodu (sól sodowa fenolu):