L'acide sulfurique est un électrolyte puissant. Acide carbonique et ses sels - production et utilisation

1. ÉLECTROLYTES

1.1. dissociation électrolytique. Degré de dissociation. La force des électrolytes

Selon la théorie de la dissociation électrolytique, les sels, les acides, les hydroxydes, se dissolvant dans l'eau, se décomposent complètement ou partiellement en particules indépendantes - les ions.

Le processus de désintégration des molécules de substance en ions sous l'action de molécules de solvant polaire est appelé dissociation électrolytique. Les substances qui se dissocient en ions en solution sont appelées électrolytes. En conséquence, la solution acquiert la capacité de conduire un courant électrique, car. des porteurs mobiles de charge électrique y apparaissent. Selon cette théorie, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, les électrolytes se décomposent (dissocient) en ions chargés positivement et négativement. Les ions chargés positivement sont appelés cations; ceux-ci comprennent, par exemple, l'hydrogène et les ions métalliques. Les ions chargés négativement sont appelés anions; ceux-ci comprennent des ions de résidus acides et des ions hydroxyde.

Pour une caractéristique quantitative du processus de dissociation, la notion de degré de dissociation est introduite. Le degré de dissociation d'un électrolyte (α) est le rapport du nombre de ses molécules décomposées en ions dans une solution donnée ( n ), au nombre total de ses molécules en solution ( Ni

α = .

Le degré de dissociation électrolytique est généralement exprimé soit en fractions d'unité, soit en pourcentage.

Les électrolytes avec un degré de dissociation supérieur à 0,3 (30%) sont généralement appelés électrolytes forts, avec un degré de dissociation de 0,03 (3%) à 0,3 (30%) - moyen, inférieur à 0,03 (3%) - électrolytes faibles. Donc, pour une solution de 0,1 M CH3COOH α = 0,013 (ou 1,3%). Par conséquent, l'acide acétique est un électrolyte faible. Le degré de dissociation montre quelle partie des molécules dissoutes d'une substance s'est décomposée en ions. Le degré de dissociation électrolytique d'un électrolyte dans des solutions aqueuses dépend de la nature de l'électrolyte, de sa concentration et de sa température.

De par leur nature, les électrolytes peuvent être divisés en deux grands groupes : fort et faible. Électrolytes forts se dissocient presque complètement (α = 1).

Les électrolytes forts comprennent :

1) acides (H 2 SO 4, HCl, HNO 3, HBr, HI, HClO 4, H M nO 4);

2) bases - hydroxydes de métaux du premier groupe du sous-groupe principal (alcalis) - LiOH , NaOH , KOH , RbOH , CsOH , ainsi que des hydroxydes de métaux alcalino-terreux - Ba(OH) 2, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2;.

3) les sels solubles dans l'eau (voir tableau de solubilité).

Électrolytes faibles se dissocient en ions dans une très faible mesure, dans les solutions, ils sont principalement à l'état non dissocié (sous forme moléculaire). Pour les électrolytes faibles, un équilibre s'établit entre les molécules non dissociées et les ions.

Les électrolytes faibles comprennent :

1) acides inorganiques ( H 2 CO 3 , H 2 S , HNO 2 , H 2 SO 3 , HCN , H 3 PO 4 , H 2 SiO 3 , HCNS , HClO, etc.) ;

2) eau (H 2 O);

3) hydroxyde d'ammonium ( NH4OH);

4) la plupart des acides organiques

(par exemple CH 3 COOH acétique, HCOOH formique) ;

5) sels et hydroxydes insolubles et peu solubles de certains métaux (voir tableau de solubilité).

Traiter dissociation électrolytique représenté à l'aide d'équations chimiques. Par exemple, la dissociation de l'acide chlorhydrique (HC je ) s'écrit comme suit :

HCl → H + + Cl - .

Les bases se dissocient pour former des cations métalliques et des ions hydroxyde. Par exemple, la dissociation de KOH

KOH → K + + OH -.

Les acides polybasiques, ainsi que les bases de métaux polyvalents, se dissocient par étapes. Par exemple,

H 2 CO 3 H + + HCO 3 -,

HCO 3 - H + + CO 3 2–.

Le premier équilibre - dissociation le long de la première étape - est caractérisé par une constante

.

Pour la dissociation dans la deuxième étape :

.

Dans le cas de l'acide carbonique, les constantes de dissociation ont les valeurs suivantes : K je = 4,3× 10 -7 , K II = 5,6 × 10–11 . Pour une dissociation par étapes, toujours K Je> K II> K III >... , car l'énergie qui doit être dépensée pour détacher un ion est minime lorsqu'il est détaché d'une molécule neutre.

Les sels moyens (normaux), solubles dans l'eau, se dissocient avec la formation d'ions métalliques chargés positivement et d'ions chargés négativement du résidu acide

Ca(NO 3) 2 → Ca 2+ + 2NO 3 -

Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3+ + 3SO 4 2–.

Sels acides (hydrosels) - électrolytes contenant de l'hydrogène dans l'anion, capables de se séparer sous la forme d'un ion hydrogène H +. Les sels acides sont considérés comme un produit obtenu à partir d'acides polybasiques dans lesquels tous les atomes d'hydrogène ne sont pas remplacés par un métal. La dissociation des sels acides se produit par étapes, par exemple :

KHCO3 → K + + HCO 3 - (première étape)

Excellents conducteurs de courant électrique - or, cuivre, fer, aluminium, alliages. Parallèlement à eux, il existe un grand groupe de substances non métalliques, des fondus et des solutions aqueuses qui ont également la propriété de conductivité. Ce sont des bases fortes, des acides, certains sels, appelés collectivement "électrolytes". Qu'est-ce que la conductivité ionique ? Découvrons quelle relation les substances électrolytiques entretiennent avec ce phénomène commun.

Quelles particules portent des charges ?

Le monde qui l'entoure regorge de conducteurs divers, ainsi que d'isolants. Ces propriétés des corps et des substances sont connues depuis l'Antiquité. Le mathématicien grec Thales a mené une expérience avec l'ambre (en grec - "électron"). En le frottant sur de la soie, le scientifique a observé le phénomène d'attraction des cheveux, des fibres de laine. Plus tard, il est devenu connu que l'ambre est un isolant. Il n'y a pas de particules dans cette substance qui pourraient porter une charge électrique. Les bons conducteurs sont les métaux. Ils contiennent des atomes, des ions positifs et des particules négatives libres et infiniment petites - des électrons. Ce sont eux qui assurent le transfert des charges lorsqu'ils passent le courant. Les électrolytes forts sous forme sèche ne contiennent pas de particules libres. Mais lors de la dissolution et de la fusion, le réseau cristallin est détruit, ainsi que la polarisation de la liaison covalente.

Eau, non-électrolytes et électrolytes. Qu'est-ce que la dissolution ?

En donnant ou en gagnant des électrons, les atomes d'éléments métalliques et non métalliques se transforment en ions. Il existe un lien assez fort entre eux dans le réseau cristallin. La dissolution ou la fusion de composés ioniques, tels que le chlorure de sodium, conduit à sa destruction. Dans les molécules polaires, il n'y a ni ions liés ni libres, ils apparaissent lors de l'interaction avec l'eau. Dans les années 30 du 19ème siècle, M. Faraday a découvert que les solutions de certaines substances conduisent le courant. Le scientifique a introduit des concepts aussi importants dans la science:

• ions (particules chargées);
• électrolytes (conducteurs du deuxième type);
• cathode;
• anode.

Il existe des composés - des électrolytes forts, dont les réseaux cristallins sont complètement détruits avec la libération d'ions.

Il existe des substances insolubles et celles qui restent sous forme moléculaire, par exemple le sucre, le formaldéhyde. Ces composés sont appelés non-électrolytes. Ils ne se caractérisent pas par la formation de particules chargées. Les électrolytes faibles (acide carbonique et acétique, et un certain nombre d'autres substances) contiennent peu d'ions.

Théorie de la dissociation électrolytique

Dans ses travaux, le scientifique suédois S. Arrhenius (1859-1927) s'est appuyé sur les conclusions de Faraday. Plus tard, les chercheurs russes I. Kablukov et V. Kistyakovsky ont clarifié les dispositions de sa théorie. Ils ont découvert que lorsqu'elles sont dissoutes et fondues, toutes les substances ne forment pas des ions, mais seulement des électrolytes. Qu'est-ce que la dissociation selon S. Arrhenius ? C'est la destruction des molécules, qui conduit à l'apparition de particules chargées dans les solutions et les fondus. Les principales dispositions théoriques de S. Arrhenius:

1. Les bases, les acides et les sels en solution sont sous une forme dissociée.
2. Les électrolytes forts se décomposent de manière réversible en ions.
3. Les plus faibles forment peu d'ions.

L'indicateur d'une substance (il est souvent exprimé en pourcentage) est le rapport entre le nombre de molécules qui se sont désintégrées en ions et le nombre total de particules en solution. Les électrolytes sont forts si la valeur de cet indicateur est supérieure à 30%, pour les faibles - moins de 3%.

Propriétés des électrolytes

Les conclusions théoriques de S. Arrhenius ont complété les études ultérieures des processus physico-chimiques en solutions et en fusion menées par des scientifiques russes. Obtenir une explication des propriétés des bases et des acides. Les premiers comprennent des composés dans les solutions desquels seuls des ions métalliques peuvent être détectés à partir de cations, les anions sont des particules OH -. Les molécules d'acide se décomposent en ions négatifs du résidu acide et en protons d'hydrogène (H+). Le mouvement des ions en solution et en fusion est chaotique. Considérez les résultats d'une expérience pour laquelle vous devrez assembler un circuit, y inclure une ampoule à incandescence ordinaire. Vérifions la conductivité des solutions de diverses substances: chlorure de sodium, acide acétique et sucre (les deux premiers sont des électrolytes). Qu'est-ce qu'un circuit électrique ? Il s'agit d'une source de courant et de conducteurs connectés les uns aux autres. Lorsque le circuit est fermé, l'ampoule brillera plus fort dans la solution saline. Le mouvement des ions acquiert de l'ordre. Les anions vont à l'électrode positive et les cations à la négative.

Un petit nombre de particules chargées sont impliquées dans ce processus dans l'acide acétique. Le sucre n'est pas un électrolyte et ne conduit pas l'électricité. Entre les électrodes de cette solution, il y aura une couche isolante, l'ampoule ne brûlera pas.

Interactions chimiques entre électrolytes

Lors de la vidange des solutions, vous pouvez observer le comportement des électrolytes. Quelles sont les équations ioniques de telles réactions ? Prenons l'exemple de l'interaction chimique entre et le nitrate de sodium :

2NaNO 3 + BaCl 2 + = 2NaCl + Ba(NO 3) 2.

On écrit les formules des électrolytes sous forme ionique :

2Na + + 2NO 3- + Ba 2+ + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + Ba 2+ + 2NO 3-.

Les substances prises pour la réaction sont des électrolytes forts. Dans ce cas, la composition des ions ne change pas. Une interaction chimique entre est possible dans trois cas :

1. Si l'un des produits est une substance insoluble.

Équation moléculaire : Na 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2NaCl.

Nous écrivons la composition des électrolytes sous forme d'ions:

2Na + + SO 4 2- + Ba 2+ + 2Cl - \u003d BaSO 4 (précipité blanc) + 2Na + 2Cl -.

2. L'une des substances formées est le gaz.

3. Parmi les produits de réaction, il y a un électrolyte faible.

L'eau est l'un des électrolytes les plus faibles

Chimiquement pur ne conduit pas l'électricité. Mais il contient une petite quantité de particules chargées. Ce sont des protons H + et des anions OH -. Un nombre négligeable de molécules d'eau subissent une dissociation. Il existe une valeur - le produit ionique de l'eau, qui est constante à une température de 25 ° C. Il vous permet de connaître la concentration de H + et OH -. Les ions hydrogène prédominent dans les solutions acides, les anions hydroxyde sont plus présents dans les alcalis. En neutre - la quantité de H + et OH - coïncide. Le milieu des solutions est également caractérisé par l'indice d'hydrogène (pH). Plus il est élevé, plus il y a d'ions hydroxyde présents. Le milieu est neutre dans une gamme de pH proche de 6-7. En présence d'ions H + et OH, les substances indicatrices changent de couleur: tournesol, phénolphtaléine, méthylorange et autres.

Les propriétés des solutions électrolytiques et des masses fondues sont largement utilisées dans l'industrie, la technologie, l'agriculture et la médecine. La base scientifique réside dans les travaux d'un certain nombre de scientifiques éminents qui ont expliqué le comportement des particules qui composent les sels, les acides et les bases. Diverses réactions d'échange d'ions ont lieu dans leurs solutions. Ils sont utilisés dans de nombreux procédés industriels, en électrochimie, galvanoplastie. Les processus chez les êtres vivants se produisent également entre les ions dans les solutions. De nombreux non-métaux et métaux toxiques sous forme d'atomes et de molécules sont indispensables sous forme de particules chargées (sodium, potassium, magnésium, chlore, phosphore, etc.).

Les électrolytes sont des substances dont les solutions ou les masses fondues conduisent l'électricité. Les électrolytes comprennent les acides, les bases et les sels. Les substances qui ne conduisent pas le courant électrique à l'état dissous ou fondu sont appelées non-électrolytes. Ceux-ci incluent de nombreuses substances organiques, telles que les sucres, etc. La capacité des solutions d'électrolytes à conduire le courant électrique s'explique par le fait que les molécules d'électrolyte, lorsqu'elles sont dissoutes, se décomposent en particules chargées électriquement positivement et négativement - les ions. La valeur de la charge d'un ion est numériquement égale à la valence de l'atome ou du groupe d'atomes qui forment l'ion. Les ions diffèrent des atomes et des molécules non seulement par la présence de charges électriques, mais aussi par d'autres propriétés, par exemple, les ions n'ont ni odeur, ni couleur, ni d'autres propriétés des molécules de chlore. Les ions chargés positivement sont appelés cations, anions chargés négativement. Les cations forment l'hydrogène H + , les métaux : K + , Na + , Ca 2+ , Fe 3+ et certains groupes d'atomes, par exemple le groupe ammonium NH + 4 ; les anions forment des atomes et des groupes d'atomes qui sont des résidus acides, par exemple Cl - , NO - 3 , SO 2- 4 , CO 2- 3 .

La décomposition des molécules d'électrolyte en ions est appelée dissociation électrolytique, ou ionisation, et est un processus réversible, c'est-à-dire qu'un état d'équilibre peut se produire dans une solution dans laquelle combien de molécules d'électrolyte se décomposent en ions, tant d'entre elles sont reformées à partir d'ions. La dissociation des électrolytes en ions peut être représentée par l'équation générale : où KmAn est une molécule non dissociée, K z + 1 est un cation portant z 1 charges positives, A z- 2 est un anion ayant z 2 charges négatives, m et n sont le nombre de cations et d'anions formés lors de la dissociation d'une molécule d'électrolyte. Par exemple, .

Le nombre d'ions positifs et négatifs dans une solution peut être différent, mais la charge totale des cations est toujours égale à la charge totale des anions, de sorte que la solution dans son ensemble est électriquement neutre.

Les électrolytes forts se dissocient presque complètement en ions à n'importe quelle concentration en solution. Ceux-ci incluent les acides forts (voir), les bases fortes et presque tous les sels (voir). Les électrolytes faibles, qui comprennent des acides et des bases faibles et certains sels, tels que le chlorure mercurique HgCl 2 , ne se dissocient que partiellement ; le degré de leur dissociation, c'est-à-dire la proportion de molécules décomposées en ions, augmente avec la diminution de la concentration de la solution.

Une mesure de la capacité des électrolytes à se décomposer en ions dans les solutions peut être la constante de dissociation électrolytique (constante d'ionisation), égale à
où les crochets indiquent les concentrations des particules correspondantes dans la solution.

Lorsqu'un courant électrique constant traverse la solution d'électrolyte, les cations se déplacent vers l'électrode chargée négativement - la cathode, les anions se déplacent vers l'électrode positive - l'anode, où ils abandonnent leurs charges, se transformant en atomes ou molécules électriquement neutres ( les cations reçoivent des électrons de la cathode et les anions donnent des électrons à l'anode) . Étant donné que le processus de fixation d'électrons à une substance est une réduction et que le processus de don d'électrons par une substance est une oxydation, lorsqu'un courant électrique traverse une solution d'électrolyte, les cations sont réduits à la cathode et les anions sont oxydés à l'anode. Ce processus redox est appelé électrolyse.

Les électrolytes sont un composant indispensable des liquides et des tissus denses des organismes. Dans les processus physiologiques et biochimiques, des ions inorganiques tels que H +, Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, OH -, Cl -, HCO - 3, H 2 PO - 4, SO 2- 4 (voir Minéraux échanger). Les ions H + et OH - dans le corps humain sont en très faibles concentrations, mais leur rôle dans les processus vitaux est énorme (voir Équilibre acido-basique). La concentration des ions Na + et Cl - dépasse largement celle de tous les autres ions inorganiques combinés. Voir aussi Solutions tampons, Échangeurs d'ions.

Les électrolytes sont des substances dont les solutions ou les fondus conduisent le courant électrique. Les électrolytes typiques sont les sels, les acides et les bases.

Selon la théorie d'Arrhenius de la dissociation électrolytique, les molécules d'électrolyte dans les solutions se décomposent spontanément en particules chargées positivement et négativement - les ions. Les ions chargés positivement sont appelés cations, anions chargés négativement. La valeur de la charge d'un ion est déterminée par la valence (voir) de l'atome ou du groupe d'atomes qui forment cet ion. Les cations forment généralement des atomes métalliques, par exemple, K+, Na+, Ca2+, Mg3+, Fe3+ et certains groupes d'autres atomes (par exemple, le groupe ammonium NH 4) ; les anions, en règle générale, sont formés par des atomes et des groupes d'atomes qui sont des résidus acides, par exemple Cl-, J-, Br-, S2-, NO 3 -, CO 3 , SO 4 , PO 4 . Chaque molécule est électriquement neutre, donc le nombre de charges positives élémentaires de cations est égal au nombre de charges négatives élémentaires d'anions formés lors de la dissociation de la molécule. La présence d'ions explique la capacité des solutions électrolytiques à conduire le courant électrique. Par conséquent, les solutions d'électrolytes sont appelées conducteurs ioniques ou conducteurs du second type.

La dissociation des molécules d'électrolyte en ions peut être représentée par l'équation générale suivante :

où est une molécule non dissociée, est un cation à n1 charges positives, est un anion à n2 charges négatives, p et q sont le nombre de cations et d'anions qui composent la molécule d'électrolyte. Ainsi, par exemple, la dissociation de l'acide sulfurique et de l'hydroxyde d'ammonium s'exprime par les équations :

Le nombre d'ions contenus dans une solution est généralement mesuré en grammes d'ions pour 1 litre de solution. Gram-ion - la masse d'ions d'un type donné, exprimée en grammes et numériquement égale au poids de formule de l'ion. Le poids de la formule est trouvé en additionnant les poids atomiques des atomes qui forment un ion donné. Ainsi, par exemple, le poids de formule des ions SO 4 est égal à : 32,06+4-16,00=96,06.

Les électrolytes sont divisés en bas poids moléculaire, haut poids moléculaire (polyélectrolytes) et colloïdaux. Des exemples d'électrolytes de bas poids moléculaire, ou simplement d'électrolytes, sont des acides, des bases et des sels ordinaires de bas poids moléculaire, qui à leur tour sont habituellement divisés en électrolytes faibles et forts. Les électrolytes faibles ne se dissocient pas complètement en ions, de sorte qu'un équilibre dynamique s'établit dans la solution entre les ions et les molécules d'électrolyte non dissociées (équation 1). Les électrolytes faibles comprennent les acides faibles, les bases faibles et certains sels, tels que le chlorure mercurique HgCl 2 . Quantitativement, le processus de dissociation peut être caractérisé par le degré de dissociation électrolytique (degré d'ionisation) α, le coefficient isotonique i et la constante de dissociation électrolytique (constante d'ionisation) K. Le degré de dissociation électrolytique α est la fraction de molécules d'électrolyte qui se décompose en ions dans une solution donnée. La valeur de a, mesurée en fractions d'unité ou en %, dépend de la nature de l'électrolyte et du solvant : elle diminue avec l'augmentation de la concentration de la solution et change généralement légèrement (augmente ou diminue) avec l'augmentation de la température ; il diminue également lorsqu'un électrolyte plus fort est introduit dans la solution de cet électrolyte, qui forme les mêmes non (par exemple, le degré de dissociation électrolytique de l'acide acétique CH 3 COOH diminue lorsque l'acide chlorhydrique HCl ou l'acétate de sodium CH 3 COONa est ajouté à sa résolution).

Le coefficient isotonique, ou coefficient de van't Hoff, i est égal au rapport de la somme du nombre d'ions et de molécules d'électrolyte non dissociées au nombre de ses molécules prises pour préparer la solution. Expérimentalement, i est déterminé en mesurant la pression osmotique, en abaissant le point de congélation d'une solution (voir Cryométrie) et certaines autres propriétés physiques des solutions. Les valeurs i et α sont reliées entre elles par l'équation

où n est le nombre d'ions formés lors de la dissociation d'une molécule d'un électrolyte donné.

La constante de dissociation électrolytique K est la constante d'équilibre. Si l'électrolyte se dissocie en ions selon l'équation (1), alors

où, et - concentrations en solution de cations et d'anions (en g-ion/l) et de molécules non dissociées (en mol/l), respectivement. L'équation (3) est une expression mathématique de la loi d'action de masse appliquée au processus de dissociation électrolytique. Plus il y a de K, mieux l'électrolyte se décompose en ions. Pour un électrolyte donné, K dépend de la température (généralement il augmente avec l'augmentation de la température) et, contrairement à a, ne dépend pas de la concentration de la solution.

Si une molécule d'électrolyte faible peut se dissocier non pas en deux, mais en un plus grand nombre d'ions, la dissociation se déroule par étapes (dissociation par étapes). Par exemple, l'acide carbonique faible H 2 CO 3 en solution aqueuse se dissocie en deux étapes :

Dans ce cas, la constante de dissociation du 1er étage dépasse largement celle du 2ème étage.

Les électrolytes forts, selon la théorie de Debye-Hückel, dans les solutions sont complètement dissociés en ions. Des exemples de ces électrolytes sont les acides forts, les bases fortes et presque tous les sels solubles dans l'eau. En raison de la dissociation complète des électrolytes forts, leurs solutions contiennent un grand nombre d'ions, dont les distances sont telles que des forces d'attraction électrostatiques apparaissent entre des ions de charge opposée, grâce à quoi chaque ion est entouré d'ions de charge opposée (atmosphère ionique ). La présence d'une atmosphère ionique réduit l'activité chimique et physiologique des ions, leur mobilité dans un champ électrique et d'autres propriétés des ions. L'attraction électrostatique entre des ions chargés de manière opposée augmente avec une augmentation de la force ionique de la solution, qui est égale à la moitié de la somme des produits de la concentration C de chaque ion et du carré de sa valence Z :

Ainsi, par exemple, la force ionique d'une solution 0,01 molaire de MgSO 4 est

Les solutions d'électrolytes forts, quelle que soit leur nature, avec la même force ionique (mais ne dépassant pas 0,1) ont la même activité ionique. La force ionique du sang humain ne dépasse pas 0,15. Pour une description quantitative des propriétés des solutions d'électrolytes forts, une quantité appelée activité a a été introduite, qui remplace formellement la concentration dans les équations issues de la loi d'action de masse, par exemple dans l'équation (1). L'activité a, qui a la dimension de la concentration, est liée à la concentration par l'équation

où f est le coefficient d'activité, montrant quelle proportion de la concentration réelle de ces ions dans la solution est leur concentration ou activité effective. Lorsque la concentration de la solution diminue, f augmente et dans les solutions très diluées devient égal à 1 ; dans ce dernier cas, a = C.

Les électrolytes de faible poids moléculaire sont un composant indispensable des liquides et des tissus denses des organismes. Parmi les ions des électrolytes de bas poids moléculaire, les cations et anions H+, Na+, Mg2+, Ca2+ OH-, Cl-, HCO 3 , H 2 PO 4 , HPO 4 , SO 4 jouent un rôle important dans les processus physiologiques et biochimiques (voir Minéraux métabolisme). Les ions H + et OH- dans les organismes, y compris le corps humain, sont en très faibles concentrations, mais leur rôle dans les processus vitaux est énorme (voir Équilibre acido-basique). Les concentrations de Na+ et Cl- dépassent largement la concentration de tous les autres ions combinés.

Pour les organismes vivants, le soi-disant antagonisme des ions est très caractéristique - la capacité des ions en solution à réduire mutuellement l'action inhérente à chacun d'eux. Il a été établi, par exemple, que les ions Na + à la concentration à laquelle ils se trouvent dans le sang sont toxiques pour de nombreux organes isolés d'animaux. Cependant, la toxicité du Na+ est supprimée lorsque les ions K+ et Ca2+ sont ajoutés à la solution les contenant à des concentrations appropriées. Ainsi, les ions K+ et Ca2+ sont des antagonistes des ions Na+. Les solutions dans lesquelles l'effet nocif de tout ion est éliminé par l'action d'ions antagonistes sont appelées solutions équilibrées. L'antagonisme des ions a été découvert lorsqu'ils agissent sur une variété de processus physiologiques et biochimiques.

Les polyélectrolytes sont appelés électrolytes de haut poids moléculaire; des exemples sont les protéines, les acides nucléiques et de nombreux autres biopolymères (voir Composés macromoléculaires), ainsi qu'un certain nombre de polymères synthétiques. À la suite de la dissociation des macromolécules de polyélectrolytes, des ions de faible poids moléculaire (contre-ions) se forment, en règle générale, d'une nature différente et d'un ion macromoléculaire chargé plusieurs fois. Certains des contre-ions sont fermement liés à l'ion macromoléculaire par des forces électrostatiques ; le reste est en solution à l'état libre.

Les savons, les tanins et certains colorants sont des exemples d'électrolytes colloïdaux. Les solutions de ces substances sont caractérisées par un équilibre :
micelles (particules colloïdales) → molécules → ions.

Lorsque la solution est diluée, l'équilibre se déplace de gauche à droite.

Voir aussi Ampholytes.

L'acide carbonique apparaît à la suite de la décomposition du dioxyde de carbone dans le milieu aquatique. Les eaux minérales sont artificiellement saturées de cette substance. La formule de l'acide carbonique est H2CO3. Par conséquent, lorsque vous ouvrez une bouteille d'eau gazeuse, vous pouvez voir des bulles actives. La production principale d'acide carbonique se produit dans l'eau.

L'équation

CO2 (g) + H2O CO2. H2O (solution) H2CO3 H+ + HCO3- 2H+ + CO32-.

En soi, l'acide carbonique est un composé faible et fragile qui ne peut être isolé à l'état libre de l'eau.

Mais il convient de noter le fait que lors de la décomposition du bicarbonate d'ammonium, des composés stables d'acide carbonique se forment. De telles liaisons chimiques fortes ne se forment que pendant la période où le bicarbonate d'ammonium entre dans la phase gazeuse de la réaction.

La substance est un objet d'étude intéressant. Il a été étudié par des scientifiques australiens pendant plus de 6 ans. À l'état anhydre, cet acide ressemble à des cristaux transparents, très résistants aux basses températures, mais lorsqu'ils sont chauffés, les cristaux d'acide carbonique commencent à se décomposer.

Cette substance est considérée comme faible dans sa structure, mais en même temps, l'acide carbonique est plus fort que l'acide borique. Tout le secret réside dans le nombre d'atomes d'hydrogène. L'acide carbonique contient deux atomes d'hydrogène, il est donc considéré comme dibasique et l'acide borique est monobasique.

Caractéristiques des sels d'acide carbonique

Cet acide est considéré comme dibasique, il peut donc créer des sels de deux types :

• . carbonates d'acide carbonique - sels moyens,
• . les bicarbonates sont des sels acides.

Les carbonates d'acide carbonique peuvent agir dans les composés : Na2CO3, (NH4)2CO3. Ils ne sont pas capables de se dissoudre dans le milieu aquatique. Les sels acides de cette substance comprennent : NaHCO3, Ca(HCO3)2 bicarbonates. Pour obtenir des bicarbonates, on effectue une réaction dans laquelle les principales substances sont : l'acide carbonique et le sodium.

Les sels d'acide carbonique ont aidé l'humanité dans la construction, la médecine et même la cuisine. Parce qu'on les trouve dans :

• . craie,
• . aliments, carbonate de soude et soude cristalline,
• . roche calcaire,
• . Pierre de marbre,
• . potasse.

Les bicarbonates et les carbonates d'un acide peuvent réagir avec les acides, au cours de ces réactions, du dioxyde de carbone peut être libéré. De plus, ces substances peuvent être interchangeables, elles sont capables de se décomposer sous l'influence de la température.

Réactions de l'acide carbonique :

2NaHCO3 → Na2CO3 +H2O +CO2
Na2CO3 + H2O + CO2 →2NaHCO3

Propriétés chimiques

Cet acide dans sa structure est capable de réagir avec de nombreuses substances.

Les propriétés de l'acide carbonique se révèlent dans les réactions :

• . dissociation,
• . avec des métaux
• . avec le terrain
• . avec des oxydes basiques.

Na2O + CO2 → Na2CO3
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
NaOH + CO2 → NaHCO3

L'acide carbonique est un électrolyte faible, car un acide volatil faible ne peut pas agir comme un électrolyte puissant, contrairement, par exemple, à l'acide chlorhydrique. Ce fait peut être vu à la suite de l'ajout de tournesol à une solution d'acide carbonique. Le changement de couleur sera mineur. Par conséquent, on peut affirmer que l'acide carbonique peut maintenir 1 niveau de dissociation.

Application

Cette substance se retrouve dans la composition des eaux gazeuses. Mais les sels d'acide carbonique sont largement utilisés:

• . pour le BTP,
• . dans le processus de fabrication du verre,
• . dans la production de détergents et de produits de nettoyage,
• . fabrication de papier,
• . pour certains top dressings et engrais pour plantes,
• . en médecine.

Le marché national et mondial propose à la vente diverses préparations et produits chimiques, notamment l'acide carbonique:

• . urée ou carbamide,
• . sel de lithium de l'acide carbonique,
• . carbonate de calcium (craie),
• . carbonate de soude (carbonate de sodium), etc.

Le carbamide est utilisé comme engrais pour les plantes fruitières et ornementales. Son prix moyen est de 30 à 40 roubles pour 1 kg. Les produits finis sont conditionnés dans des sachets et sachets plastiques, pesant 1, 5, 25, 50 kg.

Le sel de lithium de l'acide carbonique entre dans la composition de produits céramiques, les vitrocéramiques. Ce matériau est utilisé pour produire des chambres de combustion pour les moteurs à réaction, il est ajouté aux émaux, émaux, apprêts pour divers métaux. Le sel de lithium est ajouté aux apprêts pour le traitement de l'aluminium, de la fonte et de l'acier.

Ce produit chimique est ajouté pendant le processus de fabrication du verre. Les verres, auxquels un sel de lithium a été ajouté, ont une perméabilité accrue au flux lumineux. Parfois, le sel de lithium de l'acide carbonique est utilisé dans le processus de fabrication pyrotechnique.

Fabricants

Le prix moyen de 1 kg d'une telle substance en Russie est de 3 900 à 4 000 roubles. Le principal fabricant de cette substance est l'usine de Moscou OOO Component-Reaktiv. De plus, le sel de lithium de l'acide carbonique est produit dans les sociétés suivantes: KurskKhimProm LLC, VitaChem LLC, Ruskhim LLC, Khimpek CJSC.

La craie est produite à des fins techniques et alimentaires. Le prix moyen de la craie fourragère est de 1800 roubles pour 1 tonne. Emballé principalement en 50 kg, 32 kg. Fabricants : Melovik LLC, MT Resource LLC, Zoovetsnab LLC, Agrokhiminvest LLC.

Le carbonate de soude est utilisé pour la lessive, le détachage et le blanchiment. Le prix moyen de ce produit sur le marché de détail varie entre 16 et 30 roubles pour 1 kg. Producteurs : Novera LLC, KhimReaktiv CJSC, HimPlus LLC, SpecBurTechnology LLC, SpetsKomplekt LLC, etc.