Номер 4, страница 175 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 25. Кислоты и основания с позиции разных представлений и теорий. Протолитическая теория - номер 4, страница 175.

Условие.

4. В соответствии с протолитической теорией Брёнстеда—Лоури выберите и запишите в два столбика формулы кислот и оснований: $CH_3CH_2COOH$; $Ba(OH)_2$; $S^{2-}$; $HCO_3^-$; $NH_4^+$; $HBr$; $Cl^-$; $NH_3$.

Формулы частиц, проявляющих двойственные свойства, запишите в оба столбика.

Решение.

Решение 2.

Решение

Согласно протолитической теории Брёнстеда–Лоури, кислота — это донор протона ($H^+$), а основание — акцептор протона ($H^+$). Частицы, которые могут и отдавать, и принимать протон, называются амфотерными (или амфипротными) и проявляют двойственные кислотно-основные свойства. В задании указано, что такие частицы нужно записать в оба столбика.

Проанализируем каждую из предложенных частиц:

$CH_3CH_2COOH$ (пропановая кислота) — это карбоновая кислота, которая может отдавать протон из карбоксильной группы $(-COOH)$. Следовательно, это кислота.

$CH_3CH_2COOH \rightleftharpoons CH_3CH_2COO^- + H^+$

$Ba(OH)_2$ (гидроксид бария) — вещество, которое в водном растворе диссоциирует с образованием гидроксид-ионов $OH^-$. Ион $OH^-$ является акцептором протона, образуя воду. Следовательно, $Ba(OH)_2$ — это основание.

$OH^- + H^+ \rightarrow H_2O$

$S^{2-}$ (сульфид-ион) — это анион, который может принимать протоны, превращаясь сначала в $HS^-$, а затем в $H_2S$. Следовательно, это основание.

$S^{2-} + H^+ \rightarrow HS^-$

$HCO_3^-$ (гидрокарбонат-ион) — эта частица может как отдавать протон, превращаясь в карбонат-ион $CO_3^{2-}$, так и принимать протон, превращаясь в угольную кислоту $H_2CO_3$. Следовательно, $HCO_3^-$ проявляет двойственные свойства (является амфолитом).

Как кислота: $HCO_3^- \rightleftharpoons CO_3^{2-} + H^+$

Как основание: $HCO_3^- + H^+ \rightleftharpoons H_2CO_3$

$NH_4^+$ (ион аммония) — может отдавать протон, превращаясь в аммиак $NH_3$. Следовательно, это кислота.

$NH_4^+ \rightleftharpoons NH_3 + H^+$

$HBr$ (бромоводородная кислота) — сильная кислота, которая легко отдает протон. Следовательно, это кислота.

$HBr \rightarrow H^+ + Br^-$

$Cl^-$ (хлорид-ион) — анион сильной кислоты $HCl$. Он может (хотя и в очень незначительной степени) принимать протон. По определению Брёнстеда–Лоури, это основание.

$Cl^- + H^+ \rightleftharpoons HCl$

$NH_3$ (аммиак) — молекула, у которой атом азота имеет неподеленную электронную пару, что позволяет ей принимать протон, превращаясь в ион аммония $NH_4^+$. Следовательно, это основание.

$NH_3 + H^+ \rightleftharpoons NH_4^+$

Теперь распределим формулы по двум колонкам, не забыв включить $HCO_3^-$ в обе.

Ответ:

Кислоты:

$CH_3CH_2COOH$; $NH_4^+$; $HBr$; $HCO_3^-$

Основания:

$Ba(OH)_2$; $S^{2-}$; $Cl^-$; $NH_3$; $HCO_3^-$