Глава 2. Растворы. Теория электролитической диссоциации
§ 6. Свойства ионов
Какие особенности состава атомов и строения электронной оболочки отличают ионы от атомов?
Научные противники теории электролитической диссоциации С.А. Аррениуса не могли примириться с мыслью о возможности образования ионов при растворении солей. Неоднократно ставился вопрос: как можно представить существование ионов натрия и хлора в стакане раствора поваренной соли (или, скажем, в тарелке с обыкновенным супом)? Ведь натрий бурно реагирует с водой, а хлор даже, к несчастью, неоднократно использовался в качестве химического оружия.
Проблема. Как вы полагаете, отсутствие каких знаний мешало ученым XIX столетия согласиться с возможностью существования ионов в растворах солей? Разумеется, сегодня ни у кого не возникло бы таких вопросов. Ведь особенности состава и строения, а следовательно, и свойства ионов не позволяют отождествлять их с атомами (табл. 3).
Свойства ионов и атомов различны, поскольку различны их состав и строение: у ионов натрия и хлора (как и многих других) завершен внешний слой их электронных оболочек, поэтому они не проявляют высокой химической активности.
В отличие от атомов ионы окрашивают растворы (это характерно для ионов некоторых металлов побочных подгрупп). Так, гидратированный ион меди (Сu2+) окрашивает раствор в голубой цвет, гидратированный ион кобальта (СО2+) — в розовый, гидратированный ион никеля (Ni2+) — в зеленый.
Лабораторный опыт. Рассмотрите выданные вам растворы хлоридов и сульфатов меди (II), кобальта (II), никеля (II), калия; перманганата калия, дихромата калия, хлорида железа (III). Отметьте в таблице, какой из ионов, образующих вещество, определяет наблюдаемое окрашивание раствора. Результаты оформите в виде таблицы
Общие свойства некоторых классов неорганических соединений в ряде случаев обусловлены именно наличием в их растворах одинаковых ионов. Так, общие свойства растворов кислот связаны с содержанием в растворах ионов водорода (гидроксония) Н+, а общие свойства щелочей — наличием гидроксид-ионов ОН-. Сравним свойства растворов кислот и щелочей.
Вопросы и задания
1. Приведите примеры уравнений реакций, характеризующих свойства кислот и щелочей.
2. В замечательной книге П. Руденко и Е. Таубе «От водорода до...» статья о хлоре называется «Убийца, спрятавшийся в солонке». Объясните это название.
3. Людям, страдающим нервными заболеваниями, иногда прописывают бром. Как вы думаете, о каком броме в таких случаях может идти речь?
4. Рассмотрите отличия ионов от атомов на примерах кальция и фтора.
5. В склянках без этикеток находятся растворы хлорида натрия, дихромата калия, хлорида железа(III) и хлорида меди (II). Как их определить?