Ступенчатая диссоциация электролитов — это процесс, при котором вещества, состоящие из нескольких ионов, распадаются последовательно, отдавая ионы в раствор. Рассмотрим диссоциацию указанных веществ: Ba(OH)₂ и NaHCO₃.
1. Диссоциация Ba(OH)₂ (гидроксид бария)
Ba(OH)₂ — это сильный электролит, который в водном растворе полностью диссоциирует. Так как он содержит две гидроксидные группы (OH⁻), его диссоциация происходит в один шаг (не ступенчато):
Общее уравнение полного распада:
[
Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-
]
Здесь гидроксид бария полностью распадается на катион бария ((Ba^{2+})) и два гидроксид-ионa ((OH^-)). Поскольку это сильный электролит, ступенчатой диссоциации не происходит — весь процесс завершается сразу.
2. Диссоциация NaHCO₃ (гидрокарбонат натрия)
NaHCO₃ — это слабый амфотерный электролит, который диссоциирует ступенчато. В его структуре есть катион натрия ((Na^+)) и гидрокарбонат-анион ((HCO_3^-)). Гидрокарбонат-ион способен дальше диссоциировать, отдавая протон (H⁺).
1-я ступень диссоциации:
[
NaHCO_3 \rightarrow Na^+ + HCO_3^-
]
На этой стадии гидрокарбонат натрия распадается на катион натрия ((Na^+)) и гидрокарбонат-ион ((HCO_3^-)).
2-я ступень диссоциации:
[
HCO_3^- \rightleftharpoons H^+ + CO_3^{2-}
]
Гидрокарбонат-ион ((HCO_3^-)) частично диссоциирует, образуя ион водорода ((H^+)) и карбонат-ион ((CO_3^{2-})). Это равновесная реакция, так как гидрокарбонат-ион является слабой кислотой.
Итоговые уравнения диссоциации:
Для Ba(OH)₂ (сильный электролит):
[
Ba(OH)_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2OH^-
]
Для NaHCO₃ (ступенчатая диссоциация):
Первая ступень:
[
NaHCO_3 \rightarrow Na^+ + HCO_3^-
]
Вторая ступень:
[
HCO_3^- \rightleftharpoons H^+ + CO_3^{2-}
]
Таким образом, гидроксид бария полностью диссоциирует в одну стадию, а гидрокарбонат натрия распадается постепенно, в две ступени.