Сборник статей - Актуальные проблемы химического и биологического образования

Нет ли здесь противоречия? Чтобы ответить на этот вопрос обратимся к произведениям растворимости в водных растворах, например, фторида магния (ПР [Mg 2+]∙ [F –] 2= 3,98∙ 10 –11) и гидроксида магния (ПР [Mg 2+]∙ [OH –] 2= 1,82∙ 10 –11). Мы видим, что концентрации ионов в насыщенных растворах этих веществ вполне сопоставимы, но фторид магния при этом мы относим к сильным электролитам, а гидроксид магния – к слабым!

К слову сказать, не вполне понятно, почему для нас так важно зафиксировать внимание учащихся на расплавах, тогда как мы рассматриваем реакции ионного обмена (РИО), протекающие в растворах, а не в расплавах. Логично исходить из того, что цель определяет средства. Умение предсказывать протекание РИО – цель, а сила электролита в данном случае – это средство.

При отнесении нерастворимых солей к сильным электролитам авторы исходят из того, что степень диссоциации той части соли, которая все же растворилась, проявляет свойства сильного электролита [7, c. 34]. Однако то же самое можно сказать о нерастворимых основаниях. Тогда непонятно, почему нерастворимые основания мы относим к слабым электролитам. Такая рассогласованность не позволяет нам выделить общую причину протекания РИО как образование слабого электролита. Так, например, сульфат бария, несмотря на то что его считают сильным электролитом, в осадок тем не менее выпадает. Вместе с тем сульфат бария по причине низкой растворимости, не способен образовывать высокие концентрации ионов в водном растворе, поэтому его растворы не будут обладать электропроводностью, характерной для растворов сильных электролитов.

На наш взгляд, выход из сложившейся ситуации один – рассматривать понятие «сильный (слабый) электролит» применительно к водным растворам, исходя из их электропроводности. Если вещество по причине слабо выраженной способности к диссоциации в водных растворах либо по причине низкой растворимости в воде не способно обеспечить высокие концентрации ионов в водных растворах, то его следует относить к слабым электролитам. Иными словами, нерастворимые соли проявляют свойства сильных электролитов в расплавах и слабых электролитов в растворах. Следовательно, в растворах нерастворимые соли являются слабыми электролитами, поскольку их растворы не будут обладать ощутимой электропроводностью.

Таким образом, можно подвести теоретическое основание под рассмотрение РИО, которые протекают в том случае, когда образуются продукты, способность к диссоциации которых выражена в меньшей степени, чем у реагентов. РИО протекают в том случае, когда более сильные электролиты превращаются в более слабые. Конечно, сложившейся позиции по классификации электролитов по силе можно не менять, но в этом случае вопрос становится более запутанным. В этом случае требуется существенно большее время по достижению учащимися конечного результата – умения предсказывать возможность протекания РИО.

Мы также столкнулись с различными подходами к описанию диссоциации многоосновных кислот. Одни авторы представляют диссоциацию серной кислоты как ступенчатый процесс:

H 2SO 4= H ++ HSO 4 –;

HSO 4 –⇄ H ++ SO 4 2–.

Другие, напротив, рассматривают диссоциацию серной кислоты как одностадийный необратимый процесс, приписывая тем самым серной кислоте особые свойства, отличающие ее от других многоосновных кислот.

H 2SO 4→ 2H ++ SO 4 2–.

Рассмотрение диссоциации серной кислоты как одностадийного процесса существенно упрощает для девятиклассников составление уравнений реакций ионного обмена (РИО) в ионной форме. Но почему бы об этом честно не написать в учебнике, что в отношении диссоциации серной кислоты, несмотря на то что она диссоциирует ступенчато, мы будем применять упрощенную модель, рассматривать ее диссоциацию в первую стадию.

Однако обойти вопрос ступенчатой диссоциации серной кислоты в 11 классе мы уже не можем, поскольку в таблице растворимости, используемой в едином государственном экзамене (ЕГЭ) по химии, описана растворимость гидросульфатов, а в заданиях ЕГЭ по химии необходимо умение предсказывать их свойства.

Мы ничего не имеем против рассмотрения одноступенчатой диссоциации серной кислоты. Однако такое рассмотрение приводит к искажению представлений о реакциях, протекающих в растворах электролитов. Например, в результате реакции магния с избытком фосфорной кислоты образуется дигидрофосфат магния:

Mg + 2H 3PO 4= Mg(H 2PO 4) 2+ H 2↑.

Аналогично в результате реакции магния с избытком серной кислоты образуется гидросульфат магния, а не сульфат, что бы следовало из одноступенчатой диссоциации серной кислоты: