Чтобы понять, как ионы H⁺ образуются при диссоциации различных веществ, нужно рассмотреть каждое из указанных соединений и их поведение в водном растворе.
1) HNO₃ (азотная кислота) и NaHCO₃ (натрий бикарбонат)
HNO₃: Это сильная кислота, которая полностью диссоциирует в водном растворе:
[
\text{HNO}_3 \rightarrow \text{H}^+ + \text{NO}_3^-
]
В результате этого процесса образуется ион водорода (H⁺).
NaHCO₃: Это слабая кислота (натрий бикарбонат), которая также может диссоциировать, хотя и не полностью:
[
\text{NaHCO}_3 \rightleftharpoons \text{Na}^+ + \text{HCO}_3^-
]
Бикарбонат (HCO₃⁻) может в дальнейшем реагировать с водой, образуя H⁺:
[
\text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 + \text{OH}^-
]
Однако в основном ион H⁺ образуется от HNO₃.
2) Mg(OH)₂ (магний гидроксид) и H₂SO₄ (серная кислота)
H₂SO₄: Это сильная двухосновная кислота. Она диссоциирует в два этапа:
[
\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{H}^+ + \text{HSO}_4^-
]
[
\text{HSO}_4^- \rightarrow \text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-}
]
В результате образуется два иона H⁺.
Mg(OH)₂: Это малорастворимый гидроксид. В водном растворе он диссоциирует следующим образом:
[
\text{Mg(OH)}_2 \rightleftharpoons \text{Mg}^{2+} + 2\text{OH}^-
]
Здесь H⁺ непосредственно не образуется, но OH⁻ ионы могут связываться с H⁺ из H₂SO₄.
3) HCl (соляная кислота) и NaOH (натрий гидроксид)
HCl: Это сильная кислота, которая полностью диссоциирует:
[
\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-
]
Таким образом, H⁺ ионы образуются в результате диссоциации HCl.
NaOH: Это сильный щелочной соединение, которое также полностью диссоциирует:
[
\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^-
]
В данной реакции H⁺ и OH⁻ могут реагировать, образуя воду:
[
\text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O}
]
Таким образом, H⁺ ионы исходно образуются от HCl.
4) Ca(HCO₃)₂ (кальций бикарбонат) и Ca(OH)₂ (кальций гидроксид)
Ca(HCO₃)₂: Это соль, которая в растворе может диссоциировать следующим образом:
[
\text{Ca(HCO}_3\text{)}_2 \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+} + 2\text{HCO}_3^-
]
Бикарбонат может образовывать H⁺ в водном растворе, как было показано ранее.
Ca(OH)₂: Это щелочь, которая диссоциирует следующим образом:
[
\text{Ca(OH)}_2 \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+} + 2\text{OH}^-
]
В этом случае ионы OH⁻ могут взаимодействовать с H⁺ из бикарбоната, но непосредственно H⁺ ионы не образуются.
Таким образом, в каждом из случаев H⁺ ионы могут образовываться в результате диссоциации кислот (HNO₃, H₂SO₄, HCl) или реакций с бикарбонатами, а гидроксиды (Mg(OH)₂, Ca(OH)₂) в основном действуют как основания, но также могут участвовать в реакциях с H⁺.