Задание 13 ЕГЭ по химии 2025: Электролитическая диссоциация

Задание 13 ЕГЭ по химии проверяет знание теории электролитической диссоциации и ионных реакций. В этом задании требуется определить возможность протекания реакций ионного обмена и составить ионные уравнения.

Теория для подготовки к заданию

Основные понятия теории электролитической диссоциации

Электролитическая диссоциация – это процесс распада электролита на ионы при растворении в воде или расплавлении.

• Электролиты – вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток вследствие диссоциации на ионы.
• Неэлектролиты – вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток.
• Степень диссоциации – отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу растворенных молекул.

Классификация электролитов по степени диссоциации

• Сильные электролиты (степень диссоциации α > 30%): большинство солей, сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄), сильные основания (щёлочи: NaOH, KOH, LiOH, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂, Ca(OH)₂).
• Электролиты средней силы (3% < α < 30%): H₃PO₄, H₂SO₃, HF, Mg(OH)₂.
• Слабые электролиты (α < 3%): H₂CO₃, H₂S, HCN, NH₄OH, H₂SiO₃, большинство органических кислот (CH₃COOH), нерастворимые основания.

Диссоциация различных классов соединений

Диссоциация кислот

Кислоты диссоциируют с образованием катионов водорода (точнее, гидроксония H₃O⁺) и анионов кислотного остатка:

• HCl + H₂O ⇄ H₃O⁺ + Cl⁻
• H₂SO₄ + 2H₂O ⇄ 2H₃O⁺ + SO₄²⁻

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:

• H₂SO₄ + H₂O ⇄ H₃O⁺ + HSO₄⁻ (первая ступень)
• HSO₄⁻ + H₂O ⇄ H₃O⁺ + SO₄²⁻ (вторая ступень)

Диссоциация оснований

Основания диссоциируют с образованием катионов металла и гидроксид-анионов:

• NaOH ⇄ Na⁺ + OH⁻
• Ca(OH)₂ ⇄ Ca²⁺ + 2OH⁻

Многокислотные основания также диссоциируют ступенчато:

• Ca(OH)₂ ⇄ CaOH⁺ + OH⁻ (первая ступень)
• CaOH⁺ ⇄ Ca²⁺ + OH⁻ (вторая ступень)

Диссоциация солей

Средние соли диссоциируют с образованием катионов металла и анионов кислотного остатка:

• NaCl ⇄ Na⁺ + Cl⁻
• K₂SO₄ ⇄ 2K⁺ + SO₄²⁻
• Al₂(SO₄)₃ ⇄ 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻

Кислые соли диссоциируют ступенчато:

• NaHCO₃ ⇄ Na⁺ + HCO₃⁻
• HCO₃⁻ ⇄ H⁺ + CO₃²⁻ (вторая ступень, протекает слабо)

Основные соли также диссоциируют ступенчато:

• MgOHCl ⇄ MgOH⁺ + Cl⁻
• MgOH⁺ ⇄ Mg²⁺ + OH⁻ (вторая ступень, протекает слабо)

Реакции ионного обмена

Реакции ионного обмена – это реакции между растворами электролитов, при которых происходит обмен ионами между реагирующими веществами.

Реакции ионного обмена протекают до конца (необратимо), если в результате реакции образуется:

1. Осадок (нерастворимое вещество)
2. Газ
3. Слабый электролит (слабая кислота, слабое основание, вода)

Типы ионных уравнений

Молекулярное уравнение

Молекулярное уравнение – это уравнение реакции, записанное в виде формул реагирующих веществ и продуктов реакции:

AgNO₃ + NaCl = AgCl↓ + NaNO₃

Полное ионное уравнение

Полное ионное уравнение – это уравнение реакции, в котором сильные электролиты записаны в виде ионов, а слабые электролиты, нерастворимые вещества и газы – в виде молекул:

Ag⁺ + NO₃⁻ + Na⁺ + Cl⁻ = AgCl↓ + Na⁺ + NO₃⁻

Сокращенное ионное уравнение

Сокращенное ионное уравнение – это уравнение реакции, в котором исключены ионы, не участвующие в реакции (ионы-наблюдатели):

Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓

Алгоритм составления ионных уравнений

1. Записать молекулярное уравнение реакции.
2. Определить, какие вещества являются сильными электролитами, а какие – слабыми электролитами, нерастворимыми веществами или газами.
3. Записать полное ионное уравнение, заменив формулы сильных электролитов на соответствующие ионы.
4. Исключить из полного ионного уравнения ионы, не участвующие в реакции (ионы-наблюдатели), и получить сокращенное ионное уравнение.

Типичные ошибки при составлении ионных уравнений

• Неправильное определение силы электролита.
• Ошибки в определении зарядов ионов.
• Неправильное определение растворимости веществ.
• Ошибки в расстановке коэффициентов в ионных уравнениях.
• Неучет ступенчатой диссоциации многоосновных кислот и многокислотных оснований.

Примеры задач

Особенности реакций ионного обмена

Образование осадка

Реакции, сопровождающиеся образованием осадка, протекают до конца, так как образующееся нерастворимое вещество выводится из сферы реакции:

• AgNO₃ + NaCl = AgCl↓ + NaNO₃
• Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓

Выделение газа

Реакции, сопровождающиеся выделением газа, также протекают до конца, так как образующийся газ улетучивается из раствора:

• Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑
• CO₃²⁻ + 2H⁺ = H₂O + CO₂↑

Образование слабого электролита

Реакции, сопровождающиеся образованием слабого электролита (слабой кислоты, слабого основания, воды), протекают до конца, так как образующийся слабый электролит практически не диссоциирует:

• NaOH + HCl = NaCl + H₂O
• OH⁻ + H⁺ = H₂O

Гидролиз солей

Гидролиз солей – это взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита. Гидролизу подвергаются соли, образованные:

• Слабой кислотой и сильным основанием (Na₂CO₃, CH₃COONa) – гидролиз по аниону, среда щелочная (pH > 7)
• Сильной кислотой и слабым основанием (NH₄Cl, ZnCl₂) – гидролиз по катиону, среда кислая (pH < 7)
• Слабой кислотой и слабым основанием (CH₃COONH₄, Al₂S₃) – гидролиз по катиону и аниону, pH среды зависит от силы кислоты и основания

Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием (NaCl, K₂SO₄), гидролизу не подвергаются, pH среды нейтральная (pH = 7).

Таблица растворимости важнейших солей, кислот и оснований в воде

Анионы	Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺	Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺	Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺	Zn²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Ni²⁺	Ag⁺, Hg²⁺, Pb²⁺
OH⁻	Р	М (Ca, Sr, Ba - Р)	Н	Н	Н
Cl⁻	Р	Р	Р	Р	Н (Pb - М)
Br⁻	Р	Р	Р	Р	Н
I⁻	Р	Р	Р	Р	Н
S²⁻	Р	М	Н	Н	Н
SO₃²⁻	Р	Н	Н	Н	Н
SO₄²⁻	Р	Р (Ba, Sr - Н)	Р	Р	М (Pb - Н)
CO₃²⁻	Р	Н	Н	Н	Н
SiO₃²⁻	Р	Н	Н	Н	Н
PO₄³⁻	Р	Н	Н	Н	Н
CH₃COO⁻	Р	Р	Р	Р	М
NO₃⁻	Р	Р	Р	Р	Р

Р – растворимое вещество, М – малорастворимое вещество, Н – нерастворимое вещество

Таблица силы электролитов

Сильные электролиты	Электролиты средней силы	Слабые электролиты
Кислоты: HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄ Основания: NaOH, KOH, LiOH, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂, Ca(OH)₂ Соли: большинство растворимых солей	Кислоты: H₃PO₄, H₂SO₃, HF Основания: Mg(OH)₂	Кислоты: H₂CO₃, H₂S, HCN, H₂SiO₃, CH₃COOH Основания: NH₄OH, нерастворимые основания Вода: H₂O

Задание 13 ЕГЭ: ПРАКТИКА

Закрепите теорию на практике! Попробуйте решить несколько вариантов задания 13.