Saltvandshydrolyse: hvad er det, reaktioner, øvelser

En af fremgangsmåderne til opnåelse af en sur eller basisk opløsning forekommer baseret på reaktion af ioner fra nogle salte med vand. Denne proces kaldes salthydrolyse.

Se også:Hvad er en hydrolysekonstant?

Hvordan foregår saltvandshydrolyse?

I saltvandshydrolyse er denioner fra solubilisering af et salt reagerer med Vand og danner kun svage baser eller svage syrer, da kationer og anioner fra stærke baser og syrer ikke gennemgår hydrolyse. Disse salte kan have forskellige oprindelser alt efter de ioner, der sammensætter dem.

• Reaktionen af ​​en generisk kation med vand kan repræsenteres som følger:

x⁺ + H₂O ⇌ XOH + H⁺

Bemærk, at kationhydrolyse producerer sure opløsninger, der er kendetegnet ved dannelsen af ​​H⁺.

• Reaktionen af ​​en generisk anion med vand kan repræsenteres som følger:

Y^- + H₂O ⇌ Åh^- + HY

Bemærk, at anionhydrolyse producerer sure opløsninger, der er kendetegnet ved dannelsen af ​​OH^-.

Dernæst analyserer vi hver af hydrolysetyperne i henhold til de tilgængelige ioner af det valgte salt.

Afhængigt af saltets sammensætning kan det, når det gennemgår hydrolyse, interferere med opløsningens pH.

Salthydrolyse af stærk syre og svag base

Lad os analysere NH-salthydrolyse₄br, som indeholder ionerne br^- fra HBr (stærk syre) og ionerne NH₄⁺ derivater af NH₄OH (svag base).

I dette tilfælde forekommer hydrolysen af ​​kationen, der kommer fra den svage base, og der sker intet med anionen Br^-, da det er en ion afledt af en stærk syre.

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₄OH + H⁺

Hydrolysen af ​​stærkt syresalt og svag base resulterer i en sur opløsning (pH <7) på grund af tilstedeværelsen af ​​H-ionen⁺ der ikke interagerede med Br-ionen^-.

Saltvand hydrolyse af svag syre og stærk base

Lad os analysere KCN salthydrolyse, som indeholder ionerne CN^- fra HCN (svag syre) og ionerne K⁺ stammer fra KOH (stærk base). I dette tilfælde er anionhydrolyse, fra den svage syre, og der sker ikke noget med K-kationen⁺, ion afledt af en stærk base.

CN^- + H₂O ⇌ OH^- + HCN

Hydrolysen af ​​svagt syresalt og en stærk base resulterer i en basisk opløsning (pH> 7) på grund af tilstedeværelsen af ​​OH-ioner^- der ikke interagerede med K-ionerne⁺.

Saltvand hydrolyse af svag syre og svag base

Lad os analysere NH-salthydrolyse₄CN, fra HCN (svag syre) den er fra NH₄OH (svag base). I dette tilfælde er hydrolyse af de to ioner, da de kommer fra svag syre og base.

NH₄⁺ + CN^- + H₂O ⇌ NH₄OH + HCN

Hydrolysen af ​​svagt syresalt og svag base resulterer i en opløsning let basisk eller surafhængigt af syre- og basedissociationskonstanter (K_Det og K_B, henholdsvis).

For eksempel med salt NH₄CN, vi har:

HCN → K_Det= 4,9. 10^-10

NH₄OH →K_B= 1,8. 10^-5.

Synes godt om K_B er større end K_Det, basen er mere ioniseret end syren, så vi har en højere koncentration af OH-, hvilket vil resultere i en løsning med pH> 7.

Når det er sagt, konkluderer vi, at:

KDet > KB	Let sur opløsning, pH <7.
KDet B	Lidt basisk opløsning, pH> 7.

Salthydrolyse af stærk syre og stærk base

I dette tilfælde har vi et salt med ioner afledt af en stærk syre og en svag base, såsom NaCl, som har Cl-ioner.^- og på⁺ fra henholdsvis HCI og NaOH. Som nævnt gennemgår disse ioner ikke hydrolyse, og der er derfor ingen interaktion mellem ionerne fra saltet og ionerne afledt af vand, hvilket efterlader H-ionerne fri.⁺ og åh^-.

Såsom H-koncentration⁺ og åh^- det er det samme (produkt af autoionisering af vand), vil vi have en opløsning neutral (pH = 7).

Læs også: Styrken af ​​syrer - lærDet for at afgøre, om en syre er stærk eller svag!

Bronsted-Lowry syrebaseteori

For at få en klarere forståelse af salthydrolyse er det nødvendigt at kende syrebaseteorien om Bronsted-Lowry, opkaldt efter de to forskere, der er ansvarlige for at udvikle denne teori: det fysisk-kemiske dansk Johannes Nicolaus Bronsted og den britiske fysiske kemiker Thomas Martin Lowry.

For denne teori er syre er en hvilken som helst forbindelse, der har tendens til doner H-protonerne⁺, og grundlag er de forbindelser, der har tendens til modtageH-protonerne⁺. Nogle forbindelser, som vand, fungerer som både en syre- og en Bronsted-Lowry-base, afhængigt af hvem den reagerer på. Vi giver disse forbindelser navnet på amfoter.

I saltvandshydrolyse, det fænomen, vi kalder syrebasekonjugatpar, hvor syren donerer protonen, og basen modtager den, hvilket resulterer i dens konjugat syre-basepar, som vist i følgende skema:

SYRE1 + BASE1⇌ ACID2 + BASE2

Se eksemplet i dissociation af flussyre:

HF + H₂den ⇌H₃O⁺ + F⁻

HF fungerer som en syre og donerer dens H-proton⁺ til H₂O, som igen fungerer som en base. Som produkt har vi F-, som er HF-konjugatbaseog hydroniumionen, H₃O⁺, som er vandkonjugat syre.

Lær mere:Arrhenius, Brönsted-Lowry og Lewis syrebaseteorier

løste øvelser

Spørgsmål 1 - (UEL) Blandt de følgende stoffer er den eneste, der giver et fald i pH, når de tilsættes til vand:

a) NH₄VED₃

b) CH₄

c) NH₃

d) NaOH

e) NaCH₃COO

Løsning:Bogstav a. Af de præsenterede alternativer er det eneste stof, der forårsager afald i pH er NH₄VED_3, da det er et salt fra en stærk syre (HNO₃) og en svag base (NH₄OH). Se følgende hydrolysereaktion:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₄OH + H⁺

Kationen gennemgår hydrolyse, der resulterer i dannelsen af ​​H-ionen⁺, hvilket sænker opløsningens pH. Anionen NEJ₃ den gennemgår ikke hydrolyse, da den stammer fra en stærk syre.

spørgsmål 2 - (FEI) Natriumcyanid (NaCN), zinkchlorid (ZnCl) forbindelser₂natriumsulfat (Na₂KUN₄) og ammoniumchlorid (NH₄Cl), når de er opløst i vand, lav mediet henholdsvis:

a) basisk, sur, sur, neutral.

b) sur, basisk, neutral, sur.

c) basisk, neutral, sur, sur.

d) basisk, sur, neutral, sur.

e) sur, neutral, basisk, basisk.

Løsning:Bogstav D. Lad os analysere sammensætningen af ​​de salte, der er beskrevet i spørgsmålet.

• NaCN kommer fra en stærk base og en svag syre, så opløsningen bliver grundlæggende.
• ZnCl₂ kommer fra en svag base og en stærk syre, så løsningen bliver sure.
• På₂KUN₄ kommer fra en stærk base og en stærk syre, så løsningen bliver neutral.
• NH₄Cl kommer fra en svag base og en stærk syre, så opløsningen bliver sure.

Spørgsmål 3 - (Fuvest) Når natriumcarbonat placeres i vand ved 25 ° C, opløses det.

På₂CO₃ + H₂O → HCO₃^- + 2Na⁺ (aq) + X

X og pH for den resulterende opløsning skal være:

stål₂ større end 7.

b) OH^-(aq) større end 7.

c) H⁺(aq) lig med 7.

d) CO₂ lig med 7.

e) OH^-(aq) mindre end 7.

Løsning: Bogstav B. saltet i₂CO₃ kommer fra en svag syre (H₂CO₃) og en stærk base (NaOH), ved dette er kun anionen, der gennemgår hydrolyse og danner OH-ionen^-. Se reaktionen nedenfor:

CO₃^2- + H₂O ⇌ HCO₃^- + OH^-

Derfor har opløsningen en basisk karakter med en pH større end 7, og X i reaktionen kan erstattes med OH^-.

Af Victor Ricardo Ferreira
Kemilærer

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrolise-salina.htm