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.
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 (KDet og KB, henholdsvis).
For eksempel med salt NH4CN, vi har:
HCN → KDet= 4,9. 10-10
NH4OH →KB= 1,8. 10-5.
Synes godt om KB er større end KDet, 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 |
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 NH4VED3, 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:
CO32- + 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
