Μία από τις διαδικασίες για την απόκτηση όξινου ή βασικού διαλύματος συμβαίνει με βάση την αντίδραση ιόντων από ορισμένα άλατα με νερό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται υδρόλυση αλατιού.
Δείτε επίσης:Τι είναι μια σταθερά υδρόλυσης;
Πώς πραγματοποιείται η υδρόλυση αλατούχου διαλύματος;
Στην υδρόλυση με αλατόνερο, τοιόντα από τη διαλυτοποίηση ενός άλατος αντιδρά με το Νερό και σχηματίζουν μόνο αδύναμες βάσεις ή ασθενή οξέα, καθώς τα κατιόντα και τα ανιόντα από ισχυρές βάσεις και οξέα δεν υφίστανται υδρόλυση. Αυτά τα άλατα μπορούν να έχουν διαφορετική προέλευση ανάλογα με τα ιόντα που τα συνθέτουν.
- Η αντίδραση ενός γενικού κατιόντος με νερό μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:
Χ+ + Χ2Ο ⇌ XOH + Η+
Σημειώστε ότι η υδρόλυση κατιόντων παράγει όξινα διαλύματα, που χαρακτηρίζονται από το σχηματισμό Η+.
- Η αντίδραση ενός γενικού ανιόντος με νερό μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:
Γ- + Χ2Ο ⇌ Ω- + ΓΥ
Σημειώστε ότι η υδρόλυση ανιόντων παράγει όξινα διαλύματα, που χαρακτηρίζονται από το σχηματισμό ΟΗ-.
Στη συνέχεια, θα αναλύσουμε κάθε τύπο υδρόλυσης σύμφωνα με τα διαθέσιμα ιόντα του επιλεγμένου αλατιού.
Υδρόλυση αλατιού ισχυρού οξέος και ασθενής βάσης
Ας αναλύσουμε το Υδρόλυση άλατος NH4αδερ, το οποίο διαθέτει τα ιόντα αδερ- από HBr (ισχυρό οξύ) και τα ιόντα ΝΗ4+ παράγωγα του ΝΗ4OH (αδύναμη βάση).
Σε αυτήν την περίπτωση, η υδρόλυση του κατιόντος συμβαίνει, προερχόμενη από την αδύναμη βάση, και τίποτα δεν συμβαίνει με το ανιόν Br-, καθώς είναι ένα ιόν που προέρχεται από ένα ισχυρό οξύ.
ΝΗ4+ + Χ2Ο ⇌ ΝΗ4ΟΗ + Η+
Η υδρόλυση ισχυρού οξέος άλατος και ασθενής βάσης οδηγεί σε όξινο διάλυμα (pH <7), λόγω της παρουσίας του ιόντος Η+ που δεν αλληλεπιδρούν με το ιόν Br-.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Αλατούχος υδρόλυση αδύναμου οξέος και ισχυρής βάσης
Ας αναλύσουμε το Υδρόλυση αλατιού KCN, το οποίο διαθέτει τα ιόντα ΣΟ- από HCN (ασθενές οξύ) και τα ιόντα κ+ που προέρχονται από KOH (ισχυρή βάση). Σε αυτήν την περίπτωση, το υδρόλυση ανιόντων, από το ασθενές οξύ και τίποτα δεν συμβαίνει στο κατιόν K+, ιόν που προέρχεται από μια ισχυρή βάση.
ΣΟ- + Χ2O ⇌ ΟΗ- + HCN
Η υδρόλυση του αλατούχου οξέος και της ισχυρής βάσης οδηγεί σε ένα βασικό διάλυμα (pH> 7), λόγω της παρουσίας ιόντων ΟΗ- που δεν αλληλεπιδρά με τα ιόντα Κ+.
Αλατούχος υδρόλυση αδύναμου οξέος και ασθενής βάσης
Ας αναλύσουμε το Υδρόλυση άλατος NH4ΣΟ, από HCN (ασθενές οξύ) είναι από ΝΗ4OH (αδύναμη βάση). Σε αυτήν την περίπτωση, το υδρόλυση των δύο ιόντων, καθώς προέρχονται από ασθενές οξύ και βάση.
ΝΗ4+ + ΣΟ- + Χ2Ο ⇌ ΝΗ4OH + HCN
Η υδρόλυση αλατούχου οξέος και ασθενής βάσης οδηγεί σε διάλυμα ελαφρώς βασικό ή όξινο, ανάλογα με τις σταθερές διάστασης οξέος και βάσης (Κο και Κσι, αντίστοιχα).
Για το παράδειγμα του αλατιού ΝΗ4CN, έχουμε:
HCN → κο= 4,9. 10-10
ΝΗ4OH →κσι= 1,8. 10-5.
Σαν κσι είναι μεγαλύτερο από το Κο, η βάση είναι πιο ιονισμένη από το οξύ, έτσι θα έχουμε υψηλότερη συγκέντρωση ΟΗ-, η οποία θα οδηγήσει σε μια λύση με pH> 7.
Ωστόσο, συμπεραίνουμε ότι:
κο > Κσι |
Ελαφρώς όξινο διάλυμα, pH <7. |
κο σι |
Ελαφρώς βασικό διάλυμα, pH> 7. |
Υδρόλυση αλατιού ισχυρού οξέος και ισχυρής βάσης
Σε αυτήν την περίπτωση, έχουμε ένα αλάτι με ιόντα που προέρχονται από ένα ισχυρό οξύ και μια ασθενή βάση, όπως το NaCl, το οποίο έχει ιόντα Cl.- και μετά+ από HCl και NaOH, αντίστοιχα. Όπως αναφέρθηκε, αυτά τα ιόντα δεν υφίστανται υδρόλυση και, επομένως, δεν υπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ των ιόντων από το άλας και των ιόντων που προέρχονται από νερό, αφήνοντας τα ιόντα Η ελεύθερα.+ και ω-.
Οπως H συγκέντρωση+ και ω- είναι το ίδιο (προϊόν αυτο-ιονισμού του νερού), θα έχουμε ένα λύση ουδέτερο (pH = 7).
Διαβάστε επίσης: Αντοχή οξέων - μάθετεο για να προσδιορίσετε αν ένα οξύ είναι ισχυρό ή ασθενές!
Θεωρία βάσης οξέος Bronsted-Lowry
Για να έχουμε μια σαφέστερη κατανόηση της υδρόλυσης αλατιού, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τη θεωρία οξέος-βάσης Bronsted-Lowry, που πήρε το όνομά του από τους δύο επιστήμονες που είναι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη αυτής της θεωρίας: τη φυσική-χημική ουσία δανικός Johannes Nicolaus Bronsted και ο Βρετανός φυσικός χημικός Τόμας Μάρτιν Λόουρι.
Για αυτήν τη θεωρία, το οξύ είναι οποιαδήποτε ένωση που τείνει δωρίστε τα πρωτόνια H+, και το βάση είναι οι ενώσεις που τείνουν λαμβάνωτα πρωτόνια H+. Ορισμένες ενώσεις, όπως το νερό, ενεργούν τόσο ως βάση οξέος όσο και ως βάση Bronsted-Lowry, ανάλογα με το ποιον αντιδρά. Δίνουμε σε αυτές τις ενώσεις το όνομα του αμφοτερικός.
Στην αλατούχα υδρόλυση, το φαινόμενο που αποκαλούμε ζεύγος συζυγών οξέος-βάσης, στο οποίο το οξύ δωρίζει το πρωτόνιο και η βάση το λαμβάνει, με αποτέλεσμα το ζεύγος συζυγών οξέος-βάσης, όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα:
ΟΞΥ1 + ΒΑΣΗ1⇌ ACID2 + ΒΑΣΗ2
Δείτε το παράδειγμα στη διάσπαση του υδροφθορικού οξέος:
HF + Η2το ⇌Η3Ο+ + ΣΤ−
Το HF δρα ως οξύ, δωρίζοντας το πρωτόνιο του H+ στο Η2O, το οποίο, με τη σειρά του, λειτουργεί ως βάση. Ως προϊόν, έχουμε το F-, που είναι το Βάση συζεύγματος HF, και το ιόν υδρονίου, Η3Ο+, Ποιο είναι το σύζευγμα νερού.
Μάθετε περισσότερα:Θεωρίες βάσης οξέος Arrhenius, Brönsted-Lowry και Lewis
λύσεις ασκήσεις
Ερώτηση 1 - (UEL) Μεταξύ των ακόλουθων ουσιών, η μόνη που παρέχει μείωση του pH όταν προστίθεται στο νερό είναι:
α) ΝΗ4ΣΤΟ3
β) CH4
γ) ΝΗ3
δ) ΝαΟΗ
ε) NaCH3ΕΡΩΤΟΛΟΓΩ
Ανάλυση:Γράμμα Α. Από τις εναλλακτικές λύσεις που παρουσιάζονται, η μόνη ουσία που προκαλεί αΗ μείωση του pH είναι NH4ΣΤΟ3, καθώς είναι ένα αλάτι από ισχυρό οξύ (HNO3) και μια αδύναμη βάση (NH4ΟΗ). Δείτε την ακόλουθη αντίδραση υδρόλυσης:
ΝΗ4+ + Χ2Ο ⇌ ΝΗ4ΟΗ + Η+
Το κατιόν υφίσταται υδρόλυση που οδηγεί στο σχηματισμό του ιόντος Η+, το οποίο μειώνει το pH του διαλύματος. Το ανιόν ΟΧΙ3 δεν υφίσταται υδρόλυση καθώς προέρχεται από ένα ισχυρό οξύ.
Ερώτηση 2 - (FEI) Κυανιούχο νάτριο (NaCN), ενώσεις χλωριούχου ψευδαργύρου (ZnCl)2θειικό νάτριο (Na2ΜΟΝΟ4) και χλωριούχο αμμώνιο (NH4Cl), όταν διαλύεται σε νερό, κάντε το μέσο, αντίστοιχα:
α) βασικό, όξινο, όξινο, ουδέτερο.
β) όξινο, βασικό, ουδέτερο, όξινο.
γ) βασικό, ουδέτερο, όξινο, όξινο.
δ) βασικό, όξινο, ουδέτερο, όξινο.
ε) όξινο, ουδέτερο, βασικό, βασικό.
Ανάλυση:Γράμμα Δ. Ας αναλύσουμε τη σύνθεση των αλάτων που περιγράφονται στην ερώτηση.
- Το NaCN προέρχεται από μια ισχυρή βάση και ένα ασθενές οξύ, έτσι η λύση θα είναι βασικός.
- ZnCl2 προέρχεται από μια αδύναμη βάση και ένα ισχυρό οξύ, έτσι η λύση θα είναι όξινο.
- Στο2ΜΟΝΟ4 προέρχεται από μια ισχυρή βάση και ένα ισχυρό οξύ, έτσι η λύση θα είναι ουδέτερος.
- ΝΗ4Το Cl προέρχεται από μια αδύναμη βάση και ένα ισχυρό οξύ, έτσι η λύση θα είναι όξινο.
Ερώτηση 3 - (Fuvest) Το ανθρακικό νάτριο, όταν τοποθετείται σε νερό στους 25 ° C, διαλύεται.
Στο2CO3 + Χ2O → HCO3- + 2Να+ (υδ) + Χ
Το X και το pH του προκύπτοντος διαλύματος πρέπει να είναι:
ατσάλι2 μεγαλύτερο από 7.
β) ΟΗ-(aq) μεγαλύτερο από 7.
γ) Η+(aq) ίσο με 7.
δ) CO2 ίσο με 7.
ε) ΟΗ-(aq) λιγότερο από 7.
Ανάλυση: Γράμμα Β. το αλάτι μέσα2CO3 προέρχεται από ένα ασθενές οξύ (Η2CO3) και μια ισχυρή βάση (NaOH), από Αυτό μόνο το ανιόν υφίσταται υδρόλυση, σχηματίζοντας το ιόν ΟΗ-. Δείτε την αντίδραση παρακάτω:
CO32- + Χ2Ο ⇌ HCO3- + Ω-
Επομένως, το διάλυμα έχει βασικό χαρακτήρα, με ρΗ μεγαλύτερο από 7, και το Χ στην αντίδραση μπορεί να αντικατασταθεί από ΟΗ-.
Του Βίκτορ Ρικάρντο Φερέιρα
Καθηγητής Χημείας
