Üks happelise või aluselise lahuse saamise protsess põhineb mõnede soolade ioonide reaktsioonil veega. Seda protsessi nimetatakse soola hüdrolüüs.
Vaadake ka:Mis on hüdrolüüsikonstant?
Kuidas toimub soolalahuse hüdrolüüs?
Soolase hüdrolüüsi korralioonid soola lahustumisel reageerivad soolaga Vesi ja moodustavad ainult nõrgad alused või nõrgad happed, kuna tugevate aluste ja hapete katioonid ja anioonid ei läbi hüdrolüüsi. Nendel sooladel võib olla erinev päritolu vastavalt neid moodustavatele ioonidele.
- Üldise katiooni reaktsiooni veega saab esitada järgmiselt:
X+ + H2O ⇌ XOH + H+
Pange tähele, et katioonhüdrolüüs tekitab happelisi lahuseid, mida iseloomustab H moodustumine+.
- Üldise aniooni reaktsiooni veega saab esitada järgmiselt:
Y- + H2O ⇌ oh- + HY
Pange tähele, et aniooni hüdrolüüs tekitab happelisi lahuseid, mida iseloomustab OH moodustumine-.
Järgnevalt analüüsime kõiki hüdrolüüsi liike vastavalt valitud soola olemasolevatele ioonidele.
Tugeva happe ja nõrga aluse soola hüdrolüüs
Analüüsime NH soola hüdrolüüs4br, mis sisaldab ioone br- alates HBr (tugev hape) ja ioonid NH4+ tuletised kohta NH4OH (nõrk alus).
Sel juhul toimub katiooni hüdrolüüs, mis tuleb nõrgast alusest, ja aniooniga Br ei juhtu midagi-, kuna see on tugevast happest saadud ioon.
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
Tugeva happe soola ja nõrga aluse hüdrolüüsi tulemusena saadakse happeline lahus (pH <7), H-iooni olemasolu tõttu+ mis ei reageerinud Br-iooniga-.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Nõrga happe ja tugeva aluse soolalahuse hüdrolüüs
Analüüsime KCN soola hüdrolüüs, mis sisaldab ioone CN- alates HCN (nõrk hape) ja ioonid K+ pärit KOH (tugev alus). Sel juhul on aniooni hüdrolüüs, nõrgast happest ja K katiooniga ei juhtu midagi+, tugevast alusest saadud ioon.
CN- + H2O ⇌ OH- + HCN
Nõrga happe soola ja tugeva aluse hüdrolüüsi tulemusena saadakse OH ioonide tõttu aluseline lahus (pH> 7).- mis ei suhelnud K ioonidega+.
Nõrga happe ja nõrga aluse soolalahuse hüdrolüüs
Analüüsime NH soola hüdrolüüs4CN, alates HCN (nõrk hape) see on pärit NH4OH (nõrk alus). Sel juhul on kahe iooni hüdrolüüs, kuna need pärinevad nõrgast happest ja alusest.
NH4+ + CN- + H2O ⇌ NH4OH + HCN
Nõrga happe soola ja nõrga aluse hüdrolüüsil saadakse lahus kergelt aluseline või happeline, sõltuvalt happe ja aluse dissotsiatsioonikonstantidest (KThe ja K.Bvastavalt).
Näiteks soola kohta NH4CN, meil on:
HCN → KThe= 4,9. 10-10
NH4OH →KB= 1,8. 10-5.
Meeldib KB on suurem kui KThe, alus on ioniseeritud rohkem kui hape, nii et meil on suurem OH-, mille tulemuseks on lahendus pH> 7.
Sellest hoolimata järeldame, et:
KThe > KB |
Kergelt happeline lahus, pH <7. |
KThe |
Kergelt aluseline lahus, pH> 7. |
Tugeva happe ja tugeva aluse soola hüdrolüüs
Sellisel juhul on meil tugevate hapete ja nõrkade alustega saadud ioonidega sool, näiteks NaCl, milles on Cl-ioone.- ja edasi+ vastavalt HCl ja NaOH. Nagu öeldud, ei läbi need ioonid hüdrolüüsi ja seetõttu puudub soolast ja veest saadud ioonide vastasmõju, jättes H-ioonid vabaks.+ ja oh-.
Nagu näiteks H kontsentratsioon+ ja oh- see on sama (vee eneseionisatsiooni saadus) on meil a lahendus neutraalne (pH = 7).
Loe ka: Hapete tugevus - õpiThe teha kindlaks, kas hape on tugev või nõrk!
Bronsted-Lowry happe-aluse teooria
Soola hüdrolüüsi selgemaks mõistmiseks on vaja teada happe-aluse teooriat Bronsted-Lowry, mis on nimetatud kahe selle teooria väljatöötamise eest vastutava teadlase järgi: füüsikalis-keemiline Taani keel Johannes Nicolaus Bronsted ja Suurbritannia füüsikaline keemik Thomas Martin Lowry.
Selle teooria jaoks on hape on mis tahes ühend, mis kipub annetada H prootoneid+, ja alus on ühendid, mis kipuvad vastu võtmaH prootonid+. Mõned ühendid, nagu vesi, toimivad nii happe kui ka Bronsted-Lowry alusena, sõltuvalt sellest, kellele see reageerib. Anname neile ühenditele nime amfoteeriline.
Soolase hüdrolüüsi korral on see nähtus, mida me nimetame happe-aluse konjugaatpaar, milles hape annetab prootoni ja alus saab selle, mille tulemuseks on selle konjugeeritud happe-aluse paar, nagu on näidatud järgmises skeemis:
Hape1 + ALUS1⇌ HAPE2 + ALUS2
Vaadake näidet vesinikfluoriidhappe dissotsiatsioonist:
HF + H2⇌H3O+ + F−
HF toimib happena, loovutades oma H prootoni+ H-le2O, mis omakorda toimib alusena. Tootena on meil F-, mis on HF konjugaadi alusja hüdrooniumioon, H3O+, mis on vee konjugaathape.
Tea rohkem:Arrhenius, Brönsted-Lowry ja Lewise happe-aluste teooriad
lahendatud harjutused
Küsimus 1 - Järgmiste ainete seas vähendab veele lisamisel pH-d:
a) NH4JUURES3
b) CH4
c) NH3
d) NaOH
e) NaCH3COO
Resolutsioon:Täht a. Esitatud alternatiividest põhjustab ainus aine, mis põhjustab apH langus on NH4JUURES3, kuna see on tugeva happe sool (HNO3) ja nõrk alus (NH4OH). Vaadake järgmist hüdrolüüsireaktsiooni:
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
Katioon läbib hüdrolüüsi, mille tulemuseks on H-iooni moodustumine+, mis alandab lahuse pH-d. Anioon NO3 see ei läbi hüdrolüüsi, kuna see on saadud tugevast happest.
2. küsimus - (FEI) naatriumtsüaniidi (NaCN), tsinkkloriidi (ZnCl) ühendid2), naatriumsulfaat (Na2AINULT4) ja ammooniumkloriid (NH4Cl) vees lahustatuna valmistage keskkond vastavalt:
a) aluseline, happeline, happeline, neutraalne.
b) happeline, aluseline, neutraalne, happeline.
c) aluseline, neutraalne, happeline, happeline.
d) aluseline, happeline, neutraalne, happeline.
e) happeline, neutraalne, aluseline, aluseline.
Resolutsioon:D-täht Analüüsime küsimuses kirjeldatud soolade koostist.
- NaCN pärineb tugevast alusest ja nõrgast happest, nii et lahus saab olema põhiline.
- ZnCl2 pärineb nõrgast alusest ja tugevast happest, nii et lahendus saab olema happeline.
- Kell2AINULT4 pärineb tugevast alusest ja tugevast happest, nii et lahendus saab olema neutraalne.
- NH4Cl pärineb nõrgast alusest ja tugevast happest, nii et lahus saab olema happeline.
3. küsimus - (Fuvest) Naatriumkarbonaat 25 ° C vette asetatuna lahustub.
Kell2CO3 + H2O → HCO3- + 2Na+ (aq) + X
X ja saadud lahuse pH peaks olema:
terasest2 suurem kui 7.
b) OH-(aq) suurem kui 7.
c) H+(aq) võrdub 7.
d) CO2 võrdub 7-ga.
e) OH-(aq) alla 7.
Resolutsioon: Täht B. sool sisse2CO3 pärineb nõrgast happest (H2CO3) ja tugev alus (NaOH) ainult see anioon läbib hüdrolüüsi, moodustades OH iooni-. Vaadake reaktsiooni allpool:
CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-
Seetõttu on lahusel aluseline omadus, mille pH on suurem kui 7, ja reaktsioonis oleva X võib asendada OH-ga-.
Autor Victor Ricardo Ferreira
Keemiaõpetaja
