Yksi prosesseista happaman tai emäksisen liuoksen saamiseksi tapahtuu perustuen joidenkin suolojen ionien reaktioon veden kanssa. Tätä prosessia kutsutaan suolan hydrolyysi.
Katso myös:Mikä on hydrolyysivakio?
Kuinka suolaliuoksen hydrolyysi tapahtuu?
Suolaliuoksen hydrolyysissäioneja suolan liukenemisesta reagoivat suolan kanssa Vesi ja muodostavat vain heikkoja emäksiä tai heikkoja happoja, koska vahvojen emästen ja happojen kationit ja anionit eivät hydrolysoitu. Näillä suoloilla voi olla erilainen alkuperä niiden muodostavien ionien mukaan.
- Geneerisen kationin reaktio veden kanssa voidaan esittää seuraavasti:
X+ + H2O ⇌ XOH + H+
Huomaa, että kationihydrolyysi tuottaa happamia liuoksia, joille on tunnusomaista H: n muodostuminen+.
- Geneerisen anionin reaktio veden kanssa voidaan esittää seuraavasti:
Y- + H2O ⇌ vai niin- + HY
Huomaa, että anionihydrolyysi tuottaa happamia liuoksia, joille on tunnusomaista OH: n muodostuminen-.
Seuraavaksi analysoimme kutakin hydrolyysityyppiä valitun suolan käytettävissä olevien ionien mukaan.
Vahvan hapon ja heikon emäksen suolahydrolyysi
Analysoidaan NH-suolan hydrolyysi4br, joka sisältää ioneja br- alkaen HBr (vahva happo) ja ionit NH4+ johdannaiset / NH4OH (heikko pohja).
Tässä tapauksessa tapahtuu kationin hydrolyysi, joka tulee heikosta emäksestä, eikä mitään tapahdu anionin Br kanssa-, koska se on voimakkaasta haposta johdettu ioni.
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
Vahvan happosuolan ja heikon emäksen hydrolyysi johtaa happamaan liuokseen (pH <7), johtuen H-ionin läsnäolosta+ joka ei ollut vuorovaikutuksessa Br-ionin kanssa-.
Heikon hapon ja vahvan emäksen suolaliuoksen hydrolyysi
Analysoidaan KCN-suolan hydrolyysi, joka sisältää ioneja CN- alkaen HCN (heikko happo) ja ionit K+ johdettu jostakin KOH (vahva pohja). Tässä tapauksessa anionihydrolyysi, heikosta haposta ja K-kationille ei tapahdu mitään+, ioni, joka on peräisin vahvasta emäksestä.
CN- + H2O ⇌ OH- + HCN
Heikon happosuolan ja vahvan emäksen hydrolyysi johtaa emäksiseen liuokseen (pH> 7), johtuen OH-ionien läsnäolosta- joka ei ollut vuorovaikutuksessa K-ionien kanssa+.
Heikon hapon ja heikon emäksen suolaliuoksen hydrolyysi
Analysoidaan NH-suolan hydrolyysi4CN, alkaen HCN (heikko happo) se on lähtöisin NH4OH (heikko pohja). Tässä tapauksessa kahden ionin hydrolyysi, koska ne ovat peräisin heikosta haposta ja emäksestä.
NH4+ + CN- + H2O ⇌ NH4OH + HCN
Heikon happosuolan ja heikon emäksen hydrolyysi johtaa liuokseen hieman emäksinen tai hapan, riippuen happojen ja emästen dissosiaatiovakioista (K ja K.Bvastaavasti).
Esimerkiksi suolaa NH4CN, meillä on:
HCN → K= 4,9. 10-10
NH4OH →KB= 1,8. 10-5.
Kuten KB on suurempi kuin K, emäs on ionisoituneempi kuin happo, joten meillä on korkeampi OH-, joka johtaa ratkaisuun pH> 7.
Tästä huolimatta päätämme, että:
K > KB |
Hieman hapan liuos, pH <7. |
K |
Hieman emäksinen liuos, pH> 7. |
Vahvan hapon ja vahvan emäksen suolahydrolyysi
Tässä tapauksessa meillä on suola, jossa on vahvasta haposta ja heikosta emäksestä peräisin olevia ioneja, kuten NaCl, jossa on Cl-ioneja.- ja edelleen+ HCl: stä ja vastaavasti NaOH: sta. Kuten todettiin, näille ioneille ei tapahdu hydrolyysiä, joten suolasta peräisin olevien ionien ja vedestä saatujen ionien välillä ei ole vuorovaikutusta, jolloin H-ionit jäävät vapaiksi.+ ja oh-.
Kuten H-pitoisuus+ ja oh- se on sama (veden autoionisaation tuote), meillä on ratkaisu neutraali (pH = 7).
Lue myös: Happojen vahvuus - opi onko happo vahva vai heikko!
Bronsted-Lowry-happo-emäs-teoria
Jotta suolahydrolyysistä saataisiin selkeämpi käsitys, on tunnettava sen happo-emäs-teoria Bronsted-Lowry, nimetty kahden tämän teorian kehittämisestä vastaavan tutkijan mukaan: fysikaalis-kemiallinen Tanskan kieli Johannes Nicolaus Bronsted ja brittiläinen fyysinen kemisti Thomas Martin Lowry.
Tätä teoriaa varten happo on mikä tahansa yhdiste, jolla on taipumus lahjoittaa H-protoneja+, ja pohja ovat yhdisteitä, joilla on taipumus vastaanottaaH-protonit+. Jotkut yhdisteet, kuten vesi, toimivat sekä happona että Bronsted-Lowry-emäksenä sen mukaan, kenelle se reagoi. Annamme näille yhdisteille nimen amfoteerinen.
Suolaliuoksen hydrolyysissä ilmiö, jota kutsumme happo-emäs-konjugaattipari, jossa happo luovuttaa protonin ja emäs vastaanottaa sen, mikä johtaa sen konjugaattihappo-emäspariin, kuten seuraavassa kaaviossa esitetään:
Happo 1 + PERUS 1⇌ Happo 2 + PERUS2
Katso esimerkki fluorivetyhapon dissosiaatiosta:
HF + H2⇌H3O+ + F−
HF toimii happona ja luovuttaa H-protoniaan+ h: lle2O, joka puolestaan toimii perustana. Tuotteena meillä on F-, joka on HF-konjugaattipohjaja hydroniumioni, H3O+, kumpi on vesikonjugaattihappo.
Tietää enemmän:Arrhenius, Brönsted-Lowry ja Lewis-happo-emäs-teoriat
ratkaisi harjoituksia
Kysymys 1 - Ainoa seuraavista aineista vähentää pH: ta veteen lisättynä:
a) NH4AT3
b) CH4
c) NH3
d) NaOH
e) NaCH3KUJERTAA
Resoluutio:Kirjain a. Esitetyistä vaihtoehdoista ainoa aine, joka aiheuttaa apH: n lasku on NH4AT3, koska se on suolaa vahvasta haposta (HNO3) ja heikko emäs (NH4VAI NIIN). Katso seuraava hydrolyysireaktio:
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
Kationi hydrolysoituu, mikä johtaa H-ionin muodostumiseen+, joka laskee liuoksen pH: ta. Anioni NO3 sitä ei hydrolysoida, koska se on peräisin vahvasta haposta.
kysymys 2 - (FEI) natriumsyanidi (NaCN), sinkkikloridi (ZnCl) yhdisteet2), natriumsulfaatti (Na2VAIN4) ja ammoniumkloridi (NH4Cl) veteen liuotettuna valmistaa väliaine vastaavasti:
a) emäksinen, hapan, hapan, neutraali.
b) hapan, emäksinen, neutraali, hapan.
c) emäksinen, neutraali, hapan, hapan.
d) emäksinen, hapan, neutraali, hapan.
e) hapan, neutraali, emäksinen, emäksinen.
Resoluutio:Kirjain D. Analysoidaan kysymyksessä kuvattujen suolojen koostumus.
- NaCN tulee vahvasta emäksestä ja heikosta haposta, joten liuos tulee olemaan perus.
- ZnCl2 tulee heikosta emäksestä ja vahvasta haposta, joten ratkaisu tulee olemaan hapan.
- Klo2VAIN4 tulee vahvasta emäksestä ja vahvasta haposta, joten ratkaisu tulee olemaan neutraali.
- NH4Cl tulee heikosta emäksestä ja vahvasta haposta, joten liuos tulee olemaan hapan.
Kysymys 3 - (Fuvest) Natriumkarbonaatti, kun se asetetaan veteen 25 ° C: seen, liukenee.
Klo2CO3 + H2O → HCO3- + 2Na+ (aq) + X
X: n ja saadun liuoksen pH: n tulisi olla:
teräs2 suurempi kuin 7.
b) OH-(aq) suurempi kuin 7.
c) H+(aq) on yhtä kuin 7.
d) CO2 yhtä kuin 7.
e) OH-(aq) alle 7.
Resoluutio: Kirjain B. suola sisään2CO3 tulee heikosta haposta (H2CO3) ja vahva emäs (NaOH) vain tämä anioni hydrolysoituu muodostaen OH-ionin-. Katso reaktio alla:
CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-
Siksi liuoksella on emäksinen luonne, jonka pH on suurempi kuin 7, ja reaktion X voidaan korvata OH: lla-.
Kirjailija: Victor Ricardo Ferreira
Kemian opettaja
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrolise-salina.htm
