Uno dei processi per ottenere una soluzione acida o basica avviene in base alla reazione degli ioni di alcuni sali con l'acqua. Questo processo si chiama idrolisi del sale.
Vedi anche:Cos'è una costante di idrolisi?
Come avviene l'idrolisi salina?
Nell'idrolisi salina, ilioni dalla solubilizzazione di un sale reagiscono con il acqua e formano solo basi deboli o acidi deboli, poiché cationi e anioni da basi e acidi forti non subiscono idrolisi. Questi sali possono avere origini diverse a seconda degli ioni che li compongono.
- La reazione di un generico catione con l'acqua può essere rappresentata come segue:
X+ + H2oh ⇌ XOH + H+
Si noti che l'idrolisi cationica produce soluzioni acide, caratterizzate dalla formazione di H+.
- La reazione di un generico anione con l'acqua può essere rappresentata come segue:
sì- + H2oh ⇌ Oh- + HY
Si noti che l'idrolisi anionica produce soluzioni acide, caratterizzate dalla formazione di OH-.
Successivamente, analizzeremo ciascuno dei tipi di idrolisi in base agli ioni disponibili del sale scelto.
Idrolisi salina di acido forte e base debole
Analizziamo il Idrolisi del sale di NH4fratello, che presenta gli ioni fratello- a partire dal HBr (acido forte) e gli ioni NH4+ derivati di NH4OH (base debole).
In questo caso avviene l'idrolisi del catione, proveniente dalla base debole, e non succede nulla con l'anione Br-, poiché è uno ione derivato da un acido forte.
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH+H+
L'idrolisi del sale acido forte e della base debole si traduce in una soluzione acida (pH <7), per la presenza dello ione H+ che non interagiva con lo ione Br-.
Idrolisi salina di acido debole e base forte
Analizziamo il KCN idrolisi del sale, che presenta gli ioni CN- a partire dal HCN (acido debole) e gli ioni K+ derivato da KOH (base forte). In questo caso, il idrolisi anionica, dall'acido debole e non succede nulla al catione K+, ione derivato da una base forte.
CN- + H2O ⇌ OH- + HCN
L'idrolisi del sale acido debole e della base forte porta ad una soluzione basica (pH > 7), per la presenza di ioni OH- che non ha interagito con gli ioni K+.
Idrolisi salina di acido debole e base debole
Analizziamo il Idrolisi del sale di NH4CN, a partire dal HCN (acido debole) viene da NH4OH (base debole). In questo caso, il idrolisi dei due ioni, poiché provengono da acidi e basi deboli.
NH4+ + CN- + H2O ⇌ NH4OH + HCN
L'idrolisi del sale acido debole e della base debole si traduce in una soluzione leggermente basico o acido, a seconda delle costanti di dissociazione acida e basica (KIl e KB, rispettivamente).
Per l'esempio del sale NH4CN, abbiamo:
HCN → KIl= 4,9. 10-10
NH4OH →KB= 1,8. 10-5.
Piace KB è più grande di KIl, la base è più ionizzata dell'acido, quindi avremo a maggiore concentrazione di OH-, che risulterà in una soluzione con pH > 7.
Detto questo, concludiamo che:
KIl > KB |
Soluzione leggermente acida, pH < 7. |
KIl < KB |
Soluzione leggermente basica, pH > 7. |
Idrolisi salina di acido forte e base forte
In questo caso abbiamo un sale con ioni derivati da un acido forte e una base debole, come NaCl, che ha ioni Cl.- e via+ rispettivamente da HCl e NaOH. Come detto, questi ioni non subiscono idrolisi e, quindi, non c'è interazione tra gli ioni del sale e gli ioni derivati dall'acqua, lasciando liberi gli ioni H.+ e oh-.
Ad esempio concentrazione H+ e oh- è lo stesso (prodotto dell'autoionizzazione dell'acqua), avremo a soluzione neutro (pH = 7).
Leggi anche tu: Forza degli acidi — imparaIl per determinare se un acido è forte o debole!
Teoria acido-base di Bronsted-Lowry
Per avere una comprensione più chiara dell'idrolisi salina, è necessario conoscere la teoria acido-base di Bronsted-Lowry, dal nome dei due scienziati responsabili dello sviluppo di questa teoria: il fisico-chimico danese Johannes Nicolaus Bronsted e il chimico fisico britannico Thomas Martin Lowry.
Per questa teoria, il acido è un qualsiasi composto che tende a donare i protoni H+, e il base sono i composti che tendono a riceverei protoni H+. Alcuni composti, come l'acqua, agiscono sia come acido che come base di Bronsted-Lowry, a seconda di chi reagisce. Diamo a questi composti il nome di anfotero.
Nell'idrolisi salina, il fenomeno che chiamiamo coppia coniugata acido-base, in cui l'acido dona il protone e la base lo riceve, risultando nella sua coppia coniugata acido-base, come mostrato nel seguente schema:
ACIDO1 + BASE1⇌ ACIDO2 + BASE2
Vedi l'esempio nella dissociazione dell'acido fluoridrico:
HF+H2ilH3oh+ + Fa−
L'HF agisce come un acido, donando il suo protone H+ a H2O, che a sua volta funge da base. Come prodotto, abbiamo la F-, che è la Base coniugata HF, e lo ione idronio, H3oh+, qual è acido coniugato acqua.
Per saperne di più:Teorie acido-base di Arrhenius, Brönsted-Lowry e Lewis
Esercizi risolti
Domanda 1 - (UEL) Tra le seguenti sostanze, l'unica che fornisce una diminuzione del pH quando aggiunta all'acqua è:
a) NH4AL3
b) CH4
c) NH3
d) NaOH
e) NaCH3COO
Risoluzione:Lettera a. Delle alternative presentate, l'unica sostanza che provoca ala diminuzione del pH è NH4AL3, poiché è un sale di un acido forte (HNO3) e una base debole (NH4OH). Vedere la seguente reazione di idrolisi:
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH+H+
Il catione subisce idrolisi che porta alla formazione dello ione H+, che abbassa il pH della soluzione. L'anione NO3 non subisce idrolisi in quanto derivato da un acido forte.
Domanda 2 — (FEI) Composti di cianuro di sodio (NaCN), cloruro di zinco (ZnCl)2), solfato di sodio (Na2SOLO4) e cloruro di ammonio (NH4Cl), quando sciolto in acqua, rendono il mezzo, rispettivamente:
a) basico, acido, acido, neutro.
b) acido, basico, neutro, acido.
c) basico, neutro, acido, acido.
d) basico, acido, neutro, acido.
e) acido, neutro, basico, basico.
Risoluzione:Lettera D. Analizziamo la composizione dei sali descritti nella domanda.
- NaCN proviene da una base forte e da un acido debole, quindi la soluzione sarà di base.
- ZnCl2 deriva da una base debole e da un acido forte, quindi la soluzione sarà acido.
- A2SOLO4 deriva da una base forte e da un acido forte, quindi la soluzione sarà neutro.
- NH4Cl proviene da una base debole e da un acido forte, quindi la soluzione sarà acido.
Domanda 3 — (Fuvest) Il carbonato di sodio, posto in acqua a 25°C, si dissolve.
A2CO3 + H2O → HCO3- + 2Na+ (aq) + X
X e il pH della soluzione risultante dovrebbero essere:
acciaio2 maggiore di 7.
b) OH-(aq) maggiore di 7.
c) H+(aq) uguale a 7.
d) CO2 uguale a 7.
e) OH-(aq) minore di 7.
Risoluzione: Lettera b. il sale in2CO3 deriva da un acido debole (H2CO3) e una base forte (NaOH), da questo solo l'anione subisce idrolisi, formando lo ione OH-. Vedi la reazione qui sotto:
CO32- + H2oh ⇌ HCO3- + OH-
Pertanto, la soluzione ha un carattere basico, con un pH maggiore di 7, e la X nella reazione può essere sostituita da OH-.
di Victor Ricardo Ferreira
Insegnante di chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrolise-salina.htm