הידרוליזת מלוחים: מה זה, תגובות, תרגילים

אחד התהליכים להשגת תמיסה חומצית או בסיסית מבוסס על תגובת יונים ממלחים מסוימים עם מים. תהליך זה נקרא הידרוליזת מלח.

ראה גם:מהו קבוע הידרוליזה?

כיצד מתרחשת הידרוליזה מלוחה?

בהידרוליזה מלוחה,יונים מהמסיס של מלח להגיב עם מים ויוצרים רק בסיסים חלשים או חומצות חלשות, שכן קטיונים ואניונים מבסיסים וחומצות חזקים אינם עוברים הידרוליזה. מלחים אלו יכולים להיות ממקור שונה בהתאם ליונים המרכיבים אותם.

• התגובה של קטיון גנרי עם מים יכולה להיות מיוצגת באופן הבא:

איקס⁺ + H₂או ⇌ XOH + H⁺

שים לב שהידרוליזה של קטיון מייצרת תמיסות חומציות, המאופיינות ביצירת H⁺.

• התגובה של אניון גנרי עם מים יכולה להיות מיוצגת באופן הבא:

י^- + H₂או ⇌ הו^- + HY

שים לב שהידרוליזה של אניון מייצרת תמיסות חומציות, המאופיינות ביצירת OH^-.

לאחר מכן, ננתח כל אחד מסוגי ההידרוליזה על פי היונים הזמינים של המלח הנבחר.

תלוי בהרכב המלח, כאשר הוא עובר הידרוליזה, הוא עלול להפריע ל- pH של התמיסה.

הידרוליזת מלח של חומצה חזקה ובסיס חלש

בואו ננתח את הידרוליזה של מלח NH₄br, שמציג את היונים br^- מ HBr (חומצה חזקה) והיונים NH₄⁺ נגזרות שֶׁל NH₄OH (בסיס חלש).

במקרה זה, הידרוליזה של הקטיון מתרחשת, מגיעה מהבסיס החלש, וכלום לא קורה עם האניון Br

^-, שכן זהו יון שמקורו בחומצה חזקה.

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₄OH + H⁺

הידרוליזה של מלח חומצה חזק ובסיס חלש מביאה לתמיסה חומצית (pH <7), בשל נוכחותו של יון H⁺ שלא היה באינטראקציה עם יון ה- Br^-.

הידרוליזה מלוחה של חומצה חלשה ובסיס חזק

בואו ננתח את הידרוליזת מלח KCN, שמציג את היונים CN^- מ HCN (חומצה חלשה) והיונים ק⁺ נגזר מ KOH (בסיס חזק). במקרה זה, הידרוליזת אניון, מהחומצה החלשה ושום דבר לא קורה לקטיון K⁺, יון שמקורו בבסיס חזק.

CN^- + H₂O ⇌ OH^- + HCN

הידרוליזה של מלח חומצה חלש ובסיס חזק מביאה לתמיסה בסיסית (pH> 7), בגלל נוכחותם של יונים OH^- שלא אינטראקציה עם יוני K⁺.

מי מלח הידרוליזה של חומצה חלשה ובסיס חלש

בואו ננתח את הידרוליזה של מלח NH₄CN, מ HCN (חומצה חלשה) זה מ NH₄OH (בסיס חלש). במקרה זה, הידרוליזה של שני היונים, מכיוון שהם מגיעים מחומצה חלשה ובסיס.

NH₄⁺ + CN^- + H₂O ⇌ NH₄OH + HCN

הידרוליזה של מלח חומצה חלש ובסיס חלש מביאה לפתרון מעט בסיסי או חומצי, תלוי בקבועי דיסוציאציה של חומצה ובסיס (K_ה ו- K_ב, בהתאמה).

לדוגמא מלח NH₄CN, יש לנו:

HCN → ק_ה= 4,9. 10^-10

NH₄אוה →ק_ב= 1,8. 10^-5.

כמו ק_ב גדול מ- K_ה, הבסיס מיונן יותר מהחומצה, כך שיהיה לנו ריכוז גבוה יותר של OH-, אשר יביא לפיתרון עם pH> 7.

עם זאת, אנו מסיקים כי:

קה > קב	תמיסה חומצית מעט, pH <7.
קה ב	תמיסה בסיסית מעט, pH> 7.

הידרוליזת מלח של חומצה חזקה ובסיס חזק

במקרה זה, יש לנו מלח עם יונים שמקורם בחומצה חזקה ובסיס חלש, כמו NaCl, שיש בו יונים Cl.^- והמשיך⁺ מ- HCl ו- NaOH, בהתאמה. כאמור, יונים אלה אינם עוברים הידרוליזה, ולכן אין אינטראקציה בין היונים מהמלח לבין היונים שמקורם במים, ומשאירים את יוני ה- H חופשיים.⁺ ואה^-.

כמו ריכוז H⁺ ואה^- זה אותו הדבר (תוצר של אוטומציה של מים), יהיה לנו פִּתָרוֹן ניטרלי (pH = 7).

קרא גם: חוזק החומצות - ללמודה כדי לקבוע אם חומצה חזקה או חלשה!

תורת בסיס חומצה ברונסטד-לורי

כדי לקבל הבנה ברורה יותר של הידרוליזת מלח, יש צורך להכיר את תורת בסיס החומצה של ברונסטד-לורי, על שם שני המדענים האחראים לפיתוח תיאוריה זו: הפיזיקלי-כימי דַנִי יוהנס ניקולאוס ברונסטד והכימאי הפיזיקלי הבריטי תומאס מרטין לורי.

לתיאוריה זו, חוּמצָה הוא כל תרכובת שנוטה לתרום את פרוטוני H⁺, וה בסיס הם התרכובות הנוטות לְקַבֵּלהפרוטונים H⁺. תרכובות מסוימות, כמו מים, משמשות גם כחומצה וגם כבסיס ברונסטד-לורי, תלוי למי היא מגיבה. אנו נותנים לתרכובות אלו את השם אמפוטרי.

בהידרוליזה מלוחה, התופעה שאנו מכנים זוג מצומדות חומצה-בסיס, שבו החומצה תורמת את הפרוטון והבסיס מקבל אותו, וכתוצאה מכך צמד חומצה-בסיס מצומד שלה, כפי שמוצג בתכנית הבאה:

ACID1 + בסיס 1⇌ ACID2 + BASE2

ראה את הדוגמה בדיסוציאציה של חומצה הידרופלואורית:

HF + H₂את ⇌ה₃או⁺ + F⁻

ה- HF פועל כחומצה ותורם את פרוטון ה- H שלו⁺ ל H₂O, שבתורו, משמש כבסיס. כמוצר, יש לנו את ה- F, שהוא ה- בסיס HF מצומד, ויון ההידרוניום, H₃או⁺, שהוא ה חומצה מצומדת במים.

יודע יותר:תיאוריות בסיס ארניוס, ברונסטד-לורי ולואיס

תרגילים נפתרו

שאלה 1 - (UEL) בין החומרים הבאים, היחיד שמספק ירידת pH בהוספה למים הוא:

א) NH₄ב₃

ב) CH₄

ג) NH₃

ד) NaOH

ה) NaCH₃COO

פתרון הבעיה:מכתב. מבין החלופות שהוצגו, החומר היחיד שגורם לאירידת ה- pH היא NH₄ב_3, כיוון שהוא מלח מחומצה חזקה (HNO₃) ובסיס חלש (NH₄אוה). ראה את תגובת ההידרוליזה הבאה:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₄OH + H⁺

הקטיון עובר הידרוליזה המביאה ליצירת יון ה- H⁺, אשר מוריד את ה- pH של התמיסה. האניון NO₃ הוא אינו עובר הידרוליזה מכיוון שהוא נגזר מחומצה חזקה.

שאלה 2 - (FEI) תרכובות נתרן ציאניד (NaCN), אבץ כלוריד (ZnCl)₂), נתרן סולפט (Na₂רק₄) ואמוניום כלורי (NH₄Cl), כאשר הוא מומס במים, הפוך את המדיום, בהתאמה:

א) בסיסי, חומצי, חומצי, ניטרלי.

ב) חומצי, בסיסי, ניטרלי, חומצי.

ג) בסיסי, ניטרלי, חומצי, חומצי.

ד) בסיסי, חומצי, ניטרלי, חומצי.

ה) חומצי, ניטרלי, בסיסי, בסיסי.

פתרון הבעיה:אות ד ' בואו ננתח את הרכב המלחים המתואר בשאלה.

• NaCN מגיע מבסיס חזק ומחומצה חלשה, כך שהפתרון יהיה בסיסי.
• ZnCl₂ מגיע מבסיס חלש וחומצה חזקה, כך שהפתרון יהיה חומצי.
• בְּ₂רק₄ מגיע מבסיס חזק ומחומצה חזקה, כך שהפתרון יהיה ניטראלי.
• NH₄Cl מגיע מבסיס חלש וחומצה חזקה, כך שהפתרון יהיה חומצי.

שאלה 3 - (Fuvest) נתרן פחמתי, כאשר הוא מונח במים בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס, מתמוסס.

בְּ₂שיתוף₃ + H₂O → HCO₃^- + 2 נא⁺ (aq) + X

X ו- pH של התמיסה המתקבלת צריך להיות:

פְּלָדָה₂ גדול מ- 7.

ב) אה^-(aq) גדול מ- 7.

ג) ח⁺(aq) שווה ל- 7.

ד) CO₂ שווה ל 7.

ה) אה^-(aq) פחות מ- 7.

פתרון הבעיה: אות ב '. המלח פנימה₂שיתוף₃ מגיע מחומצה חלשה (H₂שיתוף₃) ובסיס חזק (NaOH), על ידי זה רק האניון עובר הידרוליזה ויוצר את יון ה- OH^-. ראה את התגובה למטה:

שיתוף₃^2- + H₂או ⇌ HCO₃^- + אה^-

לכן, לתמיסה יש אופי בסיסי, עם pH גדול מ- 7, ואת ה- X בתגובה ניתן להחליף ב- OH^-.

מאת ויקטור ריקרדו פריירה
מורה לכימיה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrolise-salina.htm