Een van de processen voor het verkrijgen van een zure of basische oplossing vindt plaats op basis van de reactie van ionen uit sommige zouten met water. Dit proces heet zout hydrolyse.
Zie ook:Wat is een hydrolyseconstante?
Hoe vindt zoute hydrolyse plaats?
Bij zoute hydrolyse is deionen van de solubilisatie van een zout reageren met de Water en vormen alleen zwakke basen of zwakke zuren, aangezien kationen en anionen van sterke basen en zuren geen hydrolyse ondergaan. Deze zouten kunnen verschillende oorsprong hebben, afhankelijk van de ionen waaruit ze zijn samengesteld.
- De reactie van een generiek kation met water kan als volgt worden weergegeven:
X+ + H2O ⇌ XOH + H+
Merk op dat kationhydrolyse zure oplossingen produceert, gekenmerkt door de vorming van H+.
- De reactie van een generiek anion met water kan als volgt worden weergegeven:
Y- + H2O ⇌ Oh- + HY
Merk op dat anionhydrolyse zure oplossingen produceert, gekenmerkt door de vorming van OH-.
Vervolgens zullen we elk van de soorten hydrolyse analyseren volgens de beschikbare ionen van het gekozen zout.
Zouthydrolyse van sterk zuur en zwakke base
Laten we de. analyseren NH zout hydrolyse4br, die de ionen kenmerkt br- van HBr (sterk zuur) en de ionen NH4+ afgeleiden van NH4OH (zwakke base).
In dit geval vindt de hydrolyse van het kation plaats, afkomstig van de zwakke base, en gebeurt er niets met het anion Br-, omdat het een ion is dat is afgeleid van een sterk zuur.
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH+H+
De hydrolyse van sterk zuur zout en zwakke base resulteert in een zure oplossing (pH < 7), vanwege de aanwezigheid van het H-ion+ die geen interactie had met het Br-ion-.
Zoute hydrolyse van zwak zuur en sterke base
Laten we de. analyseren KCN zout hydrolyse, die de ionen kenmerkt CN- van HCN (zwak zuur) en de ionen K+ afgeleid van KOH (sterke base). In dit geval is de anion hydrolyse, van het zwakke zuur en er gebeurt niets met het K-kation+, ion afgeleid van een sterke base.
CN- + H2O OH- + HCN
De hydrolyse van zwak zuur zout en sterke base resulteert in een basische oplossing (pH > 7), door de aanwezigheid van OH ionen- die geen interactie hadden met de K-ionen+.
Zoute hydrolyse van zwak zuur en zwakke base
Laten we de. analyseren NH zout hydrolyse4CN, van HCN (zwak zuur) het is van NH4OH (zwakke base). In dit geval is de hydrolyse van de twee ionen, omdat ze afkomstig zijn van zwakke zuren en basen.
NH4+ + CN- + H2O ⇌ NH4OH + HCN
De hydrolyse van zwak zuur zout en zwakke base resulteert in een oplossing licht basisch of zuur, afhankelijk van zuur- en base-dissociatieconstanten (KDe en KBrespectievelijk).
Voor het voorbeeld van zout NH4NL: We hebben:
HCN → KDe= 4,9. 10-10
NH4OH →KB= 1,8. 10-5.
Leuk vinden KB is groter dan KDe, de base is meer geïoniseerd dan het zuur, dus we hebben a hogere concentratie OH-, wat resulteert in een oplossing met pH > 7.
Dat gezegd hebbende, concluderen we dat:
KDe > KB |
Licht zure oplossing, pH < 7. |
KDe < KB |
Licht basische oplossing, pH > 7. |
Zouthydrolyse van sterk zuur en sterke base
In dit geval hebben we een zout met ionen afgeleid van een sterk zuur en een zwakke base, zoals NaCl, dat Cl-ionen heeft.- en verder+ van respectievelijk HCl en NaOH. Zoals gezegd ondergaan deze ionen geen hydrolyse en daarom is er geen interactie tussen de ionen van het zout en de ionen afgeleid van water, waardoor de H-ionen vrij blijven.+ en oh-.
Zoals H-concentratie+ en oh- het is hetzelfde (product van de zelfionisatie van water), zullen we een. hebben oplossing neutraal (pH = 7).
Lees ook: Sterkte van zuren — leerDe om te bepalen of een zuur sterk of zwak is!
Bronsted-Lowry zuur-base theorie
Om de hydrolyse van zout beter te begrijpen, is het noodzakelijk om de zuur-base theorie van Bronsted-Lowry, genoemd naar de twee wetenschappers die verantwoordelijk zijn voor het ontwikkelen van deze theorie: de fysisch-chemische Deens Johannes Nicolaus Bronsted en de Britse fysisch chemicus Thomas Martin Lowry.
Voor deze theorie is de zuur is een verbinding die de neiging heeft om doneer de H-protonen+, en de baseren zijn de verbindingen die de neiging hebben om te ontvangende H protonen+. Sommige verbindingen, zoals water, werken zowel als een zuur als als een Bronsted-Lowry-base, afhankelijk van op wie het reageert. We geven deze verbindingen de naam van amfoteer.
Bij zoute hydrolyse noemen we het fenomeen zuur-base geconjugeerd paar, waarbij het zuur het proton afstaat en de base het ontvangt, wat resulteert in het geconjugeerde zuur-basepaar, zoals weergegeven in het volgende schema:
ZUUR1 + BASE1⇌ ZUUR2 + BASE2
Zie het voorbeeld in de dissociatie van fluorwaterstofzuur:
HF+H2deH3O+ + F−
Het HF werkt als een zuur en doneert zijn H-proton+ naar H2O, die op zijn beurt als basis fungeert. Als product hebben we de F-, dat is de HF geconjugeerde base, en het hydroniumion, H3O+, welke is de water geconjugeerd zuur.
Meer weten:Arrhenius, Brönsted-Lowry en Lewis zuur-base theorieën
Oefeningen opgelost
Vraag 1 - (UEL) Van de volgende stoffen is de enige die zorgt voor een verlaging van de pH bij toevoeging aan water:
a) NH4BIJ DE3
b) CH4
c) NH3
d) NaOH
e) NaCH3COO
Resolutie:Letter A. Van de gepresenteerde alternatieven is de enige stof die adaling van de pH is NH4BIJ DE3, omdat het een zout is van een sterk zuur (HNO3) en een zwakke base (NH4OH). Zie de volgende hydrolysereactie:
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH+H+
Het kation ondergaat hydrolyse die resulteert in de vorming van het H-ion+, die de pH van de oplossing verlaagt. Het anion NEE3 het ondergaat geen hydrolyse omdat het is afgeleid van een sterk zuur.
vraag 2 — (FEI) Natriumcyanide (NaCN), zinkchloride (ZnCl) verbindingen2), natriumsulfaat (Na2ENKEL EN ALLEEN4) en ammoniumchloride (NH4Cl), wanneer opgelost in water, maak het medium respectievelijk:
a) basisch, zuur, zuur, neutraal.
b) zuur, basisch, neutraal, zuur.
c) basisch, neutraal, zuur, zuur.
d) basisch, zuur, neutraal, zuur.
e) zuur, neutraal, basisch, basisch.
Resolutie:Brief D. Laten we de samenstelling van de in de vraag beschreven zouten analyseren.
- NaCN komt van een sterke base en een zwak zuur, dus de oplossing zal zijn: basis.
- ZnCl2 komt van een zwakke base en een sterk zuur, dus de oplossing zal zijn: zuur.
- Bij2ENKEL EN ALLEEN4 komt van een sterke base en een sterk zuur, dus de oplossing zal zijn neutrale.
- NH4Cl komt van een zwakke base en een sterk zuur, dus de oplossing zal zijn zuur.
Vraag 3 — (Fuvest) Natriumcarbonaat lost, wanneer het in water van 25°C wordt geplaatst, op.
Bij2CO3 + H2O → HCO3- + 2Na+ (aq) + X
X en de pH van de resulterende oplossing moeten zijn:
staal2 groter dan 7.
b) OH-(aq) groter dan 7.
c) H+(aq) gelijk aan 7.
d) CO2 gelijk aan 7.
e) OH-(aq) minder dan 7.
Resolutie: Letter B. het zout erin2CO3 komt van een zwak zuur (H2CO3) en een sterke base (NaOH), by dit alleen het anion ondergaat hydrolyse en vormt het OH-ion-. Zie de reactie hieronder:
CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-
Daarom heeft de oplossing een basisch karakter, met een pH groter dan 7, en kan de X in de reactie worden vervangen door OH-.
Door Victor Ricardo Ferreira
Scheikundeleraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrolise-salina.htm
