En av prosessene for å oppnå en sur eller basisk løsning skjer basert på reaksjonen av ioner fra noen salter med vann. Denne prosessen kalles salthydrolyse.
Se også:Hva er en hydrolysekonstant?
Hvordan foregår saltvannshydrolyse?
I saltvannshydrolyse er denioner fra oppløsningen av et salt reagerer med saltet Vann og danner bare svake baser eller svake syrer, siden kationer og anioner fra sterke baser og syrer ikke gjennomgår hydrolyse. Disse saltene kan ha forskjellige opprinnelser i henhold til ionene som komponerer dem.
- Reaksjonen av et generisk kation med vann kan vises som følger:
X+ + H2O ⇌ XOH + H+
Merk at kationhydrolyse produserer sure løsninger, preget av dannelsen av H+.
- Reaksjonen til et generisk anion med vann kan vises som følger:
Y- + H2O ⇌ Åh- + HY
Merk at anionhydrolyse produserer sure løsninger, preget av dannelsen av OH-.
Deretter vil vi analysere hver av typene hydrolyse i henhold til tilgjengelige ioner av det valgte saltet.
Salthydrolyse av sterk syre og svak base
La oss analysere NH salthydrolyse4br, som inneholder ionene br- fra HBr (sterk syre) og ionene NH4+ derivater av NH4OH (svak base).
I dette tilfellet forekommer hydrolysen av kationen, kommer fra den svake basen, og ingenting skjer med anionet Br-, ettersom det er et ion avledet fra en sterk syre.
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
Hydrolysen av sterkt syresalt og svak base resulterer i en sur løsning (pH <7), på grunn av tilstedeværelsen av H-ionet+ som ikke samhandlet med Br-ionet-.
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Saltvannshydrolyse av svak syre og sterk base
La oss analysere KCN salthydrolyse, som inneholder ionene CN- fra HCN (svak syre) og ionene K+ avledet fra KOH (sterk base). I dette tilfellet anionhydrolyse, fra den svake syren, og ingenting skjer med K-kationen+, ion avledet fra en sterk base.
CN- + H2O ⇌ OH- + HCN
Hydrolysen av svakt syresalt og sterk base resulterer i en basisk løsning (pH> 7) på grunn av tilstedeværelsen av OH-ioner- som ikke samhandlet med K-ionene+.
Saltvannshydrolyse av svak syre og svak base
La oss analysere NH salthydrolyse4CN, fra HCN (svak syre) det er fra NH4OH (svak base). I dette tilfellet hydrolyse av de to ionene, da de kommer fra svak syre og base.
NH4+ + CN- + H2O ⇌ NH4OH + HCN
Hydrolysen av svakt syresalt og svak base resulterer i en løsning litt basisk eller sur, avhengig av syre- og basedissosiasjonskonstanter (KDe og KB, henholdsvis).
For eksempel salt NH4CN, vi har:
HCN → KDe= 4,9. 10-10
NH4OH →KB= 1,8. 10-5.
Som KB er større enn KDe, er basen mer ionisert enn syren, så vi vil ha en høyere konsentrasjon av OH-, som vil resultere i en løsning med pH> 7.
Når det er sagt, konkluderer vi med at:
KDe > KB |
Litt sur løsning, pH <7. |
KDe |
Litt basisk løsning, pH> 7. |
Salthydrolyse av sterk syre og sterk base
I dette tilfellet har vi et salt med ioner avledet fra en sterk syre og en svak base, slik som NaCl, som har Cl-ioner.- og på+ fra henholdsvis HCl og NaOH. Som nevnt gjennomgår ikke disse ionene hydrolyse, og det er derfor ingen interaksjon mellom ionene fra saltet og ionene avledet fra vann, noe som etterlater H-ionene fri.+ og oh-.
Som for eksempel H konsentrasjon+ og oh- det er det samme (produkt av selvionisering av vann), vil vi ha en løsning nøytral (pH = 7).
Les også: Styrken av syrer - lærDe for å avgjøre om en syre er sterk eller svak!
Bronsted-Lowry syre-base teori
For å ha en klarere forståelse av salthydrolyse, er det nødvendig å kjenne syrebaseteorien til Bronsted-Lowry, oppkalt etter de to forskerne som er ansvarlige for å utvikle denne teorien: det fysisk-kjemiske dansk Johannes Nicolaus Bronsted og den britiske fysiske kjemikeren Thomas Martin Lowry.
For denne teorien, syre er en hvilken som helst forbindelse som har en tendens til å doner H-protonene+, og utgangspunkt er forbindelsene som har en tendens til mottaH-protonene+. Noen forbindelser, som vann, fungerer både som en syre- og en Bronsted-Lowry-base, avhengig av hvem den reagerer på. Vi gir disse forbindelsene navnet på amfoterisk.
I saltvannshydrolyse, fenomenet vi kaller syre-base konjugatpar, hvor syren donerer protonen og basen mottar den, noe som resulterer i dens konjugerte syre-basepar, som vist i følgende skjema:
SYRE1 + BASE1⇌ ACID2 + BASE2
Se eksemplet i dissosiasjon av flussyre:
HF + H2den ⇌H3O+ + F−
HF fungerer som en syre og donerer H-protonen+ til H2O, som igjen fungerer som en base. Som produkt har vi F-, som er HF konjugert baseog hydroniumionen, H3O+, hvilken er den vannkonjugat syre.
Vite mer:Arrhenius, Brönsted-Lowry og Lewis syrebaseteorier
løste øvelser
Spørsmål 1 - (UEL) Blant de følgende stoffene er den eneste som gir en reduksjon i pH når den tilsettes vann:
a) NH4PÅ3
b) CH4
c) NH3
d) NaOH
e) NaCH3COO
Vedtak:Bokstaven A. Av alternativene som er presentert, er det eneste stoffet som forårsaker areduksjon i pH er NH4PÅ3, da det er et salt fra en sterk syre (HNO3) og en svak base (NH4ÅH). Se følgende hydrolysereaksjon:
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
Kationet gjennomgår hydrolyse som resulterer i dannelsen av H-ionet+, som senker pH i løsningen. Anionet NO3 den gjennomgår ikke hydrolyse da den er avledet fra en sterk syre.
spørsmål 2 - (FEI) Natriumcyanid (NaCN), sinkklorid (ZnCl) forbindelser2natriumsulfat (Na2KUN4) og ammoniumklorid (NH4Cl), når det er oppløst i vann, gjør mediet henholdsvis:
a) basisk, sur, sur, nøytral.
b) sur, basisk, nøytral, sur.
c) basisk, nøytral, sur, sur.
d) basisk, sur, nøytral, sur.
e) sur, nøytral, basisk, basisk.
Vedtak:Bokstav D. La oss analysere sammensetningen av saltene som er beskrevet i spørsmålet.
- NaCN kommer fra en sterk base og en svak syre, så løsningen blir grunnleggende.
- ZnCl2 kommer fra en svak base og en sterk syre, så løsningen blir surt.
- På2KUN4 kommer fra en sterk base og en sterk syre, så løsningen blir nøytral.
- NH4Cl kommer fra en svak base og en sterk syre, så løsningen blir surt.
Spørsmål 3 - (Fuvest) Når natriumkarbonat plasseres i vann ved 25 ° C, oppløses det.
På2CO3 + H2O → HCO3- + 2Na+ (aq) + X
X og pH i den resulterende løsningen skal være:
stål2 større enn 7.
b) OH-(aq) større enn 7.
c) H+(aq) lik 7.
d) CO2 lik 7.
e) OH-(aq) mindre enn 7.
Vedtak: Bokstav B. saltet i2CO3 kommer fra en svak syre (H2CO3) og en sterk base (NaOH), av dette er bare anionet som gjennomgår hydrolyse og danner OH-ionet-. Se reaksjonen nedenfor:
CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-
Derfor har løsningen en grunnleggende karakter, med en pH større enn 7, og X i reaksjonen kan erstattes av OH-.
Av Victor Ricardo Ferreira
Kjemilærer
