Jeden z procesów otrzymywania roztworu kwaśnego lub zasadowego polega na reakcji jonów z niektórych soli z wodą. Ten proces nazywa się hydroliza solna.
Zobacz też:Co to jest stała hydrolizy?
Jak przebiega hydroliza soli fizjologicznej?
W hydrolizie soląjony z solubilizacji soli reagują z woda i tworzą tylko słabe zasady lub słabe kwasy, ponieważ kationy i aniony z mocnych zasad i kwasów nie ulegają hydrolizie. Sole te mogą mieć różne pochodzenie w zależności od tworzących je jonów.
- Reakcję ogólnego kationu z wodą można przedstawić w następujący sposób:
X+ + H2O ⇌ XOH + H+
Należy zauważyć, że hydroliza kationowa daje kwaśne roztwory, charakteryzujące się tworzeniem H+.
- Reakcję ogólnego anionu z wodą można przedstawić w następujący sposób:
Tak- + H2O ⇌ O- + HY
Należy zauważyć, że hydroliza anionów daje kwaśne roztwory, charakteryzujące się tworzeniem OH-.
Następnie przeanalizujemy każdy rodzaj hydrolizy według dostępnych jonów wybranej soli.
Hydroliza solna mocnego kwasu i słabej zasady
Przeanalizujmy Hydroliza soli NH4br, który zawiera jony br- z HBr (mocny kwas) i jony NH4+ pochodne z NH4OH (słaba zasada).
W tym przypadku następuje hydroliza kationu pochodzącego ze słabej zasady i nic się nie dzieje z anionem Br-, ponieważ jest to jon pochodzący z mocnego kwasu.
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH+H+
Hydroliza mocnej kwaśnej soli i słabej zasady daje kwaśny roztwór (pH < 7), ze względu na obecność jonu H+ które nie wchodziły w interakcję z jonem Br-.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Hydroliza słabego kwasu i mocnej zasady w soli fizjologicznej
Przeanalizujmy Hydroliza soli KCN, który zawiera jony CN- z HCN (słaby kwas) i jony K+ pochodzi z KOH (mocna zasada). W tym przypadku hydroliza anionów, od słabego kwasu i nic się nie dzieje z kationem K+, jon pochodzący z mocnej zasady.
CN- + H2O ⇌ OH- + HCN
Hydroliza słabo kwaśnej soli i mocnej zasady skutkuje powstaniem roztworu zasadowego (pH > 7), ze względu na obecność jonów OH- które nie oddziaływały z jonami K+.
Hydroliza słabego kwasu i słabej zasady solanką
Przeanalizujmy Hydroliza soli NH4CN, z HCN (słaby kwas) jest od NH4OH (słaba zasada). W tym przypadku hydroliza dwóch jonów, ponieważ pochodzą ze słabego kwasu i zasady.
NH4+ + CN- + H2O ⇌ NH4OH + HCN
W wyniku hydrolizy słabej soli kwasowej i słabej zasady powstaje roztwór lekko zasadowy lub kwaśny, w zależności od stałych dysocjacji kwasu i zasady (K i Kb, odpowiednio).
Na przykład sól NH4CN, mamy:
HCN → K= 4,9. 10-10
NH4OH →Kb= 1,8. 10-5.
Lubić Kb jest większy niż K, zasada jest bardziej zjonizowana niż kwas, więc mamy a wyższe stężenie OH-, co spowoduje rozwiązanie z pH > 7.
To powiedziawszy, dochodzimy do wniosku, że:
K > Kb |
Lekko kwaśny roztwór, pH < 7. |
K < Kb |
Lekko zasadowy roztwór, pH > 7. |
Hydroliza solna mocnego kwasu i mocnej zasady
W tym przypadku mamy do czynienia z solą z jonami pochodzącymi od mocnego kwasu i słabej zasady, np. NaCl, który posiada jony Cl.- i dalej+ odpowiednio z HCl i NaOH. Jak stwierdzono, jony te nie ulegają hydrolizie, a zatem nie ma interakcji między jonami z soli a jonami pochodzącymi z wody, pozostawiając jony H wolne.+ i och-.
Jak na przykład Stężenie H+ i och- to jest to samo (produkt autojonizacji wody), będziemy mieli rozwiązanie neutralny (pH = 7).
Przeczytaj też: Siła kwasów — dowiedz się aby określić, czy kwas jest mocny czy słaby!
Teoria kwasowo-zasadowa Bronsteda-Lowry'ego
Aby lepiej zrozumieć hydrolizę soli, konieczne jest poznanie teorii kwasowo-zasadowej Bronsted-Lowry, nazwany na cześć dwóch naukowców odpowiedzialnych za opracowanie tej teorii: fizyko-chemicznej duński Johannes Nicolaus Bronsted i brytyjski fizykochemik Thomas Martin Lowry.
W przypadku tej teorii kwas to jakikolwiek związek, który ma tendencję do oddaj protony H+, a baza są związki, które mają tendencję do otrzymaćprotony H+. Niektóre związki, takie jak woda, działają zarówno jako kwas, jak i zasada Bronsteda-Lowry'ego, w zależności od tego, z kim reagują. Nadajemy tym związkom nazwę amfoteryczny.
W hydrolizie solankowej zjawisko, które nazywamy para koniugatów kwasowo-zasadowych, w którym kwas przekazuje proton, a zasada go otrzymuje, w wyniku czego powstaje jego sprzężona para kwasowo-zasadowa, jak pokazano na poniższym schemacie:
KWAS1 + PODSTAWA1⇌ KWAS2 + PODSTAWA2
Zobacz przykład w dysocjacji kwasu fluorowodorowego:
HF+H2⇌H3O+ + F−
HF działa jak kwas, oddając swój proton H+ do H2O, które z kolei działa jako baza. Jako produkt mamy F-, który jest Podstawa koniugatu HF, a jon hydroniowy H3O+, który jest kwas sprzężony z wodą.
Wiedzieć więcej:Teorie kwasowo-zasadowe Arrheniusa, Brönsteda-Lowry'ego i Lewisa
rozwiązane ćwiczenia
Pytanie 1 - (UEL) Spośród następujących substancji, jedyną, która powoduje obniżenie pH po dodaniu do wody jest:
a) NH4NA3
b) CH4
c) NH3
d) NaOH
e) NaCH3GRUCHAĆ
Rozkład:Litera a. Spośród przedstawionych alternatyw jedyną substancją, która powodujespadek pH to NH4NA3, ponieważ jest to sól z mocnego kwasu (HNO3) i słabą zasadą (NH4O). Zobacz następującą reakcję hydrolizy:
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH+H+
Kation ulega hydrolizie, w wyniku której powstaje jon H+, co obniża pH roztworu. Anion NO3 nie ulega hydrolizie, ponieważ pochodzi z mocnego kwasu.
pytanie 2 — (FEI) cyjanek sodu (NaCN), związki chlorku cynku (ZnCl)2), siarczan sodu (Na2TYLKO4) i chlorek amonu (NH4Cl), po rozpuszczeniu w wodzie, przygotować pożywkę odpowiednio:
a) zasadowy, kwaśny, kwaśny, obojętny.
b) kwaśny, zasadowy, obojętny, kwaśny.
c) zasadowy, obojętny, kwaśny, kwaśny.
d) zasadowy, kwaśny, obojętny, kwaśny.
e) kwaśny, obojętny, zasadowy, zasadowy.
Rozkład:Litera D. Przeanalizujmy skład soli opisanych w pytaniu.
- NaCN pochodzi z mocnej zasady i słabego kwasu, więc roztwór będzie podstawowy.
- ZnCl2 pochodzi ze słabej zasady i mocnego kwasu, więc roztwór będzie kwaśny.
- W2TYLKO4 pochodzi z mocnej zasady i mocnego kwasu, więc roztwór będzie neutralny.
- NH4Cl pochodzi ze słabej zasady i mocnego kwasu, więc roztwór będzie kwaśny.
Pytanie 3 — (Fuvest) Węglan sodu po umieszczeniu w wodzie o temperaturze 25°C rozpuszcza się.
W2WSPÓŁ3 + H2O → HCO3- + 2Na+ (aq) + X
X i pH powstałego roztworu powinny wynosić:
stal2 większa niż 7.
b) OH-(aq) większe niż 7.
c) H+(aq) równe 7.
d) CO2 równy 7.
e) OH-(aq) mniej niż 7.
Rozkład: Literka B. sól w2WSPÓŁ3 pochodzi od słabego kwasu (H2WSPÓŁ3) i mocną zasadą (NaOH), przez to tylko anion ulega hydrolizie, tworząc jon OH-. Zobacz reakcję poniżej:
WSPÓŁ32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-
Dlatego roztwór ma charakter zasadowy, o pH większym niż 7, a X w reakcji można zastąpić OH-.
Autor: Victor Ricardo Ferreira
Nauczyciel chemii
