ไฮโดรไลซิสน้ำเกลือ: มันคืออะไร, ปฏิกิริยา, การออกกำลังกาย

หนึ่งในกระบวนการเพื่อให้ได้สารละลายที่เป็นกรดหรือด่างเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของไอออนจากเกลือบางชนิดกับน้ำ กระบวนการนี้เรียกว่า ไฮโดรไลซิสของเกลือ.

ดูด้วย:ค่าคงที่ไฮโดรไลซิสคืออะไร?

ไฮโดรไลซิสน้ำเกลือเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ในการไฮโดรไลซิสน้ำเกลือไอออน จากการละลายของเกลือทำปฏิกิริยากับ น้ำ และก่อตัวเป็นเบสอ่อนหรือกรดอ่อนเท่านั้น เนื่องจากไพเพอร์และแอนไอออนจากเบสแก่และกรดจะไม่ถูกไฮโดรไลซิส เกลือเหล่านี้สามารถมีต้นกำเนิดที่แตกต่างกันไปตามไอออนที่ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบ

• ปฏิกิริยาของไอออนบวกทั่วไปกับน้ำสามารถแสดงได้ดังนี้

X⁺ + โฮ₂อู๋ ⇌ XOH + H⁺

โปรดทราบว่าการไฮโดรไลซิสด้วยไอออนบวกทำให้เกิดสารละลายที่เป็นกรด ซึ่งมีลักษณะเฉพาะโดยการก่อตัวของH⁺.

• ปฏิกิริยาของประจุลบทั่วไปกับน้ำสามารถแสดงได้ดังนี้:

Y^- + โฮ₂อู๋ ⇌ โอ้^- + ฮยอก

โปรดทราบว่าการไฮโดรไลซิสด้วยประจุลบทำให้เกิดสารละลายที่เป็นกรด ซึ่งมีลักษณะเฉพาะโดยการก่อตัวของ OH^-.

ต่อไป เราจะวิเคราะห์ไฮโดรไลซิสแต่ละประเภทตามไอออนที่มีอยู่ของเกลือที่เลือก

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเกลือ เมื่อทำการไฮโดรไลซิส มันสามารถรบกวนค่า pH ของสารละลายได้

การไฮโดรไลซิสของเกลือของกรดแก่และเบสอ่อน

มาวิเคราะห์ ไฮโดรไลซิสของเกลือ NH₄brซึ่งมีอิออน br^- จาก HBr (กรดแก่) และไอออน NH₄⁺ อนุพันธ์ ของ NH₄OH (ฐานอ่อนแอ).

ในกรณีนี้ การไฮโดรไลซิสของไอออนบวกเกิดขึ้นจากฐานที่อ่อนแอ และไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับประจุลบ Br^-เนื่องจากเป็นไอออนที่ได้จากกรดแก่

NH₄⁺ + โฮ₂โอ ⇌ NH₄OH+H⁺

การไฮโดรไลซิสของเกลือที่เป็นกรดแก่และเบสอ่อนส่งผลให้เกิดสารละลายที่เป็นกรด (pH < 7) เนื่องจากการมีอยู่ของ H ion⁺ ที่ไม่มีปฏิสัมพันธ์กับ Br ion^-.

ไฮโดรไลซิสน้ำเกลือของกรดอ่อนและเบสแก่

มาวิเคราะห์ KCN เกลือไฮโดรไลซิสซึ่งมีอิออน CN^- จาก HCN (กรดอ่อน) และไอออน K⁺ ที่ได้มาจาก KOH (ฐานที่แข็งแกร่ง). ในกรณีนี้ ไฮโดรไลซิสประจุลบจากกรดอ่อนและไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับ K cation⁺, ไอออนที่ได้มาจากฐานที่แข็งแรง

CN^- + โฮ₂โอ ⇌ OH^- + HCN

การไฮโดรไลซิสของเกลือที่เป็นกรดอ่อนและเบสแก่ส่งผลให้เกิดสารละลายพื้นฐาน (pH > 7) เนื่องจากมีไอออน OH^- ที่ไม่มีปฏิกิริยากับ K ion⁺.

ไฮโดรไลซิสน้ำเกลือของกรดอ่อนและเบสอ่อน

มาวิเคราะห์ ไฮโดรไลซิสของเกลือ NH₄CN, จาก HCN (กรดอ่อน) มาจาก NH₄OH (ฐานอ่อนแอ). ในกรณีนี้ ไฮโดรไลซิสของสองไอออนเนื่องจากมาจากกรดและเบสอ่อน

NH₄⁺ + CN^- + โฮ₂โอ ⇌ NH₄OH + HCN

การไฮโดรไลซิสของเกลือกรดอ่อนและเบสอ่อนส่งผลให้เกิดสารละลาย เป็นเบสหรือเป็นกรดเล็กน้อยขึ้นอยู่กับค่าคงที่การแยกตัวของกรดและเบส (K และ K_บีตามลำดับ)

ตัวอย่างเกลือ of NH₄ซีเอ็น เรามี:

HCN → K= 4,9. 10^-10

NH₄OH →K_บี= 1,8. 10^-5.

ชอบ K_บี ใหญ่กว่า Kเบสจะแตกตัวเป็นไอออนมากกว่ากรด เราจะได้ a ความเข้มข้นของ OH- ที่สูงขึ้นซึ่งจะส่งผลให้มีการแก้ปัญหาด้วย pH > 7.

ที่กล่าวว่าเราสรุปได้ว่า:

K > Kบี	สารละลายกรดเล็กน้อย pH <7
K < Kบี	สารละลายพื้นฐานเล็กน้อย pH > 7

การไฮโดรไลซิสของเกลือของกรดแก่และเบสแก่

ในกรณีนี้ เรามีเกลือที่มีไอออนที่ได้จากกรดแก่และเบสอ่อน เช่น NaCl ซึ่งมีไอออน Cl^- และต่อไป⁺ จาก HCl และ NaOH ตามลำดับ ตามที่ระบุไว้ ไอออนเหล่านี้ไม่ได้รับการไฮโดรไลซิส ดังนั้นจึงไม่มีปฏิกิริยาระหว่างไอออนจากเกลือกับไอออนที่ได้จากน้ำ ทำให้ไอออน H ปราศจากไอออน⁺ และโอ้^-.

เช่น ความเข้มข้นของ H⁺ และโอ้^- มันเหมือนกัน (ผลิตภัณฑ์จากการทำให้เป็นอัตโนมัติของน้ำ) เราจะมี สารละลาย เป็นกลาง (pH = 7)

อ่านด้วยนะ: ความแรงของกรด — เรียนรู้ เพื่อดูว่ากรดจะแรงหรืออ่อน!

ทฤษฎีกรดเบสบรอนสเต็ด-ลาวรี

เพื่อให้มีความเข้าใจที่ชัดเจนขึ้นเกี่ยวกับการไฮโดรไลซิสของเกลือ จำเป็นต้องรู้ทฤษฎีกรด-เบสของ Bronsted-Lowry ได้รับการตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์สองคนที่รับผิดชอบในการพัฒนาทฤษฎีนี้: ฟิสิกส์เคมี ภาษาเดนมาร์ก Johannes Nicolaus Bronsted และนักเคมีกายภาพชาวอังกฤษ Thomas Martin Lowry Martin.

สำหรับทฤษฎีนี้ กรด เป็นสารประกอบใดๆ ที่มีแนวโน้มจะ บริจาคโปรตอน H⁺, และ ฐาน เป็นสารประกอบที่มีแนวโน้มที่จะ รับโปรตอน H⁺. สารประกอบบางชนิด เช่น น้ำ ทำหน้าที่เป็นทั้งกรดและเบสบรอนสเต็ด-ลาวรี ขึ้นอยู่กับว่าทำปฏิกิริยากับใคร เราให้ชื่อสารประกอบเหล่านี้ว่า แอมโฟเทอริก.

ในการไฮโดรไลซิสน้ำเกลือ ปรากฏการณ์ที่เราเรียกว่า คู่คอนจูเกตกรดเบสโดยที่กรดบริจาคโปรตอนและเบสได้รับ ส่งผลให้คู่กรด-เบสคอนจูเกต ดังแสดงในแผนภาพต่อไปนี้

กรด1 + เบส1⇌ กรด2 + BASE2

ดูตัวอย่างในการแยกตัวของกรดไฮโดรฟลูออริก:

HF+H₂theโฮ₃อู๋⁺ + F⁻

HF ทำหน้าที่เป็นกรดโดยให้โปรตอน H⁺ ถึง H₂O ซึ่งในทางกลับกันก็ทำหน้าที่เป็นฐาน ในฐานะที่เป็นผลิตภัณฑ์ เรามี F- ซึ่งก็คือ ฐานคอนจูเกต HFและไฮโดรเนียมไอออน H₃อู๋⁺ซึ่งเป็น กรดคอนจูเกตน้ำ.

เรียนรู้เพิ่มเติม:ทฤษฎีกรด-เบสของ Arrhenius, Brönsted-Lowry และ Lewis

แบบฝึกหัดแก้ไข

คำถามที่ 1 - (UEL) ในบรรดาสารต่อไปนี้ สารเดียวที่ให้ pH ลดลงเมื่อเติมลงในน้ำคือ:

ก) NH₄ที่₃

ข) CH₄

ค) NH₃

ง) NaOH

จ) NaCH₃ซีโอโอ

ความละเอียด:จดหมาย ก. จากทางเลือกที่นำเสนอ สารเดียวที่ก่อให้เกิดค่า pH ที่ลดลงคือ NH₄ที่_3, เนื่องจากเป็นเกลือจากกรดแก่ (HNO₃) และฐานที่อ่อนแอ (NH₄โอ้) ดูปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสต่อไปนี้:

NH₄⁺ + โฮ₂โอ ⇌ NH₄OH+H⁺

ไอออนบวกผ่านการไฮโดรไลซิสซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ H ion⁺ซึ่งช่วยลด pH ของสารละลาย ประจุลบ NO₃ ไม่ผ่านการไฮโดรไลซิสเนื่องจากได้มาจากกรดแก่

คำถาม2 — (FEI) สารประกอบโซเดียมไซยาไนด์ (NaCN), ซิงค์คลอไรด์ (ZnCl)₂), โซเดียมซัลเฟต (Na₂เท่านั้น₄) และแอมโมเนียมคลอไรด์ (NH₄Cl) เมื่อละลายน้ำแล้ว ให้ทำตัวกลางตามลำดับ:

ก) เบส, กรด, กรด, เป็นกลาง

b) เป็นกรด, เบสิก, เป็นกลาง, เป็นกรด

c) พื้นฐาน, เป็นกลาง, เป็นกรด, เป็นกรด

d) พื้นฐาน, เป็นกรด, เป็นกลาง, เป็นกรด

e) เป็นกรด, เป็นกลาง, เบสิก, เบสิก

ความละเอียด:จดหมาย ง. ลองวิเคราะห์องค์ประกอบของเกลือที่อธิบายไว้ในคำถาม

• NaCN มาจากเบสแก่และกรดอ่อน ดังนั้นสารละลายจะเป็น ขั้นพื้นฐาน.
• ZnCl₂ มาจากเบสอ่อนและกรดแก่ ดังนั้นสารละลายจะเป็น เป็นกรด
• ที่₂เท่านั้น₄ มาจากเบสแก่และกรดแก่ ดังนั้นสารละลายจะเป็น เป็นกลาง.
• NH₄Cl มาจากเบสอ่อนและกรดแก่ ดังนั้นสารละลายจะเป็น กรด.

คำถามที่ 3 — (Fuvest) โซเดียมคาร์บอเนตเมื่อใส่ในน้ำที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสจะละลาย

ที่₂CO₃ + โฮ₂O → HCO₃^- + 2นะ⁺ (aq) + X

X และ pH ของสารละลายที่ได้ควรเป็น:

เหล็ก₂ มากกว่า 7

ข) OH^-(aq) มากกว่า 7

ค) H⁺(aq) เท่ากับ 7

ง) CO₂ เท่ากับ 7

จ) OH^-(aq) น้อยกว่า 7

ความละเอียด: จดหมาย ข. เกลือใน₂CO₃ มาจากกรดอ่อนๆ (H₂CO₃) และฐานที่แข็งแกร่ง (NaOH) โดย มีเพียงประจุลบเท่านั้นที่ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส ก่อตัวเป็นไอออน OH^-. ดูปฏิกิริยาด้านล่าง:

CO₃^2- + โฮ₂อู๋ ⇌ HCO₃^- + โอ้^-

ดังนั้น สารละลายจึงมีลักษณะพื้นฐาน โดยมีค่า pH มากกว่า 7 และ X ในปฏิกิริยาสามารถแทนที่ด้วย OH^-.

โดย Victor Ricardo Ferreira
ครูสอนเคมี

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrolise-salina.htm