Один із процесів отримання кислого або основного розчину відбувається на основі реакції іонів деяких солей з водою. Цей процес називається гідроліз солі.
Дивіться також:Що таке константа гідролізу?
Як відбувається сольовий гідроліз?
При сольовому гідролізііони від солюбілізації солі реагують з Вода і утворюють лише слабкі основи або слабкі кислоти, оскільки катіони та аніони з сильних основ та кислот не піддаються гідролізу. Ці солі можуть мати різне походження залежно від іонів, що їх складають.
- Реакцію загального катіону з водою можна представити наступним чином:
X+ + H2О ⇌ XOH + H+
Зазначимо, що при катіонному гідролізі утворюються кислі розчини, що характеризуються утворенням Н+.
- Реакцію загального аніона з водою можна представити наступним чином:
Y- + H2О ⇌ ой- + HY
Зазначимо, що при гідролізі аніонів утворюються кислі розчини, що характеризуються утворенням ОН-.
Далі ми проаналізуємо кожен із видів гідролізу відповідно до доступних іонів обраної солі.
Гідроліз солі сильної кислоти та слабкої основи
Давайте проаналізуємо Гідроліз NH солі4бр, в якому є іони бр- від HBr (сильна кислота) і іони NH4+ похідні з NH4ОН (слабка основа).
У цьому випадку відбувається гідроліз катіона, що надходить із слабкої основи, і нічого не відбувається з аніоном Br-, оскільки це іон, отриманий із сильної кислоти.
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
Гідроліз сильнокислої солі та слабкої основи призводить до отримання кислого розчину (рН <7), через наявність іона Н+ які не взаємоділи з іоном Br-.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Сольовий гідроліз слабкої кислоти та сильної основи
Давайте проаналізуємо Гідроліз солі KCN, в якому є іони CN- від HCN (слабка кислота) і іони К+ походить з КОН (міцна основа). У цьому випадку аніонний гідроліз, від слабкої кислоти і з катіоном K нічого не відбувається+, іон, отриманий із сильної основи.
CN- + H2O ⇌ OH- + HCN
Гідроліз слабкокислої солі та сильної основи призводить до отримання основного розчину (рН> 7) через наявність іонів ОН- які не взаємодіяли з іонами K+.
Сольовий гідроліз слабкої кислоти та слабкої основи
Давайте проаналізуємо Гідроліз NH солі4CN, від HCN (слабка кислота) це від NH4ОН (слабка основа). У цьому випадку гідроліз двох іонів, оскільки вони походять від слабкої кислоти та основи.
NH4+ + CN- + H2O ⇌ NH4OH + HCN
Гідроліз слабокислої солі та слабкої основи призводить до отримання розчину слабо основний або кислий, залежно від константи дисоціації кислоти та основи (K і К.Bвідповідно).
На прикладі солі NH4CN, ми маємо:
HCN → К= 4,9. 10-10
NH4ОН →КB= 1,8. 10-5.
Подібно до КB більше K, основа є більш іонізованою, ніж кислота, тому ми матимемо вища концентрація OH-, що призведе до рішення з рН> 7.
Тим не менш, ми робимо висновок, що:
К > КB |
Слабокислий розчин, рН <7. |
К B |
Злегка основний розчин, рН> 7. |
Гідроліз солі сильною кислотою та сильною основою
У цьому випадку ми маємо сіль з іонами, що походять від сильної кислоти та слабкої основи, наприклад NaCl, яка має іони Cl.- і далі+ з HCl та NaOH відповідно. Як зазначалося, ці іони не піддаються гідролізу, а отже, не відбувається взаємодії між іонами солі та іонами, отриманими з води, залишаючи іони Н вільними.+ і о-.
Як от Концентрація Н+ і о- це ж (продукт самоіонізації води), ми матимемо рішення нейтральний (рН = 7).
Читайте теж: Сила кислот - дізнайтеся щоб визначити, сильна чи слабка кислота!
Кислотно-основна теорія Бронстеда-Лоурі
Для більш чіткого розуміння сольового гідролізу необхідно знати кислотно-лужну теорію Бронстед-Лоурі, названий на честь двох вчених, відповідальних за розробку цієї теорії: фізико-хімічної Датська Йоганнес Ніколаус Бронстед та британський хімік-фізик Томас Мартін Лоурі.
Для цієї теорії кислота - це будь-яка сполука, яка має тенденцію дарують H-протони+, та база є сполуками, які мають тенденцію до отримуватиH-протони+. Деякі сполуки, як вода, діють як кислота, так і основа Бронстеда-Лоурі, залежно від того, на кого вона реагує. Ми даємо цим сполукам назву амфотерний.
У сольовому гідролізі це явище ми називаємо кислотно-лужна кон’югатна пара, в якому кислота віддає протон, а основа отримує його, в результаті чого утворюється його кон’югата кислотно-основна пара, як показано на наступній схемі:
КИСЛОТА1 + БАЗА1⇌ КИСЛОТА2 + БАЗА2
Див. Приклад дисоціації плавикової кислоти:
HF + H2⇌H3О+ + Ж−
HF діє як кислота, віддаючи свій H-протон+ до H2О, який, у свою чергу, виступає як основа. Як продукт ми маємо F-, який є ВЧ кон'югована основа, а також іон гідронію, H3О+, який є кислота кон’югату води.
Дізнайтеся більше:Теорії кислотної основи Арреніуса, Бренстеда-Лоурі та Льюїса
розв’язані вправи
Питання 1 - (UEL) Серед наступних речовин єдиним, що забезпечує зниження рН при додаванні у воду, є:
а) NH4БІЛЯ3
б) СН4
в) NH3
г) NaOH
д) NaCH3COO
Дозвіл:Літера а. З представлених альтернатив єдиною речовиною, яка спричиняєзниження рН - NH4БІЛЯ3, оскільки це сіль від сильної кислоти (HNO3) і слабка основа (NH4ОН). Див. Наступну реакцію гідролізу:
NH4+ + H2O ⇌ NH4OH + H+
Катіон піддається гідролізу, що призводить до утворення іона Н+, що знижує рН розчину. Аніон NO3 він не піддається гідролізу, оскільки походить від сильної кислоти.
питання 2 - (FEI) Ціанід натрію (NaCN), сполуки хлориду цинку (ZnCl)2), сульфат натрію (Na2ТІЛЬКИ4) і хлорид амонію (NH4Cl) при розчиненні у воді вносять середовище, відповідно:
а) основний, кислий, кислий, нейтральний.
б) кислий, основний, нейтральний, кислий.
в) основний, нейтральний, кислий, кислий.
г) основний, кислий, нейтральний, кислий.
д) кислий, нейтральний, основний, основний.
Дозвіл:Літера Д. Давайте проаналізуємо склад солей, описаних у питанні.
- NaCN походить від сильної основи та слабкої кислоти, тому розчин буде основний.
- ZnCl2 походить із слабкої основи та сильної кислоти, тому розчин буде кислий.
- В2ТІЛЬКИ4 походить від сильної основи та сильної кислоти, тому розчин буде нейтральний.
- NH4Cl походить із слабкої основи та сильної кислоти, тому розчин буде кислий.
Запитання 3 - (Фувест) Карбонат натрію, помістившись у воду при температурі 25 ° C, розчиняється.
В2CO3 + H2O → HCO3- + 2На+ (aq) + X
Х і рН отриманого розчину повинні бути:
сталь2 більше 7.
б) ОН-(aq) більше 7.
в) Н+(aq) дорівнює 7.
г) CO2 дорівнює 7.
д) ОН-(aq) менше 7.
Дозвіл: Літера Б. сіль в2CO3 походить від слабкої кислоти (H2CO3) і міцною основою (NaOH) це лише аніон піддається гідролізу, утворюючи іон ОН-. Дивіться реакцію нижче:
CO32- + H2О ⇌ HCO3- + ОН-
Отже, розчин має основний характер, з рН більше 7, і Х у реакції може бути замінений ОН-.
Віктор Рікардо Феррейра
Вчитель хімії
