X-PDF

Гидролиз солей. Водные растворы солей часто могут быть кислыми или щелочными в зависимости о природы кислоты и основания из которых образована соль

Поделиться статьей

Водные растворы солей часто могут быть кислыми или щелочными в зависимости о природы кислоты и основания из которых образована соль. Кислотность или щелочность водных растворов солей обусловлена протеканием в них реакции гидролиза. Гидролиз соли — это реакция взаимодействия соли с водой, приводящая, в зависимости от природы соли, к образованию кислоты и основания. Таким образом, гидролиз – это процесс, обратный нейтрализации (реакции между кислотой и основанием с образованием воды, сопровождающийся выделением теплоты). Гидролиз солей, как правило, сопровождается изменением рН их водных растворов.

нейтрализация —&gt .

ΔН &gt . 0 . кислота + основание &lt .————&gt . соль + вода . ΔН &lt . 0.

&lt .— гидролиз

Так как большинство солей – сильные электролиты и находятся в водном растворе в виде ионов, то уравнения реакции гидролиза можно записать как реакцию между ионами, образующими соль, и молекулами воды.

Гидролиз – обратимый процесс, и поэтому только часть молекул соли, присутствующих в растворе, подвергается гидролизу. Показателем глубины протекания гидролиза является степень гидролиза (ß), представляющая собой отношение концентрации гидролизованных молекул (Сгидр) к исходной концентрации молекул электролита (С):

ß = Сгидр/С.

Степень гидролиза, как правило, невелика, причина этого заключается в том, что один из участников реакции – вода является очень слабым электролитом. Поэтому положение равновесия реакции гидролиза сильно смещено в сторону исходных веществ. Степень гидролиза увеличивается с разбавлением раствора и с повышением температуры, поскольку гидролиз – процесс эндотермический.

Степень гидролиза соли зависит от того, насколько слабыми электролитами являются образующие соль основание и кислота. Кроме того, если в результате гидролиза образуются, например, летучие вещества, равновесие смещается вправо и гидролиз может пойти практически до конца.

Если рассматривать соли как продукты взаимодействия кислот с основаниями, то природа продуктов реакции и величина рН получающегося при растворении соли в воде раствора, зависит от сочетания силы кислоты и основания, образующих соль, поэтому возможны четыре варианта гидролиза солей.

1. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием (NaCl, K2SO4, NaNO3 и др.). Такие соли не подвергаются гидролизу, т.к. не взаимодействуют с водой с образованием слабых электролитов, и их растворы нейтральны (рН = 7).

2. Соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием (KCN, CH3COONa, Na2CO3 и др.). Гидролиз такой соли рассмотрим на примере цианида натрия. В системе, состоящей из NaCN и воды, происходят следующие процессы диссоциации:

NaCN = Na++ CN

H2O « OH+ H+

В этом случае происходит связывание ионов Н+с ионами CN в молекулы очень слабой синильной кислоты (HCN). В результате в растворе увеличивается концентрация ионов ОН, т.к. произведение [H+][OH] – величина постоянная. Поэтому раствор проявляет щелочные свойства (рН &gt . 7). Уравнение гидролиза этой соли имеет вид:

NaCN + H2O «NaOH + HCN.

В ионной форме: Na++ CN+ H2O «Na++ OH+ HCN.

В сокращенной ионной форме: CN+ H2O «OH+ HCN.

Запишем выражение для константы равновесия реакции гидролиза:

Kc =

или в общем виде для реакции гидролиза аниона слабой кислоты (HA):

A- + H2O «OH+ HA

Kc = .

Так как концентрация воды при гидролизе изменяется очень мало, то принимаем ее постоянной и умножая на константу равновесия получим константу гидролиза (Кг):

Kc[H2O] = Кг = .

Умножая числитель и знаменатель на равновесную концентрацию ионов водорода, получаем:

Кг = .

Как указывалось ранее [H+][OH] = КН2О, а отношение является константой диссоциации Кд слабой кислоты НА. Таким образом, константа гидролиза равна отношению ионного произведения воды и константы диссоциации слабого электролита:

Кг = КН2Од. (2.5)

Гидролиз солей многоосновных слабых кислот идет обычно в несколько стадий, и продуктами гидролиза являются кислые соли. Например, гидролиз карбоната калия идет в две стадии:

1. K2CO3 + H2O «KHCO3 + KOH

В ионной форме: 2K++ CO32-+ H2O «K++ HCO3+ K++ OH

В сокращенной ионной форме: CO32-+ H2O «HCO3+ OH

2. KHCO3 + H2O «H2CO3 + KOH

В ионной форме: K++ HCO3+ H2O «H2CO3 + K++ OH

В сокращенной ионной форме: HCO3+ H2O «H2CO3 + OH.

Степень гидролиза от первой стадии к последующей уменьшается.

В результате гидролиза солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием их растворы обнаруживают щелочную реакцию (рH &gt . 7).

3. Соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием (ZnCl2, Al2(SO4)3, Cu(NO3)2). Гидролиз такой соли рассмотрим на примере хлорида аммония:

NH4Cl = Cl+ NH4+

H2O «H++ OH

В этом случае происходит связывание ионов ОНионами NH4+ в молекулы слабого основания NH4OH. В растворе преобладают ионы Н+и проявляются кислотные свойства (рН &lt . 7).

Уравнение гидролиза: NH4Cl + H2O «NH4OH + HCl.

В ионной форме: NH4++ Cl+ H2O «NH4OH + H++ Cl.

В сокращенной ионной форме: NH4++ H2O «NH4OH + H+.

В выражение для константы гидролиза (2.5) в этом случае входит константа диссоциации слабого основания.

Гидролиз солей многовалентных металлов протекает по стадиям. На первой стадии образуется основная соль. Например, гидролиз ZnCl2 идет в две стадии:

Представленная информация была полезной?
ДА
58.97%
НЕТ
41.03%
Проголосовало: 775

1. ZnCl2 + H2O «Zn(OH)Cl + HCl

В ионной форме: Zn2++ 2Cl+ H2O «Zn(OH+)+ H++ 2Cl

В сокращенной форме: Zn2++ H2O «(ZnOH+)+ H+

2. Zn(OH)Cl + H2O «Zn(OH)2 + HCl

В ионной форме: Zn(OH+) + Cl+ H2O «Zn(OH)2 + H++ Cl

В сокращенной ионной форме: Zn(OH+)+ H2O «Zn(OH)2 + H+.

Следовательно, растворы солей, образованных сильной кислотой и слабым основанием имеют кислотную реакцию (рН &lt . 7).

4. Соли, образованные слабой кислотой и слабым основанием (NH4CN, CH3COONH4). Такие соли подвергаются гидролизу наиболее полно:

NH4CN = NH4+ + CN

H2O «OH + H+

В этом случае образуются одновременно молекулы слабых электролитов NH4OH и HCN и происходит связывание как ионов Н+, так и ионов ОН. Раствор будет проявлять слабокислотные или слабощелочные свойства в зависимости от того, кислота или основание имеет более высокое значение константы диссоциации.

Раствор NH4CN имеет слабощелочную реакцию, так как константа диссоциации NH4OH больше, чем у HCN (см. таблицу 3 приложения).

Уравнение гидролиза: NH4CN + H2O «NH4OH + HCN.

В ионной форме: NH4++ CN+ H2O «NH4OH + HCN.

Совместный гидролиз солей. При совместном присутствии в растворе двух солей, одна из которых образована слабой кислотой, а другая – слабым основанием, идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н+ и ОН образуют молекулу слабого электролита Н2О.

Например, нитрат алюминия Al(NO3)3 – соль, образованная слабым основанием, гидролизуется следующим образом:

Al3+ + Н2О «AlOH2+ + H+.

Карбонат натрия Na2СO3 — соль, образованная слабой кислотой, гидролизуется следующим образом:

CO32-+ H2O «HCO3+ OH.

При сливании растворов этих солей гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца.

Молекулярное уравнение:

2Al(NO3)3 + 3Na2СO3+ 3Н2О = Al(OH)3 ¯+ 3CO2­+ 6КNO3

Ионно-молекулярное уравнение:

2Al3+ + 3CO32-+ 3Н2О = Al(OH)3 ¯+ 3CO2­

Процессы гидролиза имеют большое значение на практике. Так, при процессах гидратации и твердения портландцемента, широко используемого в строительстве, идет реакция гидролиза соли – двухкальциевого силиката Са2SiO4. Эта соль образована слабой ортокремниевой кислотой H4SiO4 и основанием средней силы – гидроксидом кальция Ca (OH)2. Гидролиз протекает по стадиям:

Са2SiO4 + 2H2O «Са3 (HSiO4)2 + Ca(OH)2

Са3 (HSiO4)2+ 2H2O «2СаH2SiO4 + Ca(OH)2

2СаH2SiO4+ 2H2O «Са(H3SiO4)2 + Ca(OH)2

Са(H3SiO4)2+ 2H2O «2H4SiO4 + Ca(OH)2

Процесс гидролиза практически заканчивается на первой – второй стадии. Образующийся в результате гидролиза гидроксид кальция создает щелочную среду в порах цемента и тем самым обеспечивает коррозионную устойчивость и целостность стальной арматуры в железобетоне.

Вопросы для самоконтроля.

1. Каков механизм электролитической диссоциации? Как зависит этот процесс от характера связей в молекуле и диэлектрической проницаемости растворителя?

2. Дайте определение кислоты, гидроксида и соли с точки зрения электролитической диссоциации.

3. Чем отличаются сильные и слабые электролиты?

4. Что такое константа диссоциации электролита и о чем можно судить по ее величине?

5. Какова зависимость между степенью диссоциации, константой диссоциации и концентрацией раствора слабого бинарного электролита?

6. Что называется активностью и коэффициентом активности сильного электролита?

7. Как влияет на равновесие электролитической диссоциации ведение в раствор электролита одноименного иона?

8. В чем особенности ионных равновесий в растворах амфотерных электролитов?

9. Что такое «произведение растворимости»? Как оно связано с растворимостью?

10. Что такое ионное произведение воды и водородный показатель?

11. В каком случае имеет место гидролиз солей?

Дополнительная литература:

1. Глинка Н.Л. Общая химия, М . Интегралл-Пресс, 2002, гл. 8, §§ 8.1 – 8.12.

2. Коровин Н.В. Общая химия, М . Высшая школа, 2002, гл. 8, §§ 8.4 – 8.6.


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.97%
НЕТ
41.03%
Проголосовало: 775

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет