În soluțiile apoase de săruri acide mediul este întotdeauna Hidroliza sărurilor
Reacția unei soluții de substanțe într-un solvent poate fi de trei tipuri: neutră, acidă și alcalină. Reacția depinde de concentrația ionilor de hidrogen H + din soluție.
Apa pură se disociază într-o măsură foarte mică în ioni H + și ioni hidroxil OH - .
valoarea pH-ului
Indicele de hidrogen este o modalitate convenabilă și general acceptată de exprimare a concentrației ionilor de hidrogen. Pentru apa pură, concentrația de H + este egală cu concentrația de OH -, iar produsul concentrațiilor de H + și OH -, exprimat în ioni gram pe litru, este o valoare constantă egală cu 1,10 -14
Din acest produs se poate calcula concentrația ionilor de hidrogen: =√1,10 -14 =10 -7 /g-ion/l/.
Această stare de echilibru /„neutră”/ este de obicei notă cu pH 7/p - logaritmul negativ al concentrației, H - ioni de hidrogen, 7 - exponentul cu semnul opus/.
O soluție cu un pH mai mare de 7 este alcalină, există mai puțini ioni H + în ea decât OH -; o soluție cu un pH mai mic de 7 este acidă, conține mai mulți ioni H + decât OH -.
Lichidele utilizate în practică au o concentrație de ioni de hidrogen, variind de obicei în intervalul de pH de la 0 la 1
Indicatori
Indicatorii sunt substanțe care își schimbă culoarea în funcție de concentrația ionilor de hidrogen din soluție. Cu ajutorul indicatorilor se determină reacția mediului. Cei mai cunoscuți indicatori sunt bromobenzen, bromotimol, fenolftaleina, metil portocală etc. Fiecare dintre indicatori funcționează în anumite limite de pH. De exemplu, bromotimolul își schimbă culoarea de la galben la pH 6,2 la albastru la pH 7,6; indicator roșu neutru - de la roșu la pH 6,8 la galben la pH 8; bromobenzen - de la galben la pH 4,0 la albastru la pH 5,6; fenolftaleină - de la incolor la pH 8,2 la violet la pH 10,0 etc.
Niciunul dintre indicatori nu funcționează pe întreaga scară de pH de la 0 la 14. Cu toate acestea, în practica de restaurare nu este necesar să se determine concentrații mari de acizi sau alcalii. Cel mai adesea, există abateri de 1 - 1,5 unități de pH de la neutru în ambele direcții.
Pentru a determina reacția mediului în practica de restaurare, se folosește un amestec de diverși indicatori, selectați în așa fel încât să marcheze cele mai mici abateri de la neutralitate. Acest amestec este numit „indicator universal”.
Indicatorul universal este un lichid portocaliu transparent. Odată cu o ușoară modificare a mediului spre alcalinitate, soluția indicator capătă o nuanță verzuie cu o creștere a alcalinității, devine albastră; Cu cât alcalinitatea lichidului de testat este mai mare, cu atât culoarea albastră devine mai intensă.
Odată cu o ușoară schimbare a mediului înspre aciditate, soluția indicatorului universal devine roz, cu o creștere a acidității - roșu (carmin sau nuanță patată).
Modificări în reacția mediului în picturi apar ca urmare a deteriorarii mucegaiului; Schimbările se găsesc adesea în zonele în care etichetele au fost lipite cu lipici alcalin (cazeină, lipici de birou etc.).
Pentru a efectua analiza, aveți nevoie, pe lângă un indicator universal, de apă distilată și hârtie de filtru curată albși o baghetă de sticlă.
Progresul analizei
O picătură de apă distilată se pune pe hârtie de filtru și se lasă să se înmoaie. O a doua picătură este aplicată lângă această picătură și aplicată pe zona de testare. Pentru contact mai bun Hârtia cu a doua picătură deasupra este frecată cu un raft de sticlă. Apoi, o picătură de indicator universal este aplicată pe hârtia de filtru în zonele picăturilor de apă. Prima picătură de apă servește drept control, a cărei culoare este comparată cu o picătură înmuiată în soluția din zona de testare. O discrepanță de culoare cu picătura de control indică o schimbare - o abatere a mediului de la neutru.
NEUTRALIZAREA MEDIULUI ALCALIN
Zona tratată este umezită cu o soluție apoasă 2% de acid acetic sau citric. Pentru a face acest lucru, înfășurați o cantitate mică de vată în jurul pensetei, umeziți-o într-o soluție acidă, stoarceți-o și aplicați-o pe zona indicată.
Reacţie asigurați-vă că verificați indicator universal!
Procesul continuă până când întreaga zonă este complet neutralizată.
După o săptămână, verificarea mediului trebuie repetată.
NEUTRALIZAREA MEDIULUI ACID
Zona tratată este umezită cu o soluție apoasă 2% de oxid de amoniu hidrat/amoniac/. Procedura de neutralizare este aceeași ca și în cazul unui mediu alcalin.
Verificarea mediului trebuie repetată după o săptămână.
AVERTIZARE: Procesul de neutralizare necesită o grijă deosebită, deoarece tratamentul excesiv poate duce la peroxidarea sau alcalinizarea zonei tratate. În plus, apa din soluții poate determina micșorarea pânzei.
Sarcini cu comentarii și soluții
În anii precedenți, stăpânirea acestui element de conținut a fost testată cu sarcini cu variante multiple ( nivel de bază complexitate). Iată exemple de astfel de sarcini.
Exemplul 39. O soluție apoasă are o reacție acidă
1) azotat de calciu
2) clorură de stronțiu
3) clorură de aluminiu
4) sulfat de cesiu
Să ne amintim că sărurile medii formate dintr-o bază slabă și un acid tare (hidroliza prin cation) au o reacție acidă. Printre răspunsurile propuse există o astfel de sare - este clorură de aluminiu. În consecință, mediul soluției sale este acid:
Exemplul 40. Soluții apoase de sulfat de fier (III) și
1) azotat de calciu
2) clorură de stronțiu
3) clorura de cupru
4) sulfat de cesiu
Mediu acvatic Sulfatul de fier (III) este acid, ca și pentru toate sărurile formate dintr-o bază slabă și un acid puternic:
În opțiunile de răspuns există o singură sare similară - clorură de cupru. În consecință, mediul soluției sale este, de asemenea, acid:
ÎN lucrare de examenÎn 2017, cunoștințele despre acest element de conținut vor fi testate cu teme nivel superior complexitate (sarcini cu răspuns scurt). Iată exemple de astfel de sarcini.
Exemplul 41. Potriviți numele sării cu reacția soluției sale apoase.
Mediul unei soluții apoase de sare este determinat de tipul hidrolizei acesteia (dacă este posibil). Să luăm în considerare atitudinea față de hidroliză a fiecăreia dintre sărurile propuse.
A) Azotatul de potasiu KNO 3 este o sare a unui acid tare și a unei baze puternice. Sărurile din această compoziție nu suferă hidroliză. Mediul soluției apoase a acestei săruri este neutru (A-2).
B) Sulfatul de aluminiu Al 2 (SO 4) 3 este o sare formată din acid sulfuric puternic și o bază slabă (hidroxid de aluminiu). În consecință, sarea va suferi hidroliză la nivelul cationului:
Ca urmare a acumulării ionilor de H +, mediul soluției de sare va fi acid (B-1).
B) Se formează sulfură de potasiu K 2 S fundație puternicăși acid sulfurat de hidrogen foarte slab. Astfel de săruri sunt supuse hidrolizei la nivelul anionului:
Ca urmare a acumulării ionilor OH, mediul soluției de sare va fi alcalin (B-3).
D) Ortofosfatul de sodiu Na 3 PO 4 este format dintr-o bază tare și un acid ortofosforic destul de slab. În consecință, sarea va suferi hidroliză la anion:
Ca urmare a acumulării ionilor OH, mediul soluției de sare va fi alcalin (G-3).
Să rezumam. Prima soluție este neutră, a doua este acidă, ultimele două sunt alcaline.
Pentru a obține răspunsul corect, stabilim mai întâi natura acizilor și bazelor care formează aceste săruri.
A) BeSO4 este format dintr-o bază slabă și acid sulfuric puternic, astfel de săruri sunt supuse hidrolizei la cation.
B) KNO2 este format dintr-o bază puternică și un acid azot slab, astfel de săruri sunt supuse hidrolizei la nivelul anionului.
B) Pb(NO3)2 este format dintr-o bază slabă și acid azotic puternic, astfel de săruri sunt supuse hidrolizei la cation.
D) CuCl2 este format dintr-o bază slabă și un acid clorhidric puternic, astfel de săruri sunt supuse hidrolizei la cation.
Pentru a obține răspunsul corect, să stabilim natura acizilor și bazelor care formează sărurile propuse:
A) sulfura de litiu Li 2 S - o sare formata dintr-o baza tare si un acid slab, se hidroliza la nivelul anionului;
B) clorat de potasiu KClO 3 - sare formata dintr-o baza tare si un acid tare si nu sufera hidroliza;
B) azotit de amoniu NH 4 NO 2 - sare formată dintr-o bază slabă și un acid slab, hidroliza are loc atât la cation, cât și la anion;
D) propionat de sodiu C 3 H 7 COONa - sare formată dintr-o bază tare și un acid slab, hidroliza are loc de-a lungul anionului.
| O | B | ÎN | G |
Din punct de vedere chimic, pH-ul unei soluții poate fi determinat folosind indicatori acido-bazici.
Indicatorii acido-bazici sunt substanțe organice a căror culoare depinde de aciditatea mediului.
Cei mai comuni indicatori sunt turnesol, metil portocaliu și fenolftaleina. Turnesol în mediu acid Se face roșu, în alcalin devine albastru. Fenolftaleina este incoloră într-un mediu acid, dar devine purpurie într-un mediu alcalin. Portocaliul de metil devine roșu într-un mediu acid și galben în mediu alcalin.
În practica de laborator, o serie de indicatori sunt adesea amestecați, selectați astfel încât culoarea amestecului să se schimbe într-o gamă largă de valori ale pH-ului. Cu ajutorul lor, puteți determina pH-ul unei soluții cu o precizie de una. Aceste amestecuri se numesc indicatori universali.
Există dispozitive speciale - pH-metre, cu ajutorul cărora puteți determina pH-ul soluțiilor în intervalul de la 0 la 14 cu o precizie de 0,01 unități pH.
Hidroliza sărurilor
Când unele săruri sunt dizolvate în apă, echilibrul procesului de disociere a apei este perturbat și, în consecință, pH-ul mediului se modifică. Acest lucru se datorează faptului că sărurile reacţionează cu apa.
Hidroliza sărurilor – interacțiunea de schimb chimic a ionilor de sare dizolvați cu apa, ducând la formarea de produși slab disociați (molecule de acizi sau baze slabe, anioni de săruri acide sau cationi de săruri bazice) și însoțite de o modificare a pH-ului mediului.
Să luăm în considerare procesul de hidroliză în funcție de natura bazelor și acizilor care formează sarea.
Săruri formate din acizi tari și baze tari (NaCl, kno3, Na2so4 etc.).
Să zicem că, atunci când clorura de sodiu reacționează cu apa, are loc o reacție de hidroliză pentru a forma un acid și o bază:
NaCl + H 2 O ↔ NaOH + HCl
Pentru a ne face o idee corectă despre natura acestei interacțiuni, să scriem ecuația reacției în formă ionică, ținând cont de faptul că singurul compus slab disociat din acest sistem este apa:
Na + + Cl - + HOH ↔ Na + + OH - + H + + Cl -
Când se anulează ionii identici din partea stângă și dreaptă a ecuației, ecuația de disociere a apei rămâne:
H 2 O ↔ H + + OH -
După cum puteți vedea, nu există exces de ioni H + sau OH - în soluție în comparație cu conținutul lor în apă. În plus, nu se formează alți compuși slab disociați sau puțin solubili. De aici tragem concluzia că sărurile formate din acizi și baze puternice nu suferă hidroliză, iar reacția soluțiilor acestor săruri este aceeași ca în apă, neutră (pH = 7).
Când se compun ecuații ion-moleculare pentru reacțiile de hidroliză, este necesar:
1) notează ecuația de disociere a sării;
2) determinați natura cationului și anionului (aflați cationul unei baze slabe sau anionul unui acid slab);
3) notează ecuația ionico-moleculară a reacției, ținând cont de faptul că apa este un electrolit slab și că suma sarcinilor ar trebui să fie aceeași pe ambele părți ale ecuației.
Săruri formate dintr-un acid slab și o bază puternică
(N / A 2 CO 3 , K 2 S, CH 3 COONa Şi etc. .)
Luați în considerare reacția de hidroliză a acetatului de sodiu. Această sare în soluție se descompune în ioni: CH 3 COONa ↔ CH 3 COO - + Na + ;
Na + este cationul unei baze puternice, CH 3 COO - este anionul unui acid slab.
Cationii de Na + nu pot lega ionii de apă, deoarece NaOH, o bază puternică, se dezintegrează complet în ioni. Anionii acidului acetic slab CH 3 COO - leagă ionii de hidrogen pentru a forma acid acetic ușor disociat:
CH 3 COO - + HON ↔ CH 3 COOH + OH -
Se poate observa că în urma hidrolizei CH 3 COONa s-a format un exces de ioni de hidroxid în soluție, iar reacția mediului a devenit alcalină (pH > 7).
Astfel putem concluziona că sărurile formate dintr-un acid slab și o bază tare sunt hidrolizate la anion ( Un n - ). În acest caz, anionii de sare leagă ionii de H + , iar ionii OH se acumulează în soluție - , care provoacă un mediu alcalin (pH>7):
An n - + HOH ↔ Han (n -1)- + OH - , (la n=1 se formează HAN – un acid slab).
Hidroliza sărurilor formate din acizi slabi di- și tribazici și baze tari se desfășoară treptat
Să luăm în considerare hidroliza sulfurei de potasiu. K 2 S se disociază în soluție:
K2S ↔ 2K + + S2-;
K + este cationul unei baze puternice, S 2 este anionul unui acid slab.
Cationii de potasiu nu iau parte la reacția de hidroliză, doar anionii hidrosulfuri slabi interacționează cu apa. În această reacție, primul pas este formarea ionilor HS slab disociați, iar a doua etapă este formarea unui acid slab H2S:
Etapa 1: S 2- + HOH ↔ HS - + OH - ;
Etapa a 2-a: HS - + HOH ↔ H 2 S + OH - .
Ionii OH formați în prima etapă de hidroliză reduc semnificativ probabilitatea hidrolizei în etapa următoare. Ca urmare semnificație practică are de obicei un proces care are loc numai în prima etapă, care, de regulă, se limitează la evaluarea hidrolizei sărurilor în condiții normale.
Pentru a înțelege ce este hidroliza sărurilor, să ne amintim mai întâi cum se disociază acizii și alcaliile.
Ceea ce toți acizii au în comun este că atunci când se disociază, se formează în mod necesar cationii de hidrogen (H +), în timp ce atunci când toate alcalinele se disociază, se formează întotdeauna ioni de hidroxid (OH −).
În acest sens, dacă într-o soluție, dintr-un motiv sau altul, există mai mulți ioni H +, se spune că soluția are o reacție acidă a mediului, dacă OH - - o reacție alcalină a mediului.
Dacă totul este clar cu acizi și alcalii, atunci ce reacție a mediului va fi în soluțiile sărate?
La prima vedere, ar trebui să fie întotdeauna neutru. Și într-adevăr, de unde, de exemplu, într-o soluție de sulfură de sodiu provine excesul de cationi de hidrogen sau de ioni de hidroxid? Sulfura de sodiu însăși la disociere nu formează ioni de unul sau altul:
Na 2 S = 2Na + + S 2-
Cu toate acestea, dacă ai avea în față, de exemplu, soluții apoase de sulfură de sodiu, clorură de sodiu, azotat de zinc și un pH-metru electronic (un dispozitiv digital pentru determinarea acidității unui mediu), ai găsi fenomen neobișnuit. Aparatul ți-ar arăta că pH-ul soluției de sulfură de sodiu este mai mare de 7, adică. există un exces clar de ioni de hidroxid. Mediul soluției de clorură de sodiu ar fi neutru (pH = 7), iar soluția de Zn(NO 3) 2 ar fi acidă.
Singurul lucru care satisface așteptările noastre este mediul cu soluție de clorură de sodiu. Ea s-a dovedit neutră, așa cum era de așteptat.
Dar de unde a venit excesul de ioni de hidroxid dintr-o soluție de sulfură de sodiu și cationi de hidrogen într-o soluție de azotat de zinc?
Să încercăm să ne dăm seama. Pentru a face acest lucru, trebuie să înțelegem următoarele puncte teoretice.
Orice sare poate fi considerată ca fiind produsul interacțiunii dintre un acid și o bază. Acizii și bazele sunt împărțite în puternice și slabe. Să ne amintim că acei acizi și baze al căror grad de disociere este aproape de 100% sunt numiți puternici.
notă: sulful (H 2 SO 3) și fosforicul (H 3 PO 4) sunt adesea clasificați ca acizi de tărie medie, dar atunci când se iau în considerare sarcinile de hidroliză, aceștia ar trebui clasificați ca slabi.
Reziduurile acide ale acizilor slabi sunt capabile să interacționeze reversibil cu moleculele de apă, eliminând cationii de hidrogen H + din ele. De exemplu, ionul sulfură, fiind reziduul acid al unui acid sulfurat de hidrogen slab, interacționează cu acesta după cum urmează:
S 2- + H 2 O ↔ HS − + OH −
HS − + H 2 O ↔ H 2 S + OH −
După cum puteți vedea, în urma acestei interacțiuni, se formează un exces de ioni de hidroxid, care este responsabil pentru reacția alcalină a mediului. Adică, reziduurile acide ale acizilor slabi cresc alcalinitatea mediului. În cazul soluțiilor sărate care conțin astfel de reziduuri acide, se spune că pentru ele există hidroliza anionică.
Reziduurile acide ale acizilor tari, spre deosebire de cele slabe, nu interacționează cu apa. Adică nu afectează pH-ul soluției apoase. De exemplu, ionul clorură, fiind reziduul acid al acidului clorhidric puternic, nu reacționează cu apa:
Adică, ionii de clorură nu afectează pH-ul soluției.
Dintre cationii metalici, doar cei care corespund bazelor slabe sunt capabili să interacționeze cu apa. De exemplu, cationul Zn 2+, care corespunde cu hidroxidul de zinc de bază slabă. Următoarele procese au loc în soluții apoase de săruri de zinc:
Zn 2+ + H 2 O ↔ Zn(OH) + + H +
Zn(OH) + + H2O ↔ Zn(OH) + + H +
După cum se poate observa din ecuațiile de mai sus, ca urmare a interacțiunii cationilor de zinc cu apa, cationii de hidrogen se acumulează în soluție, crescând aciditatea mediului, adică scăzând pH-ul. Daca sarea contine cationi care corespund bazelor slabe, in acest caz se spune ca sarea se hidrolizează la cation.
Cationii metalici, care corespund bazelor puternice, nu interacționează cu apa. De exemplu, cationul Na + corespunde unei baze puternice - hidroxid de sodiu. Prin urmare, ionii de sodiu nu reacţionează cu apa şi nu afectează în niciun fel pH-ul soluţiei.
Astfel, pe baza celor de mai sus, sărurile pot fi împărțite în 4 tipuri și anume cele formate:
1) o bază puternică și un acid puternic,
Astfel de săruri nu conțin nici reziduuri acide, nici cationi metalici care interacționează cu apa, de exemplu. capabil să afecteze pH-ul unei soluții apoase. Soluțiile unor astfel de săruri au un mediu de reacție neutru. Ei spun despre asemenea săruri că ei nu suferă hidroliză.
Exemple: Ba(NO3)2, KCI, Li2SO4 etc.
2) bază tare și acid slab
În soluțiile de astfel de săruri, numai reziduurile acide reacţionează cu apa. Mediul de soluții apoase de astfel de săruri este alcalin în raport cu sărurile de acest tip se spune că acestea hidroliza la anion
Exemple: NaF, K2CO3, Li2S etc.
3) bază slabă și acid puternic
În astfel de săruri, cationii reacţionează cu apa, dar reziduurile acide nu reacţionează - hidroliza sării prin cation, mediul este acid.
Exemple: Zn(NO 3) 2, Fe 2 (SO 4) 3, CuSO 4 etc.
4) o bază slabă și un acid slab.
Atât cationii, cât și anionii reziduurilor acide reacţionează cu apa. Are loc hidroliza sărurilor de acest fel atât cationic cât şi anion sau. Ei spun și despre astfel de săruri la care sunt supuși hidroliza ireversibilă.
Ce înseamnă că sunt hidrolizate ireversibil?
Deoarece în acest caz atât cationii metalici (sau NH 4 +) cât și anionii reziduului acid reacţionează cu apa, în soluţie apar atât ionii H +, cât şi ionii OH −, care formează o substanţă extrem de slab disociabilă - apa (H 2 O) .
Aceasta, la rândul său, duce la faptul că sărurile formate din reziduuri acide ale bazelor slabe și acizilor slabi nu pot fi obținute prin reacții de schimb, ci doar prin sinteză în fază solidă, sau nu pot fi obținute deloc. De exemplu, atunci când amestecați o soluție de azotat de aluminiu cu o soluție de sulfură de sodiu, în loc de reacția așteptată:
2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 S = Al 2 S 3 + 6NaNO 3 (− reacția nu decurge astfel!)
Se observă următoarea reacție:
2Al(NO3)3 + 3Na2S + 6H2O= 2Al(OH)3 ↓+ 3H2S + 6NaNO3
Cu toate acestea, sulfura de aluminiu poate fi obținută cu ușurință prin topirea pulberii de aluminiu cu sulf:
2Al + 3S = Al2S3
Când sulfura de aluminiu este adăugată în apă, aceasta, la fel ca atunci când se încearcă obținerea ei într-o soluție apoasă, suferă o hidroliză ireversibilă.
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Studiem efectul unui indicator universal asupra soluțiilor anumitor săruri 
După cum putem vedea, mediul primei soluții este neutru (pH = 7), a doua este acid (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Cum putem explica un fapt atât de interesant? 🙂
În primul rând, să ne amintim ce este pH-ul și de ce depinde acesta.
pH-ul este un indicator de hidrogen, o măsură a concentrației ionilor de hidrogen într-o soluție (conform primelor litere ale cuvintelor latinești potentia hydrogeni - puterea hidrogenului).
pH-ul este calculat ca logaritm zecimal negativ al concentrației ionilor de hidrogen exprimat în moli pe litru:
ÎN apă curată la 25 °C concentrațiile ionilor de hidrogen și ale ionilor de hidroxid sunt aceleași și se ridică la 10 -7 mol/l (pH = 7).
Când concentrațiile ambelor tipuri de ioni într-o soluție sunt egale, soluția este neutră. Când > soluția este acidă, iar când > este alcalină.
Ce cauzează o încălcare a egalității concentrațiilor ionilor de hidrogen și ionilor de hidroxid în unele soluții apoase de săruri?
Faptul este că există o schimbare în echilibrul de disociere al apei datorită legării unuia dintre ionii săi (sau ) cu ionii de sare cu formarea unui produs ușor disociat, puțin solubil sau volatil. Aceasta este esența hidrolizei.
- aceasta este interacțiunea chimică a ionilor de sare cu ionii de apă, ducând la formarea unui electrolit slab - un acid (sau sare acidă) sau o bază (sau sare bazică).
Cuvântul „hidroliză” înseamnă descompunere prin apă („hidro” – apă, „liză” – descompunere).
În funcție de ionul de sare care interacționează cu apa, se disting trei tipuri de hidroliză:
- hidroliza prin cation (doar cationul reactioneaza cu apa);
- hidroliza prin anion (doar anionul reactioneaza cu apa);
- hidroliza articulara - hidroliza la cation si la anion (atat cationul cat si anionul reactioneaza cu apa).
Orice sare poate fi considerată un produs format prin interacțiunea unei baze și a unui acid:
Hidroliza unei sări este interacțiunea ionilor acesteia cu apa, ducând la apariția unui mediu acid sau alcalin, dar nu este însoțită de formarea de precipitat sau gaz.
Procesul de hidroliză are loc numai cu participare solubil săruri și constă din două etape:
1)disociere saruri in solutie - ireversibil reacție (grad de disociere, sau 100%);
2) de fapt , adică interacțiunea ionilor de sare cu apa, - reversibil reacție (grad de hidroliză ˂ 1, sau 100%)
Ecuațiile etapelor 1 și 2 - prima dintre ele este ireversibilă, a doua este reversibilă - nu le puteți adăuga!
Rețineți că sărurile formate din cationi alcaliiși anioni puternic acizii nu suferă hidroliză, ei se disociază doar atunci când sunt dizolvați în apă. În soluții de săruri KCl, NaNO3, NaSO4 și BaI, mediul neutru.
Hidroliza prin anion
În cazul interacțiunii anionii sare dizolvată cu apă procesul se numește hidroliza sării la anion.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (disocierea)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (hidroliza)
Disocierea sării KNO 2 are loc complet, hidroliza anionului NO 2 are loc într-o măsură foarte mică (pentru o soluție 0,1 M - cu 0,0014%), dar acest lucru este suficient pentru ca soluția să devină alcalin(printre produșii hidrolizei se numără un ion OH -), acesta conține p H = 8,14.
Anionii suferă numai hidroliză slab acizi (în acest exemplu, ionul nitrit NO 2 , corespunzător acidului azot slab HNO 2). Anionul unui acid slab atrage cationul de hidrogen prezent în apă și formează o moleculă a acestui acid, în timp ce ionul hidroxid rămâne liber:
NO 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Exemple:
a) NaClO = Na + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
c) Na 2 CO 3 = 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 — + OH —
d) K 3 PO 4 = 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH —
e) BaS = Ba 2+ + S 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS — + OH —
Vă rugăm să rețineți că în exemplele (c-e) nu puteți crește numărul de molecule de apă și în loc de hidroanioni (HCO 3, HPO 4, HS) scrieți formulele acizilor corespunzători (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). Hidroliza este o reacție reversibilă și nu poate continua „până la sfârșit” (până la formarea acidului).
Dacă s-ar forma un astfel de acid instabil precum H2CO3 într-o soluție de sare NaCO3, atunci s-ar observa eliberarea de CO2 gazos din soluție (H2CO3 = CO2 + H2O). Cu toate acestea, atunci când soda este dizolvată în apă, se formează o soluție transparentă fără degajare de gaz, ceea ce este o dovadă a incompletității hidrolizei anionului cu apariția doar a hidranionilor în soluție. acid carbonic HCO3-.
Gradul de hidroliză a sării de către anion depinde de gradul de disociere a produsului de hidroliză – acidul. Cu cât acidul este mai slab, cu atât este mai mare gradul de hidroliză. De exemplu, ionii CO 3 2-, PO 4 3- și S 2- sunt hidrolizați într-o măsură mai mare decât ionul NO 2, deoarece disocierea H 2 CO 3 și H 2 S este în a 2-a etapă, iar H 3 PO 4 în A treia etapă are loc semnificativ mai puțin decât disocierea acidului HNO2. Prin urmare, soluțiile, de exemplu, Na2CO3, K3PO4 și BaS vor fi foarte alcalin(ceea ce este ușor de văzut după cât de săpun este soda la atingere) .
Un exces de ioni OH într-o soluție poate fi ușor detectat cu un indicator sau măsurat cu dispozitive speciale (pH-metre).
Dacă într-o soluție concentrată de sare care este puternic hidrolizată de anion,
de exemplu, Na 2 CO 3, se adaugă aluminiu, apoi acesta din urmă (datorită amfoterității) va reacționa cu alcalii și se va observa eliberarea de hidrogen. Aceasta este o dovadă suplimentară a hidrolizei, deoarece nu am adăugat NaOH alcalin la soluția de sifon!
Acordați o atenție deosebită sărurilor acizilor de tărie medie - acizi ortofosforici și sulfuric. În prima etapă, acești acizi se disociază destul de bine, astfel încât sărurile lor acide nu suferă hidroliză, iar mediul de soluție al unor astfel de săruri este acid (datorită prezenței unui cation de hidrogen în sare). Și sărurile medii se hidrolizează la anion - mediul este alcalin. Deci, hidrosulfiții, hidrogenofosfații și dihidrogenofosfații nu se hidrolizează la anion, mediul este acid. Sulfiții și fosfații sunt hidrolizați prin anion, mediul este alcalin.
Hidroliza prin cation
Când un cation de sare dizolvat interacționează cu apa, procesul este numit
hidroliza sării la cation
1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 − (disocierea)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (hidroliza)
Disocierea sării Ni(NO 3) 2 are loc complet, hidroliza cationului Ni 2+ are loc într-o măsură foarte mică (pentru o soluție 0,1 M - cu 0,001%), dar acest lucru este suficient pentru ca mediul să devină acid. (printre produșii hidrolizei se numără ionul H + ).
Numai cationii hidroxizilor bazici și amfoteri slab solubili și cationii de amoniu sunt supuși hidrolizei NH4+. Cationul metalic desparte ionul hidroxid din molecula de apă și eliberează cationul de hidrogen H +.
Ca rezultat al hidrolizei, cationul de amoniu formează o bază slabă - hidrat de amoniac și un cation de hidrogen:
NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +
Vă rugăm să rețineți că nu puteți crește numărul de molecule de apă și nu puteți scrie formule de hidroxid (de exemplu, Ni(OH) 2) în loc de hidroxocații (de exemplu, NiOH +). Dacă s-ar forma hidroxizi, atunci din soluțiile sărate s-ar forma precipitații, ceea ce nu se observă (aceste săruri formează soluții transparente).
Excesul de cationi de hidrogen poate fi detectat cu ușurință cu un indicator sau măsurat cu dispozitive speciale. La o soluție concentrată de sare care este puternic hidrolizată de cation se adaugă magneziu sau zinc, iar acesta din urmă reacţionează cu acidul pentru a elibera hidrogen.
Dacă sarea este insolubilă, atunci nu există hidroliză, deoarece ionii nu interacționează cu apa.
