Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Реакция среды в растворах солей, гидролиз.

Опыт показывает, что реакция водного раствора зависит не только от наличия в нем кислот или оснований, но также и от при­сутствия некоторых солей. Многие соли, растворяясь в воде, спо­собны смещать реакцию среды в ту или иную сторону. При этом происходит химическое взаимодействие между ионами соли и ио­нами Н+ и ОН- воды, сопровождающееся образованием слабых кислот или слабых оснований. Эта реакция получила название гидролиза соли.

Гидролиз соли это процесс взаимодействия ее ионов с ионами воды. В результате гидролиза растворы большинства солей имеют кислую или щелочную реакцию. В качестве иллюстрации приведем три наиболее типичных случая реакции гидролиза солей.

1. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой. В водном растворе гидролизуется с образованием сла­бой кислоты и сильного основания; реакция среды щелочная. При­мер: гидролиз ацетата натрия, протекающий по схеме

 

В данном случае гидролиз ведет к увеличению концентрации ионов ОН- в растворе. Например, рН 0,1 н. раствора ацетата нат­рия равен 9,9.

2. Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой. Пример: хлорид аммония NH4C1. При его гидролизе равновесие между недиссоциированными молекулами воды и иона­ми (Н2О↔Н++ОН-) нарушается: образуется слабое основание и избыток ионов водорода. Гидролиз хлорида аммония протекает по схеме

Связываясь с гидроксид-ионами воды, ионы NH4+ образуют слабодиссоциирующий гидроксид аммония, в растворе появляется избы­ток ионов водорода, в результате чего реакция смещается в кислую сторону. Так, рН 0,1 н. раствора NH4C1 равен 5,3.

3. Соль, образованная слабой кислотой и слабым ос­нованием. Пример: ацетат аммония CH3 COONH4, диссоциирую­щий на ионы NH4+ и СН3СОО-. В данном случае с ионами Н+ и ОН- воды реагируют и катионы и анионы соли по схеме



В результате гидролиза ацетата аммония происходит образование двух слабых электролитов: гидроксида аммония и уксусной кислоты.

 

Так как значения константы диссоциации уксусной кислоты и гидроксида аммония очень близки:Ксн3соон= 1,75·10-5 и КNH40H = 1,79·10-5 (при 298 К), то и образующиеся в результате гидролиза кислота и основание практически равны по силе. Раствор такой со­ли оказывается нейтральным. Так, например, рН 0,01 н. раствора CH3COONH4

равен 7.

В заключение отметим, что соли, образованные сильным основа­нием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются. Их ионы не образуют с ионами Н+ и ОН- воды слабодиссоциирующих или труд­норастворимых соединений, равновесие между недиссоциированными молекулами и ионами воды не нарушается и раствор остается нейтральным (рН практически равен 7). К этой группе относятся соли NaCl, KC1, NaNO3, BaCl2 и др.

Как уже отмечалось, рН солей третьей группы в водных раство­рах также близко к 7. Однако они резко отличаются от солей, образованных сильным основанием и сильной кислотой. Последние гидролизу не подвергаются и потому рН раствора не меняют. Соли третьей группы сильно гидролизуются, образуя в водных растворах определенные и очень устойчивые рН, близкие к 7.

Рассмотрим, чему равняется рН гидролитически щелочных или гидролитически кислых солей. В качестве примера возьмем гидро­лиз ацетата натрия:

Ионное уравнение гидролиза этой соли будет иметь вид

Следует принять во внимание, что соль и основание как сильные электролиты полностью диссоциированы, а слабая кислота практи­чески недиссоциирована. Применяя закон действующих масс к дан­ной равновесной реакции, получим

4.64

Поскольку концентрация воды практически остается постоянной, ее можно объединить с константой равновесия, т. е.

4.65

где Кг — константа гидролиза, равная К2О].

Из уравнения диссоциации слабой уксусной кислоты

СНзСООН↔СН3СОО- + Н+

на основании закона действующих масс можем записать:

4.66

Подставляя это выражение в уравнение (4.65), получим

4.67

Произведя сокращения и учитывая, что [Н+][ОН-] = Кв, уравнение (4.67) примет следующий вид:

4.68

Таким образом, константа гидролиза гидролитически щелочной со­ли равна отношению ионного произведения воды к константе дис­социации слабой кислоты, образованной в результате реакции гид­ролиза.

С учетом этого уравнение (4.68) можно представить в таком виде:

4.69

Поскольку при гидролизе ацетата натрия образуется равное коли­чество молекул уксусной кислоты и ионов ОН-, т. е. [СН3СООН] =[ОН-], уравнение (4.69) можно переписать так:

4.70

 

Так как по сравнению с общей концентрацией С соли ацетата нат­рия гидролизу подвергается лишь незначительная часть анионов СН3СОО-, без большой погрешности можно принять, что в раство­ре [СН3СО-] = С, где С — аналитическая концентрация CH3COONa, Тогда уравнение (4.70) примет следующее выражение:

4.71

Из уравнения ионного произведения воды можем записать:

Подставляем это выражение в уравнение (4.71):

4.72

Логарифмируя это выражение и меняя знаки, получим окончатель­ное уравнение для вычисления рН гидролитически щелочной соли:

или, учитывая, что при 295 К КВ= 10-14 и —lgКК = pК, узнаем

4.73

Пример.Вычислить рН 0,1 н. раствора CH3COONa.Для решения пользуемся формулой (4,73). Константа диссоциации уксусной кислоты КК= 1,86·10-5, а концентрация С=0,1 н. Подставляя эти данные в формулу, получим рН= 7+1/2(—lg 1,85·10-5)+1/2 lg 0,1 = 7+2,36—0,5 = 8,86.

Совершенно аналогичный вывод формулы для вычисления рН можно сделать и для гидролитически кислой соли. Формула будет такая же, только знаки поменяются на обратные:

4.74

где рК — отрицательный логарифм константы диссоциации сла­бого основания, С—концентрация гидролитически кислой соли.

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2017 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.