Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Расчет значений рН и рОН в разбавленных растворах сильных и слабых кислот и оснований

Зная концентрацию разбавленных растворов кислот и оснований, можно рассчитывать величины водородного показателя (рН) и гидроксидного показателя (рОН), определяя тем самым активную реакцию среды.

1. В водных растворах сильных кислот (HNO3, HCl, H2SO4 и др.):

(11)

или

(11´)

где С( к-ты) - молярная концентрация эквивалента кислоты (для одноосновных кислот она равна молярной концентрации кислоты);

- кажущаяся степень диссоциации (в долях от единицы).

В предельно разбавленных водных растворах сильных кислот кажущаяся степень диссоциации » 1, поэтому [Н+] практически равняется общей концентрации растворов этих кислот:

2. В растворах слабых кислот (H2CO3, HCN, СН3СООН и др.):

(12)

или

(12´)

где a - степень диссоциации в долях от единицы;

- константа диссоциации кислоты (для многоосновных кислот, учитывают диссоциацию только по первой ступени);

, pa и рС( к-ты) - отрицательные десятичные логарифмы соответствующих величин.

3. В водных растворах сильных оснований (NaOH, КОН, Са(ОН)2, Sr(OH)2 и др.):

(13)

где С( осн) - молярная концентрация эквивалента основания (для однокислотных оснований она равна молярной концентрации основания);

В предельно разбавленных водных растворах сильных оснований кажущаяся степень диссоциации » 1, поэтому [ОН-] практически равняется общей концентрации растворов этих щелочей:

4. В растворах слабых оснований (NH3∙H2O):

; (14)
(14´)
(14´´)

где ‑ константа диссоциации основания.


Кислотно-основное равновесие биологических жидкостей

Кислотно-основные процессы играют большую роль в жизни человека. Так, скорость ферментативных реакций в организме человека, а, следовательно, процессы обмена веществ и физиоло-гические функции в значительной степени зависят от активной кислотности среды. Таким образом, необходимым условием нормального течения жизненных процессов является постоянство рН биологических жидкостей (кислотно-основной гомеостаз). Нару-шение кислотно-основного равновесия (гомеостаза) в организме приводит к изменению рН биологических жидкостей, что, в свою очередь, нарушает нормальное течение процессов обмена веществ.



Сдвиг соотношения концентраций ионов H+ и OH- в сторону увеличения активной кислотности(ацидоз)вызывает уменьшение рН(может возникать в результате нарушения выведения кислот, потери организмом значительных количеств оснований, при наличии высокой концентрации СО2 во вдыхаемом воздухе, при поносах, рвоте кишечным содержимым и другим причинам).

Сдвиг этого соотношения в сторону уменьшения активной кислотности (алкалоз) вызывает увеличение рН (может развиваться вследствие потери организмом анионов кислот или задержки щелочных катионов; при кишечной непроходимости, при нарушении выведения почками натрия, при поступлении в организм зна-чительных количеств щелочных веществ с пищей или лекар-ственными препаратами, при отравлениях и по другим причинам). Обе формы нарушения кислотно-основного равновесия в организме человека устраняют медикаментозным путем.

Таблица 4.Значения pH различных биожидкостей организма.

Биожидкость pH (в норме) Биожидкость pH (в норме)
Желудочный сок 0,9 - 1,1 Сыворотка крови 7,40 ± 0,05
Желчь в пузыре 5,4 - 6,9 Спинно-мозговая жидкость 7,40 ± 0,05
Слюна 6,35 - 6,85
Молоко 6,6 - 6,9 Содержимое тонкого кишечника 7,0 - 8,0
Моча 4,8 - 7,5
Кожа 6,2 ± 7,5 Сок поджелудочной железы 7,5 - 8,5
Эритроциты 7,25

Эталоны решения задач

1. Концентрация ионов водорода в растворе составляет 10-3 моль/л. Рассчитать значения pH, pOH и [ОН-] в данном растворе. Определить среду раствора.

Примечание.Для вычислений используются соотношения: lg10a = a; 10lga = а.

Решение.

1) ;

2)

3)

Среда раствора с pH = 3 является кислой, так как pH < 7.

2. Вычислить рН раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 0,002 моль/л.

Решение.

Так как в разбавленном растворе НС1 » 1, а в растворе одноосновной кислоты C(к-ты) = C( к-ты), то можем записать:

1) ,

2)

3. К 10 мл раствора уксусной кислоты с C( СН3СООН) = 0,01 моль/л добавили 90 мл воды. Найти разность значений pН раствора до и после разбавления, если (СН3СООН) = 1,85×10-5.

Решение.

1) В исходном растворе слабой одноосновной кислоты СН3СООН:

Следовательно:

2) Добавление к 10 мл раствора кислоты 90 мл воды соответ-ствует 10-кратному разбавлению раствора. Поэтому:

Таким образом:

4. Найти значение рН раствора гидроксида кальция с молярной концентрацией эквивалента 0,002 моль/л, если = 95%.

Решение.

В растворах сильных оснований:

5. рН раствора серной кислоты с молярной концентрацией 0,001 моль/л равен 2,72. Найти .

Решение.

В растворе сильной кислоты:

Кислота двухосновная, следовательно, сначала необходимо определить молярную концентрацию эквивалента H2SO4 в растворе:

Зная величину pH раствора, можно рассчитать [H+]:

Отсюда:

6. Рассчитать рН раствора NaOH, если известно, что в 200 мл этого раствора содержится 0,0004 г NaOH ( » 1).

Решение.

В разбавленном растворе сильного основания:

Рассчитаем C( NaOH):

7. Вычислить число ионов гидроксида, содержащихся в 5 мл раствора, водородный показатель которого равен 3.

Решение.

1)

2)

3)

Для вычисления числа ионов используется соотношение, связывающее число структурных единиц (атомов, ионов, молекул) вещества - N(x), количество этих структурных единиц - n(x) и постоянную Авогадро NА, равную 6,02·1023 моль-1:

.

Отсюда:

8. Рассчитать массу основания С5H5N·Н2О в 150 мл раствора, водородный показатель которого равен 10, если 5H5N·Н2О) = 5,2.

Решение.

Массу основания в растворе можно вычислить, зная молярную концентрацию раствора. Так как С5H5N·Н2О - однокислотное основание, то из соотношения 14′:

рС(осн) = 2·рОН - .

Величину рОН найдем из соотношения:

рОН = 14 - рН = 14 - 10 = 4.

Таким образом:

рС(С5H5N·Н2О) = 2·4 - 5,2 = 2,8;

С(С5H5N·Н2О) = 10-рС = 10-2,8 = 1,58·10-3 моль/л;

m(С5H5N·Н2О) = С(С5H5N·Н2О)·М(С5H5N·Н2О)·Vр-ра =

= 1,58·10-3·97·0,15 = 0,023 г.

9. Вычислить молярную концентрацию гидроксида калия в растворе, водородный показатель которого равен 12, если = 90 %.

Решение.

Гидроксид калия является однокислотным основанием, поэтому согласно соотношениям (8), (10) и (13):

10. Вычислить рН раствора азотной кислоты с C(HNO3) = 0,01 моль/л (расчет вести через активность ионов Н+).

Решение.

Для определения коэффициента активности сначала следует вычислить ионную силу раствора I:

Величину , отвечающую I = 0,01, можно рассчитать по формуле:

Отсюда:

Если принять = 1, то:

Для точных расчетов сотые доли имеют значение.

11. Рассчитать рН раствора, в 100 мл которого находится 0,1 г гидроксида натрия и 0,174 г сульфата калия.

Решение.

Молярные концентрации электролитов в растворе составляют:

Ионная сила раствора, содержащего ионы Na+, K+, ОН- и SO42-, равна:

Коэффициент активности гидроксид-ионов и их активность соответственно равны:

Из соотношения (3) находим активность ионов водорода:

Таким образом:

12. Найти число недиссоциированных молекул кислоты в 500 мл раствора HF, если = 10 %, pH = 2,5, (НF) = 7,2×10-4.

Решение.

В растворе слабой одноосновной кислоты молярную концентрацию кислоты можно рассчитать по формуле (12):

.

Общее количество кислоты (n0) в заданном объеме раствора равно:

.

Количество недиссоциированной кислоты (n) найдем по формуле:

.

Число недиссоциированных молекул кислоты равно:


Вопросы для самоконтроля

1. Какие ионы образуются при диссоциации воды? Составьте выражение для константы диссоциации воды.

2. Что называется ионным произведением воды? Каково численное значение при 20-250С?

3. Чем может быть вызвано изменение величины ионного произведения воды?

4. Изменится ли ионное произведение воды при добавлении к ней кислоты, щелочи или соли?

5. Являются ли концентрации ионов Н+ и ОН- в водных растворах сопряженными величинами?

6. Может ли в водном растворе кислоты (щелочи) концентрация ионов Н+ или ОН- быть равной нулю?

7. Что понимают под терминами кислая, нейтральная, щелочная среда?

8. Что такое активная, потенциальная и общая кислотность в растворах кислот? Что называют активной реакцией среды?

9. Как определяют водородный и гидроксидный показатели? Какова взаимосвязь рН и рОН?

10. Что представляет собой шкала значений рН? Каковы значения рН в нейтральной, кислой и щелочной средах?

11. Имеет ли значение постоянство активной реакции среды в жизнедеятельности человека? Каковы значения рН важнейших биологических жидкостей (кровь, желудочный сок, моча, пот, слюна)?

12. Что такое ацидоз? Что такое алкалоз?

13. Какой вид имеют формулы для расчета активной кислотности в растворах сильных и слабых кислот и оснований?

14. Может ли присутствие NaCl оказать влияние на величину pH раствора соляной кислоты?

15. Могут ли величины рН и рОН принимать отрицательные значения?


Варианты задач для самостоятельного решения

Вариант №1

1. Определить [Н+] и [ОН-], если рН раствора равен 4.

2. Вычислить гидроксидный показатель желудочного сока, если известно, что 100 мл его содержит 0,365 г соляной кислоты ( » 1) и 0,585 г хлорида натрия.

3. Рассчитать массу основания NH3×Н2О в 500 мл раствора, водородный показатель которого равен 10,5, если (NH3×Н2О) = 4,74.

Вариант №2

1. Вычислить число ионов Н+, находящихся в 25 мл раствора, если рОН = 14.

2. Рассчитать рН раствора гидроксида кальция с C(Са(ОH)2) = 0,02 моль/л, если = 90%.

3. Найти массу уксусной кислоты в 100 мл раствора, гидроксидный показатель которого равен 10, если (СН3СООН) = 1,8×10-5.

Вариант №3

1. Определить рН раствора и [Н+] в растворе, если [ОН-] = 3×10-5 моль/л. Указать характер среды.

2. Вычислить массу гидроксида бария в 250 мл раствора, водородный показатель которого равен 13, если » 1.

3. Рассчитать рН раствора бензойной кислоты с молярной концентрацией 0,01 моль/л, если 6Н5СООН) = 4,2. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 5 раз?

Вариант №4

1. Вычислить рН раствора и [Н+] в растворе, если 40 мл раствора содержат 12,04·1020 ионов гидроксида. Указать характер среды.

2. Рассчитать рОН раствора синильной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/л, если (HCN) = 8×10-10.

3. Найти рН раствора, в 200 мл которого растворено 0,63 г азотной кислоты ( = 1) и 0,261 г нитрата бария.

Вариант №5

1. Определить [Н+] и [ОН-] в растворе, рОН которого равен 5.

2. Вычислить молярную концентрацию гидроксида натрия в растворе, водородный показатель которого равен 13,5, если = 75%.

3. Рассчитать величину рН раствора, в 250 мл которого находится 0,46 г муравьиной кислоты, если (HCООН) = 2,2×10-4. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 3 раза?

Вариант №6

1. Рассчитать число ионов ОН-, находящихся в 2 мл раствора, если рН = 10.

2. К 100 мл раствора хлорной кислоты с C(НС1О4) = 0,1 моль/л ( » 1) прибавили 100 мл Н2О. Найти рОН раствора до и после разбавления.

3. Вычислить массу основания СН3NH2×Н2О в 650 мл раствора, водородный показатель которого равен 11,5, если (СН3NH2×Н2О) = 4,4·10−4.

Вариант №7

1. Вычислить рОН раствора и [ОН-] в растворе, если [Н+] = 5×10-8 моль/л.

2. Рассчитать молярную концентрацию основания С2Н5NH2·H2O в растворе, водородный показатель которого равен 11,7, если 2Н5NH2×Н2О) = 3,25.

3. Найти рН раствора гидроксида калия, если известно, что 100 мл этого раствора содержит 0,0056 г КОН. ( » 1). Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 2 раза?

Вариант №8

1. Определить [Н+] и [ОН-] в растворе, pH которого равен 6.

2. Вычислить рН раствора, в 500 мл которого находится 0,05 г LiOH. Диссоциацию щелочи считать полной. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 10 раз?

3. Найти массу азотистой кислоты, содержащейся в 800 мл раствора, гидроксидный показатель которого равен 11,4, если (HNO2) = 4×10-4.

Вариант №9

1. Определить рОН раствора, если 1250 мл раствора содержат 3,01·1023 ионов водорода.

2. Найти рН раствора фтороводородной кислоты, если в 10 мл этого раствора растворено 0,004 г HF, а (HF) = 3,18. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 3 раза?

3. Вычислить массу гидроксида стронция в 300 мл раствора, водородный показатель которого равен 12,8, если кажущаяся степень диссоциации гидроксида равна 95%.

Вариант №10

1. Вычислить рН раствора и [Н+] в растворе, если [ОН-] = 4×10-4 моль/л. Определить характер среды.

2. Рассчитать массу соляной кислоты, содержащейся в 1,5 мл желудочного сока, водородный показатель которого равен 1,8, если » 1.

3. Определить водородный показатель раствора диметиламина с C((СН3)2NH×Н2О) = 0,01 моль/л, если ((СН3)2NH×Н2О) = 6,1×10-4. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 15 раз?

Вариант №11

1. Определить [Н+] и [ОН-], если рН раствора равен 1.

2. Вычислить значение рН раствора гидроксида аммония, в 450 мл которого содержится 0,07 г основания, если (NH3×Н2О) = 1,85·10−5.

3. К 125 мл раствора серной кислоты с C(Н24) = 0,03 моль/л ( » 91%) добавлено 125 мл воды. Найти рОН раствора до и после разбавления, если кажущаяся степень диссоциации увеличивается до 95%.

Вариант №12

1. Вычислить число ионов Н+, находящихся в 30 мл раствора, если рОН = 1.

2. Найти рН раствора гидроксида рубидия, если в 120 мл этого раствора содержится 0,204 г RbОН ( » 1) и 0,87 г K2SO4.

3. Определить массу пропионовой кислоты в 750 мл раствора, гидроксидный показатель которого равен 11,5, если 2Н5СООН) = 4,89. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 7 раз?

Вариант №13

1. Определить [Н+] и [ОН-] в растворе, рОН которого равен 4.

2. Найти рН раствора, в 400 мл которого растворено 0,256 г иодоводородной кислоты, если » 98%.

3. Рассчитать массу основания С6Н5NH2×Н2О в 1500 мл раствора, водородный показатель которого равен 9, если 6Н5NH2×Н2О) = 3,8·10−10. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 8 раз?

Вариант №14

1. Определить рОН раствора и [ОН-], если 4 мл раствора содержат 24,08·1019 ионов водорода. Указать характер среды.

2. Вычислить молярную концентрацию бензойной кислоты в растворе, гидроксидный показатель которого равен 10,6, если 6Н5СООН) = 6,3×10-5. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 5 раз?

3. Рассчитать рН раствора, содержащего гидроксид калия с С(КОН) = 0,005 моль/л и нитрат натрия с С(NаNO3) = 0,015 моль/л.

Вариант №15

1. Вычислить [Н+] и [ОН-] в растворе, рОН которого равен 6,5.

2. Определить массу уксусной кислоты в 350 мл раствора, гидроксидный показатель которого равен 10,4, если (СН3СООН) = 4,75.

3. К 25 мл раствора гидроксида кальция с C(Сa(OH)2) = 0,015 моль/л ( » 90%) добавлено 125 мл воды. Найти рН раствора до и после разбавления, если кажущаяся степень диссоциации увеличивается до 99%.

Вариант №16

1. Определить число ионов ОН-, находящихся в 20 мл биологической жидкости, водородный показатель которой равен 7,35.

2. Рассчитать величину рОН раствора, в 50 мл которого находится 0,027 г бромоводородной кислоты, если » 1. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 3 раза?

3. Вычислить массу основания СН3NH2×Н2О в 300 мл раствора, водородный показатель которого равен 11, если (СН3NH2×Н2О) = 3,36.

Вариант №17

1. Вычислить рН раствора и [Н+] в растворе, если [ОН-] = 2×10-4 моль/л. Определить характер среды.

2. Найти рН раствора, в 500 мл которого находится 0,005 моль гидроксида натрия и 0,01 моль хлорида кальция.

3. Рассчитать массу циановодородной кислоты, содержащейся в 400 мл раствора, гидроксидный показатель которого равен 11,4, если (HСN) = 9,1.

Вариант №18

1. Определить соотношение [ОН-] в крови (рН = 7,4) и в спинномозговой жидкости (рН = 7,5).

2. Найти водородный показатель раствора азотной кислоты с C(НNО3) = 10-9 моль/л, если » 1.

3. Рассчитать массу основания С2Н5NH2·H2O в 1800 мл раствора, водородный показатель которого равен 11,2, если 2Н5NH2×Н2О) = 5,6·10−4. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 5 раз?

 

Вариант №19

1. Определить рОН раствора, если 190 мл раствора содержат 15,05·1013 ионов водорода.

2. Вычислить рН раствора гидроксида бария, если известно, что 750 мл этого раствора содержит 0,513 г Ва(ОН)2. Во сколько раз изменится рН раствора при разбавлении его водой в 20 раз? В обоих случаях диссоциацию щелочи считать полной.

3. К 10 мл раствора муравьиной кислоты с C(НСООН) = 0,15 моль/л прибавили 40 мл Н2О. Найти рОН раствора до и после разбавления, если (HCООН) = 3,66.

Вариант №20

1. Определить гидроксидный показатель раствора гидроксида цезия с C(CsОН) = 10-9 моль/л, если » 1.

2. Рассчитать число недиссоциированных молекул слабой одноосновной кислоты в 800 мл раствора, если степень диссоциации кислоты составляет 2,5%, рН раствора равен 3,5, а (к-ты) = 1,85×10-5.

3. Вычислить водородный показатель раствора, в 300 мл которого содержится 0,384 г иодоводородной кислоты и 0,284 г сульфата натрия.


БЛОК ИНФОРМАЦИИ

 

ГИДРОЛИЗ

Растворение веществ в воде часто сопровождается химическим взаимодействием обменного характера.

Разложение веществ, проходящее с обязательным участием воды и протекающее по схеме:

AB + H-OH ⇄ AН + BОН

называется гидролизом.

Гидролизу могут подвергаться самые различные вещества: органические (эфиры, жиры, углеводы и др.), неорганические (соли, карбиды, нитриды и др.), а также высокомолекулярные соединения (белки).

Процессы ферментативного гидролиза играют важнейшую роль в пищеварении и тканевом обмене веществ всех живых организмов. Так, высокомолекулярные соединения, гидролизуются до низкомоле-кулярных продуктов (аминокислоты, глюкоза и т. п.), которые затем всасываются из кишечника и переносятся в различные ткани, где подвергаются дальнейшим превращениям.

Наибольшее практическое значение имеет гидролиз:

а) органических полимеров (белков, полисахаридов и т. п.), обычно протекающий в присутствии биологического катализатора;

б) сложных эфиров, в частности, жиров;

в) солей.

Ниже более подробно будет рассмотрен гидролиз солей, который играет большую роль в регулировании кислотности среды и в поддержании в организме кислотно-основного гомеостаза.

Гидролиз солей

Практика показывает, что водные растворы многих средних солей (К2СО3, MgCl2, CH3COONa, FeSO4 и др.) имеют неодинаковые значения рН. Причиной этого является гидролиз солей.

Гидролизом солей называется обменное взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию малодиссоциированных соединений или ионов, что вызывает изменение рН раствора.

Процесс гидролиза солей включает в себя две стадии: электро-литическую диссоциацию соли на ионы с последующим переходом протона от молекулы воды к аниону:

CO32- + H-OH ⇄ НCO3- + ОН-,

либо от гидратированного катиона металла к молекуле воды:

Fe3+×nH2O + H-OH ⇄ FeOH2+×(n-1)H2O + Н3O+.

Следует отметить, что вторая стадия процесса протекает в заметной степени, если в результате образуются малодис-социированные или малорастворимые соединения.

В обоих случаях происходит смещение равновесия диссоциации воды:

H2O ⇄ Н+ + ОН-.

В результате в растворе увеличивается концентрация ионов Н+ или ОН-, что находит отражение в изменении значения рН раствора.

Рассмотрим некоторые частные случаи гидролиза солей.

Соли, образованные катионами сильных оснований и анионами сильных кислот(Na2SO4, CaCl2, KI, Sr(NO3)2 и др.), не гидролизуются, так как катионы и анионы этих солей не образуют с водой малодиссоциированных электролитов. Водные растворы таких солей имеют нейтральную реакцию среды (рН = 7).

Гидролизу подвергаются три типа солей.

1. Соли, образованные катионами сильного основанияи анионамислабой кислоты(CH3COONa, KCN, Ca(OCl)2, NaF и др.).

Соли этого типа за счет гидролиза в водных растворах имеютщелочнуюреакцию. Этот случай гидролиза называется гидролизом по аниону.

Соли, образованные многоосновнымислабыми кислотами (Na2S, Na2CO3, K3PO4, Na2SO3 и др.), гидролизуются ступенчато, образуя в качестве промежуточных продуктов кислые соли.

Пример 1. Гидролиз ацетата натрия CH3COONa.

Эта соль образована слабой кислотой (CH3COOH) и сильным основанием (NaOH). Гидролиз данной соли протекает по аниону (CH3COO-) в одну ступень и описывается при помощи либо полного молекулярного уравнения:

CH3COONa + H-OH ⇄ CH3COOH + NaОН, pH > 7;

либо сокращенно-ионного уравнения:

CH3COO- + H-OH ⇄ CH3COOH + ОН-.

В результате образования малодиссоциированного электролита СН3СООН равновесие диссоциации воды смещается в сторону образования ионов Н+ и ОН-. В результате связывания ионов Н+ ионами СН3СОО- в CH3COOH концентрация ионов ОН- в растворе увеличивается и, таким образом, раствор приобретает щелочную реакцию.

Пример 2. Гидролиз сульфида калия K2S.

Гидролиз данной соли протекает по аниону (S2-) в две ступени:

первая ступень:

K2S + H-OH ⇄ KHS + KОН, pH > 7,

S2- + H-OH ⇄ HS- + ОН-;

вторая ступень:

KHS + H-OH ⇄ H2S + KОН,

HS- + H-OH ⇄ H2S + ОН-.

По второй ступени гидролиз протекает значительно слабее, чем по первой и может осуществляться только при нагревании и разбавлении раствора.

2. Соли, образованные катионами слабого основания и анионами сильной кислоты(NH4C1, FeSO4, ZnCl2 и др.).

Соли этого типа за счет гидролиза в водных растворах имеют кислую реакцию. Этот случай гидролиза называется гидролизом по катиону.

Соли, образованные многозарядными катионами слабого основания, гидролизуются ступенчато, образуя в качестве промежу-точных продуктов основные соли.

Пример 3. Гидролиз нитрата цинка Zn(NO3)2.

Эта соль образована сильной кислотой (HNO3) и слабым основанием (Zn(OH)2). Гидролиз данной соли протекает по катиону (Zn2+) в две ступени:

первая ступень:

Zn(NO3)2 + H-OH ⇄ ZnOHNO3 + HNO3, pH < 7,

Zn2+ + H-OH ⇄ ZnOH+ + H+;

вторая ступень:

ZnOHNO3 + H-OH ⇄ Zn(OH)2 + HNO3,

ZnOH+ + H-OH ⇄ Zn(OH)2 + H+.

Пример 4. Гидролиз сульфата хрома Cr2(SO4)3.

Гидролиз данной соли протекает по катиону (Сr3+) в три ступени:

первая ступень:

Cr2(SO4)3 + 2H-OH ⇄ 2CrOHSO4 + H2SO4, pH < 7,

Cr3+ + H-OH ⇄ CrOH2+ + H+;

вторая ступень:

2CrOHSO4 + 2H-OH ⇄ [Cr(OH)2]2SO4 + H2SO4,

CrOH2+ + H-OH ⇄ Cr(OH)2+ + H+;

третья ступень:

[Cr(OH)2]2SO4 + 2H-OH ⇄ 2Cr(OH)3 + H2SO4,

Cr(OH)2+ + H-OH ⇄ Cr(OH)3 + H+.

В обоих случаях по второй (и далее) ступени гидролиз протекает только при нагревании и разбавлении раствора.

3. Соли, образованные катионами слабого основания и анионами слабой кислоты(NH4CN, CH3COONH4, (NH4)2S, (NH4)2CO3 и др.).

Соли этого типа за счет гидролиза в водных растворах имеют слабокислую, слабощелочную или нейтральную реакцию в зависимости от величины констант диссоциации кислот и оснований, образующих данную соль. Гидролиз идет по катиону и аниону одновременно:

а) если > , то реакция раствора слабокислая;

б) если < , то реакция раствора слабощелочная;

в) если = , то реакция раствора нейтральная.

Пример 5. Гидролиз ацетата аммония CH3COONH4.

Эта соль образована слабой кислотой (CH3COOH) и слабым основанием (NH3∙H2O). Гидролиз данной соли протекает c образованием двух малодиссоциированных соединений:

CH3COONH4 + H-OH ⇄ NH3×H2O + CH3COOH,

CH3COO- + NH4+ + H-OH ⇄ NH3×H2O + CH3COOH.

(NH3×Н2О) = 1,8×10-5;

(СН3СООН) = 1,8×10-5,

pH » 7 (нейтральная среда).

Пример 6. Гидролиз карбоната аммония (NH4)2СO3.

Гидролиз данной соли протекает ступенчато:

первая ступень:

(NH4)2СO3 + H-OH ⇄ NH3×H2O + NH4HСO3,

NH4+ + СO32- + H-OH ⇄ NH3×H2O + HСO3-;

вторая ступень:

NH4HСO3 + H-OH ⇄ NH3×H2O + H2СO3,

NH4+ + HСO3- + H-OH ⇄ NH3×H2O + H2СO3.

(NH3×Н2О) = 1,8×10-5,

2СО3) = 3,7×10-7,

2СО3) = 4,7×10-11,

pH > 7 (слабощелочная среда).

Из приведенных примеров видно, что гидролизсолей, образованных многозарядными катионами или анионами, протекает ступенчато, но самопроизвольно не доходит до конца (т. е. до образования кислоты и основания, образующих данную соль). Гидролиз по первой ступени протекает в большей степени, чем по последующим ступеням. Это связано с тем, что при гидролизе по первой ступени в растворе увеличивается концентрация ионов Н+ или ОН-, что препятствует дальнейшему протеканию процесса.

Необратимыйгидролиз (т. е. самопроизвольно протекающий до конца) встречается у некоторых солей, образованных катионами слабого основания и анионами слабой кислоты. Для таких солей в соответствующей клетке таблицы растворимости стоит прочерк. Это означает, что вследствие полного гидролиза такие соли в водном растворе не существуют. Необратимый гидролиз возможен только в том случае, когда образующееся в результате гидролиза одно малодиссоциированное соединение является малорастворимым (основание), а другое - летучим (кислота).

Пример 7. Гидролиз сульфида алюминия Al2S3 (в таблице растворимости – прочерк).

При растворении этой соли в воде протекает необратимый процесс гидролиза:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3¯ + 3H2

Необратимый гидролиз необходимо учитывать при написании уравнений реакций, протекающих между электролитами в водных растворах.

Пример 8.Смешали водные растворы Na2CO3 и FeCl3. Написать уравнение протекающей реакции.

Здесь имеет место взаимный гидролиз, т.е. гидролиз одной соли усиливает гидролиз другой соли. Таким образом, процесс гидролиза самопроизвольно идет до конца, т. е. до образования малораст-воримого гидроксида железа (III) Fe(OH)3 и углекислого газа СО2:

3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O = 2Fe(OH)3¯ + 3CO2­ + 6NaCl

3СO32- + 2Fe3+ + 3H2O = 2Fe(OH)3¯ + 3CO2­






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.