Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Гидролиз солей

Читайте также:
  1. А) Всасывание воды, солей, продуктов переваривания пищи,
  2. Гц. Фор-лы пентозанов и гексозанов. Степень полим-ции. Состав Гц хвойн и лист-й др-ны. Р-ция гидролиза пентозанов и гексозанов. Практич-е использ-е ГЦ.
  3. Конфигурации электродегидраторов для отделения воды и солей от нефти
  4. Нарушение гидролиза и всасывания углеводов
  5. Равновесие в водных растворах гидролизующихся солей. Расчет рН.
  6. Расчет растворимости солей и минералов

 

Гидролизом соли называется процесс взаимодействия растворенной соли с водой, сопровождающийся, как правило, изменением рН раствора. Гидролиз может происходить только в том случае, когда в процессе взаимодействия происходит образование мало диссоциирующих частиц. Поэтому гидролизу подвергаются соли слабых кислот или слабых оснований или тех и других вместе.

Уравнения гидролиза пишут аналогично другим ионным уравнениям: малодиссоциированные и малорастворимые, а также газообразные вещества пишут в виде молекул, сильные электролиты - в виде ионов. Уравнения гидролиза солей многоосновных кислот и оснований с кислотностью больше 1 записывают по ступеням.

Пример 1

Гидролиз Na2CO3 (соль сильного основания и слабой кислоты).

I ступень: СО32-2О «НСО3- + ОН-

(ионно-молекулярное уравнение)

Na2CO3 + H2O «NaHCO3+ NaOH

(молекулярное уравнение)

2 ступень: HCO3-+ H2O «H2CO3 + OH-

NaHCO3 + H2O «H2CO3 + NaOH.

Анион слабой кислоты (карбонат-ион СО32-) связывает ионы водорода, образуя по I ступени гидрокарбонат-ион (НСО3-), по 2 ступени - слабую угольную кислоту (H2CO3). При этом накапливаются гидроксид-ионы (ОН-), обуславливающие щелочную реакцию раствора (рН>7).

Пример 2

Гидролиз NH4Cl (соль слабого основания и сильной кислоты)

NH4++H2O «NH4OH + H+

NH4Cl + H2O «NH4OH + HC1.

Пример 3

Гидролиз СrCl3 (соль слабого основания с кислотностью, равной 3, и сильной кислоты). Ион Cr3+ соединяется с ионами ОН- ступенчато, образуя гидросксид-ионы, ионы Cr(OH)2+, [Cr(OH)2]+ и молекулы Cr(OH)3. Практически гидролиз ограничивается I ступенью:

Cr3++H2O «Cr(OH)2++H+.

Образуется основная соль

CrCl3 + H2O «CrOHC12 + Hc1. РН<7.
Пример 4

Гидролиз Al(CH3COO)3 (соль слабого основания и слабой кислоты)

Al3++3CH3COO- + 3H2O ® Al(OH)3¯ + 3CH3COOH

В этом случае образующиеся ионы водорода и гидроксид-ионы взаимно нейтрализуются (рН» 7), следовательно, процесс гидролиза становится необратимым. Образуются малодиссоциирующие кислота и основание.

Константа гидролиза (Кг), степень гидролиза (h) связаны с ионным произведением воды (КW) и молярными концентрациями гидролизующейся соли (С) и образующихся ионов [Н+] и [ОН-] следующими соотношениями:

а) гидролиз по аниону (соль слабой кислоты и сильного основания)

Кг = КWa,

h» Ö(Кг/С),

[ОН-]= h × C» Ö(Кг×С), [Н+]» КW/[ОН-],

где Ка - константа диссоциации кислоты;

б) гидролиз по катиону (соль слабого основания и сильной кислоты)

Кг = КWb,

h @ Ö(Кг/С),

+] = h×C»Ö(Кг×С),

где Кb - константа диссоциации основания;

в) одновременный гидролиз по катиону и аниону (соль слабого основания и слабой кислоты)

Кг = КW/(Кb×Кa).

 

 

Замечания

1. Приведенные выше формулы справедливы при выполнении условия h<<1. Если это условие не выполняется, то h рассчитывают из формулы

КГ=C× h2/(1-h).

2. Для расчета константы гидролиза необходимо использовать константы диссоциации кислот и оснований по ступени, соответствующей уравнению гидролиза, например, уравнению гидролиза

HPO4 2- + H2O «H2PO4 - + OH-

соответствует вторая ступень диссоциации фосфорной кислоты

H2PO4 - «HPO4 2- + H+.

(Обратите внимание на подчеркнутые ионы - они присутствуют в обоих процессах, хотя и расположены по разные стороны от стрелки).

Пример 5

Вычислить степень гидролиза ацетата калия в 0,1 М растворе и рН раствора.

Решение

Уравнение реакции гидролиза

СН3СОО-2О «СН3СООН + ОН-.

Из справочных данных Кa=1,8×10-5.

Кг = КWa = 10-14 /(1,8×10-5) = 5,56 × 10-10.

h = Ö(Кг/С) = Ö(5,56×10-10 /0,1) = 7,5×10-5.

[ОН-] = h×C = 7,5×10-5×0,1 = 7,5×10-6 моль/л.

+] = КW/[ОН-] = 10-14/(7,5×10-6) = 1,33×10-9 моль/л.

рН = -lg[Н+] = - lg 1,3 × 10-9 = 8,88.

Пример 6

Определить рН 0,1 М раствора ортофосфата калия К3РО4.

Решение

Для расчета рН достаточно ограничиться I ступенью гидролиза

PO43-+H2O «HPO42-+ OH-,

соответствующей третьей ступени диссоциации фосфорной кислоты Кa33РО4) = 1,3 × 10-12.

Кг = КWa3 = 10-14/(1,3×10-12) = 7,7×10-3.

Далее решение аналогично решению примера 5.

Если в раствор гидролизующейся соли ввести реактив, связывающий образующиеся при гидролизе ионы Н+ или ОН-, то, в соответствии с принципом Ле Шателье, для восполнения потерь этих ионов равновесие смещается в сторону усиления гидролиза. Гидролиз может стать полным и необратимым.

Пример 7.

Гидролиз хлорида цинка:

I ступень: Zn2++H2O «ZnOH++H+

2 ступень: ZnOH++H2O «Zn(OH)2¯ +H+.

Если в раствор соли ZnCl2 добавить немного щелочи, то гидроксид-ионы ОН- щелочи будут связывать образующиеся при гидролизе ионы Н+ с образованием воды. Равновесие сместится вправо, т.е. гидролиз пойдет и по 2 ступени, до конечного продукта Zn(OH)2¯. Если же раствор соли (ZnCl2) подкислить, то увеличение концентрации ионов Н+ сместит равновесие гидролиза влево, т.е. гидролиз будет подавлен.

Ионы Н+ (или ОН-) можно связать в молекулы воды, вводя в раствор не только щелочь (или кислоту), но и другую соль, которая также подвержена гидролизу, но характер среды в растворе которой противоположен характеру среды раствора первой соли. Сливаемые растворы взаимно нейтрализуют друг друга, гидролиз обеих солей усилится и станет необратимым, что приведет к образованию конечных продуктов гидролиза обеих солей

Пример 8

При смешении растворов солей Zn(NO3)2 и Na2CO3 гидролиз общих солей будет полным и необратимым.

Первый раствор

I ступень: Zn2++H2O «Zn(OH)++H+,

2 ступень: ZnOH++H2O «Zn(OH)2¯ +H+.

Второй раствор

I ступень: CO32- + H2O «HCO3-+OH-,

2 ступень: HCO3-+H2O «H2CO3 + OH-.

При сливании растворов

Н+ + ОН-®Н2О

и, как следствие (с учетом того, что угольная кислота неустойчива и разлагается на CO2 и H2O)

Zn2++CO32-+H2O ® Zn(OH)2¯ + CO2­

или в молекулярном виде

Zn(NO3)2 + Na2CO3 + H2O ® Zn(OH)2¯ + CO2­ + 2NaNO3.


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 241 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Химическая кинетика | Влияние температуры | Химическое равновесие | Необратимые реакции | Химическое равновесие | Элементы химической термодинамики | Процессы, для которых DS > 0 | Термохимические расчеты | Химическая термодинамика и направление процессов | Отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул электролита называется степенью электролитической диссоциации (a). |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Задачи для самостоятельного решения| Комплексные соединения

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.009 сек.)