Աղի հիդրոլիզ» - Քիմիայի մասին պատկերացում կազմել՝ որպես հասարակության արտադրողական ուժ: Քացախաթթուն CH3COOH-ն ամենահինն է օրգանական թթուներ. Թթուներում՝ կարբոքսիլային խմբեր, Բայց այստեղ բոլոր թթուները թույլ են։

Բոլոր թթուները, դրանց հատկությունները և հիմքերը բաժանվում են ուժեղ և թույլ: Օրինակ, դուք չեք կարող պատրաստել թույլ թթվի խտացված լուծույթ կամ ուժեղ հիմքի նոսր լուծույթ: Մեր ջուրն այս դեպքում հիմքի դեր է խաղում, քանի որ դրանից պրոտոն է ստանում աղաթթվի. Թթուներ, որոնք ամբողջությամբ տարանջատվում են ջրային լուծույթներկոչվում են ուժեղ:

Անորոշ թվով ջրի մոլեկուլներով հիդրացված օքսիդների համար, օրինակ՝ Tl2O3 n H2O, անընդունելի է Tl(OH)3 նման բանաձևեր գրել։ Նման միացությունները հիդրօքսիդ անվանելը նույնպես խորհուրդ չի տրվում։

Հիմքերի համար կարելի է քանակականացնել դրանց ուժը, այսինքն՝ պրոտոնը թթվից պոկելու ունակությունը։ Բոլոր հիմքերը պինդ են՝ տարբեր գույներով։ Ուշադրություն. Ալկալիները շատ կաուստիկ նյութեր են։ Մաշկի հետ շփվելու դեպքում ալկալային լուծույթներն առաջացնում են ծանր երկարատև ապաքինող այրվածքներ, աչքերի մեջ մտնելու դեպքում՝ կուրություն։ Մկնդեղ պարունակող կոբալտային հանքանյութերը թրծելիս արտազատվում է ցնդող թունավոր մկնդեղի օքսիդ:

Ջրի մոլեկուլի այս հատկությունները ձեզ արդեն հայտնի են։ II) և լուծում քացախաթթու. HNO2) - միայն մեկ պրոտոն:

Բոլոր հիմքերը պինդ մարմիններ են, որոնք ունեն տարբեր գույներ: 1. Գործում են ցուցիչներով։ Ցուցանիշները փոխում են իրենց գույնը՝ կախված տարբերի հետ փոխազդեցությունից քիմիական նյութեր. Հիմքերի հետ շփվելիս նրանք փոխում են իրենց գույնը՝ վերածվում է մեթիլ նարնջի ցուցիչը դեղին, լակմուսի ցուցիչ՝ ին Կապույտ գույն, իսկ ֆենոլֆթալեինը դառնում է ֆուքսիա։

Սառեցրեք տարաները, օրինակ՝ դրանք դնելով սառույցով լցված տարայի մեջ։ Երեք լուծույթները կմնան պարզ, իսկ չորրորդը արագ կպղտորվի, սպիտակ նստվածք կսկսի թափվել: Հենց այստեղ է գտնվում բարիումի աղը։ Մի կողմ դրեք այս տարան: Դուք կարող եք արագ որոշել բարիումի կարբոնատը այլ կերպ: Սա բավականին հեշտ է պատրաստել, ձեզ հարկավոր է միայն ճենապակյա գոլորշիացնող բաժակներ և ոգելից լամպ: Եթե ​​դա լիթիումի աղ է, գույնը կլինի վառ կարմիր։ Ի դեպ, եթե բարիումի աղը նույն կերպ փորձարկվեր, բոցի գույնը պետք է կանաչ լիներ։

Էլեկտրոլիտը այն նյութն է, որը պինդ վիճակում մեկուսիչ է, այսինքն՝ չի վարում էլեկտրական հոսանք, սակայն, երբ լուծարվում կամ հալվում է, դառնում է հաղորդիչ։ Հիշեք, որ տարանջատման աստիճանը և, համապատասխանաբար, էլեկտրոլիտի ուժը կախված են բազմաթիվ գործոններից՝ էլեկտրոլիտի բնույթից, լուծիչից և ջերմաստիճանից: Ուստի այս բաժանումն ինքնին որոշակի չափով պայմանական է։ Ի վերջո, նույն նյութը կարող է տարբեր պայմաններլինի և՛ ուժեղ էլեկտրոլիտ, և՛ թույլ:

Հիդրոլիզ չի լինում, նոր միացություններ չեն առաջանում, միջավայրի թթվայնությունը չի փոխվում։ Ինչպե՞ս է փոխվում շրջակա միջավայրի թթվայնությունը: Ռեակցիայի հավասարումները դեռ չեն կարող գրվել: Մեզ մնում է հաջորդաբար քննարկել աղերի 4 խումբ և յուրաքանչյուրի համար տալ հիդրոլիզի կոնկրետ «սցենար»։ Հաջորդ մասում կսկսենք թույլ հիմքից և ուժեղ թթվից առաջացած աղերից։

Հոդվածը կարդալուց հետո դուք կկարողանաք առանձնացնել նյութերը աղերի, թթուների և հիմքերի: H լուծումը, որը ընդհանուր հատկություններունեն թթուներ և հիմքեր. Եթե ​​նկատի ունեն Լյուիս թթվի սահմանումը, ապա տեքստում նման թթուն կոչվում է Լյուիս թթու։

Որքան ցածր է այս արժեքը, այնքան ուժեղ է թթուն: Ուժեղ կամ թույլ. սա անհրաժեշտ է Ph.D. դիտեք, բայց դուք պետք է իմանաք դասականներին: Ուժեղ թթուները թթուներ են, որոնք կարող են աղից հեռացնել մեկ այլ թթվի անիոնը:

Հիդրոլիզի հաստատունը հավասար է կոնցենտրացիաների արտադրանքի հարաբերակցությանը
հիդրոլիզի արտադրանք մինչև չհիդրոլիզացված աղի կոնցենտրացիան:

Օրինակ 1Հաշվե՛ք NH 4 Cl-ի հիդրոլիզի աստիճանը:

Լուծում:Աղյուսակից մենք գտնում ենք Kd (NH 4 OH) \u003d 1.8 ∙ 10 -3, այստեղից

Kγ \u003d Kv / Kd k \u003d \u003d 10 -14 / 1.8 10 -3 \u003d 5.56 10 -10:

Օրինակ 2Հաշվե՛ք ZnCl 2-ի հիդրոլիզի աստիճանը 1 քայլով 0,5 Մ լուծույթում:

Լուծում:Իոնային հիդրոլիզի հավասարումը Zn 2 + H 2 O ZnOH + + H +

Kd ZnOH +1=1,5∙10 -9; hγ=√(Kv/ [Kd հիմնական ∙Cm]) = 10 -14 /1.5∙10 -9 ∙0.5=0.36∙10 -2 (0.36%):

Օրինակ 3Կազմել աղերի հիդրոլիզի իոն-մոլեկուլային և մոլեկուլային հավասարումներ՝ ա) KCN. բ) Na 2 CO 3; գ) ZnSO 4. Որոշե՛ք այդ աղերի միջին լուծույթների ռեակցիան։

Լուծում:ա) Կալիումի ցիանիդ KCN-ը թույլ միաբազային թթվի (տես Հավելվածի Աղյուսակ I) HCN-ի և ամուր հիմքի KOH աղ է: Ջրի մեջ լուծարվելիս KCN մոլեկուլները ամբողջությամբ տարանջատվում են K + կատիոնների և CN - անիոնների: K + կատիոնները չեն կարող կապել OH - ջրի իոնները, քանի որ KOH-ը ուժեղ էլեկտրոլիտ է: Անիոնները, մյուս կողմից, CN - կապում են ջրի H + իոնները՝ ձևավորելով թույլ էլեկտրոլիտի HCN մոլեկուլներ: Աղը հիդրոլիզվում է անիոնում: Իոնային մոլեկուլային հավասարումհիդրոլիզ

CN - + H 2 O HCN + OH -

կամ մոլեկուլային տեսքով

KCN + H 2 O HCN + KOH

Հիդրոլիզի արդյունքում լուծույթում առաջանում է OH-իոնների որոշակի ավելցուկ, հետևաբար KCN լուծույթն ունենում է ալկալային ռեակցիա (pH > 7):

բ) Նատրիումի կարբոնատ Na 2 CO 3-ը թույլ պոլիհիմնաթթվի և ամուր հիմքի աղ է: Այս դեպքում CO 3 2- աղի անիոնները, կապելով ջրի ջրածնի իոնները, ձևավորում են HCO - 3 թթվային աղի անիոններ, և ոչ թե H 2 CO 3 մոլեկուլները, քանի որ HCO - 3 իոնները տարանջատվում են շատ ավելի դժվար, քան H 2 CO 3 մոլեկուլներ. Նորմալ պայմաններում հիդրոլիզն ընթանում է առաջին փուլում։ Աղը հիդրոլիզվում է անիոնում: Իոն-մոլեկուլային հիդրոլիզի հավասարումը

CO2-3 + H 2 O HCO - 3 + OH -

կամ մոլեկուլային տեսքով

Na 2 CO 3 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH

Լուծույթում առաջանում է OH - իոնների ավելցուկ, ուստի Na 2 CO 3 լուծույթն ունենում է ալկալային ռեակցիա (pH> 7)։

գ) Ցինկի սուլֆատ ZnSO 4 - թույլ բազմաթթվային հիմքի աղ Zn (OH) 2 և ուժեղ թթու H 2 SO 4: Այս դեպքում Zn + կատիոնները կապում են ջրի հիդրօքսիդ իոնները՝ առաջացնելով ZnOH + հիմնական աղի կատիոնները։ Zn(OH) 2 մոլեկուլների ձևավորումը տեղի չի ունենում, քանի որ ZnOH + իոնները շատ ավելի դժվար են տարանջատվում, քան Zn(OH) 2 մոլեկուլները: Նորմալ պայմաններում հիդրոլիզն ընթանում է առաջին փուլում։ Աղը հիդրոլիզվում է կատիոնում։ Իոն-մոլեկուլային հիդրոլիզի հավասարումը

Zn 2+ + H 2 O ZnOH + + H +

կամ մոլեկուլային տեսքով

2ZnSO 4 + 2H 2 O (ZnOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4

Լուծույթում հայտնվում է ջրածնի իոնների ավելցուկ, ուստի ZnSO 4 լուծույթն ունենում է թթվային ռեակցիա (pH< 7).

Օրինակ 4Ի՞նչ արտադրատեսակներ են առաջանում A1(NO 3) 3 և K 2 CO 3 լուծույթները խառնելիս: Կազմեք իոն-մոլեկուլային և մոլեկուլային ռեակցիայի հավասարում:

Լուծում.Աղ A1 (NO 3) 3-ը հիդրոլիզվում է կատիոնով, իսկ K 2CO 3 - անիոնով.

A1 3+ + H 2 O A1OH 2+ + H +

CO 2-3 + H 2 O HSO - s + OH -

Եթե ​​այս աղերի լուծույթները գտնվում են նույն անոթում, ապա դրանցից յուրաքանչյուրի հիդրոլիզը փոխադարձաբար ուժեղանում է, քանի որ H + և OH- իոնները կազմում են թույլ էլեկտրոլիտի մոլեկուլ H 2 O: Այս դեպքում հիդրոլիտիկ հավասարակշռությունը փոխվում է դեպի ճիշտ և վերցված աղերից յուրաքանչյուրի հիդրոլիզը ավարտվում է A1 (OH) 3 և CO 2 (H 2 CO 3) առաջացմամբ: Իոնային-մոլեկուլային հավասարում.

2A1 3+ + ZSO 2- 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + ZSO 2

մոլեկուլային հավասարում. ZSO 2 + 6KNO 3

2A1 (NO 3) 3 + ZK 2 CO 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3

Բոլոր թթուները, դրանց հատկությունները և հիմքերը բաժանվում են ուժեղ և թույլ: Բայց մի համարձակվեք շփոթել այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են « ուժեղ թթու» կամ «ուժեղ բազան» իրենց կենտրոնացվածությամբ։ Օրինակ, դուք չեք կարող պատրաստել թույլ թթվի խտացված լուծույթ կամ ուժեղ հիմքի նոսր լուծույթ: Օրինակ, աղաթթուն, երբ լուծվում է ջրի մեջ, ջրի երկու մոլեկուլներից յուրաքանչյուրին տալիս է իր պրոտոններից մեկը:

Երբ դա տեղի ունենա քիմիական ռեակցիահիդրոնիումի իոնում ջրածնի իոնը շատ ուժեղ է կապվում ջրի մոլեկուլին։ Ռեակցիան ինքնին կշարունակվի այնքան ժամանակ, մինչև դրա ռեակտիվները լիովին սպառվեն: Մեր ջուրն այս դեպքում հիմքի դեր է խաղում, քանի որ աղաթթվից պրոտոն է ստանում։ Թթուները, որոնք ամբողջությամբ տարանջատվում են ջրային լուծույթներում, կոչվում են ուժեղ թթուներ:

Երբ մենք գիտենք ուժեղ թթվի հենց սկզբնական կոնցենտրացիան, ապա այս դեպքում դժվար չէ հաշվարկել հիդրոնիումի իոնների և քլորիդ իոնների կոնցենտրացիան լուծույթում։ Օրինակ, եթե վերցնեք և լուծեք 0,2 մոլ գազային աղաթթու 1 լիտր ջրի մեջ, ապա տարանջատումից հետո իոնների կոնցենտրացիան լիովին նույնը կլինի։

Ուժեղ թթուների օրինակներ.

1) HCl, աղաթթու;
2) HBr, ջրածնի բրոմիդ;
3) HI, ջրածնի յոդ;
4) HNO3, ազոտական ​​թթու;
5) HClO4 - պերքլորաթթու;
6) H2SO4 - ծծմբական թթու.

Բոլոր հայտնի թթուները (բացառությամբ ծծմբաթթվի) թվարկված են վերևում և մոնոպրոտիկ են, քանի որ դրանց ատոմներից յուրաքանչյուրը տալիս է մեկական պրոտոն. Ծծմբաթթվի մոլեկուլները հեշտությամբ կարող են նվիրաբերել իրենց պրոտոններից երկուսը, այդ իսկ պատճառով ծծմբաթթուն դիպրոտիկ է։

Էլեկտրոլիտները ամուր հիմքեր են, դրանք ամբողջությամբ տարանջատվում են ջրային լուծույթներում՝ առաջացնելով հիդրօքսիդի իոն։

Ինչպես թթուների դեպքում, հիդրօքսիդի իոնի կոնցենտրացիան հաշվարկելը շատ հեշտ է, երբ իմանաք լուծույթի սկզբնական կոնցենտրացիան: Օրինակ՝ 2 մոլ/լ կոնցենտրացիայով NaOH լուծույթը տարանջատվում է իոնների նույն կոնցենտրացիայի մեջ։

Թույլ թթուներ. Հիմքերը և հատկությունները

Ինչ վերաբերում է թույլ թթուներին, ապա դրանք ամբողջությամբ չեն տարանջատվում, այսինքն՝ մասամբ։ Շատ հեշտ է տարբերակել ուժեղ և թույլ թթուները. եթե տեղեկատու աղյուսակը ցույց է տալիս դրա հաստատունը թթվի անվան կողքին, ապա այս թթուն թույլ է. եթե հաստատունը տրված չէ, ապա այս թթուն ուժեղ է:

Թույլ հիմքերը նույնպես լավ են արձագանքում ջրի հետ՝ ձևավորելով հավասարակշռության համակարգ։ Թույլ թթուներին բնորոշ է նաև դիսոցման հաստատուն Կ.

				Հիմնադրամներ
	միջին ուժ
			Ալկալիական մետաղների հիդրօքսիդներ (KOH, NaOH, ZiOH), Ba(OH) 2 և այլն:		Na 4 OH և ջրում չլուծվող հիմքեր (Ca (OH) 2, Zi (OH) 2, AL (OH) 3 և այլն:

Հիդրոլիզի հաստատունը հավասար է հիդրոլիզի արտադրանքի կոնցենտրացիաների արտադրանքի և չհիդրոլիզացված աղի կոնցենտրացիայի հարաբերությանը:

Օրինակ 1Հաշվե՛ք NH 4 Cl-ի հիդրոլիզի աստիճանը:

Լուծում:Աղյուսակից մենք գտնում ենք Kd (NH 4 OH) \u003d 1.8 ∙ 10 -3, այստեղից

Kγ \u003d Kv / Kd k \u003d \u003d 10 -14 / 1.8 10 -3 \u003d 5.56 10 -10:

Օրինակ 2Հաշվե՛ք ZnCl 2-ի հիդրոլիզի աստիճանը 1 քայլով 0,5 Մ լուծույթում:

Լուծում: Zn 2 + H 2 OZnOH + + H + հիդրոլիզի իոնային հավասարումը

Kd ZnOH +1=1,5∙10 -9; hγ=√(Kv/ [Kd հիմնական ∙Cm]) = 10 -14 /1.5∙10 -9 ∙0.5=0.36∙10 -2 (0.36%):

Օրինակ 3Կազմել աղերի հիդրոլիզի իոն-մոլեկուլային և մոլեկուլային հավասարումներ՝ ա) KCN. բ) Na 2 CO 3; գ) ZnSO 4. Որոշե՛ք այդ աղերի միջին լուծույթների ռեակցիան։

Լուծում:ա) Կալիումի ցիանիդ KCN-ը թույլ միաբազային թթվի (տես Հավելվածի Աղյուսակ I) HCN-ի և ամուր հիմքի KOH աղ է: Ջրի մեջ լուծարվելիս KCN մոլեկուլները ամբողջությամբ տարանջատվում են K + կատիոնների և CN - անիոնների: K + կատիոնները չեն կարող կապել OH - ջրի իոնները, քանի որ KOH-ը ուժեղ էլեկտրոլիտ է: Անիոնները, մյուս կողմից, CN - կապում են ջրի H + իոնները՝ ձևավորելով թույլ էլեկտրոլիտի HCN մոլեկուլներ: Աղը հիդրոլիզվում է անիոնում: Իոն-մոլեկուլային հիդրոլիզի հավասարումը

CN - + H 2 O HCN + OH -

կամ մոլեկուլային տեսքով

KCN + H 2 O HCN + KOH

Հիդրոլիզի արդյունքում լուծույթում առաջանում է OH-իոնների որոշակի ավելցուկ, հետևաբար KCN լուծույթն ունենում է ալկալային ռեակցիա (pH > 7):

բ) Նատրիումի կարբոնատ Na 2 CO 3-ը թույլ պոլիհիմնաթթվի և ամուր հիմքի աղ է: Այս դեպքում CO 3 2- աղի անիոնները, կապելով ջրի ջրածնի իոնները, ձևավորում են HCO - 3 թթվային աղի անիոններ, և ոչ թե H 2 CO 3 մոլեկուլները, քանի որ HCO - 3 իոնները տարանջատվում են շատ ավելի դժվար, քան H 2 CO 3 մոլեկուլներ. Նորմալ պայմաններում հիդրոլիզն ընթանում է առաջին փուլում։ Աղը հիդրոլիզվում է անիոնում: Իոն-մոլեկուլային հիդրոլիզի հավասարումը

CO2-3 + H 2 OHCO - 3 + OH -

կամ մոլեկուլային տեսքով

Na 2 CO 3 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH

Լուծույթում առաջանում է OH - իոնների ավելցուկ, ուստի Na 2 CO 3 լուծույթն ունենում է ալկալային ռեակցիա (pH> 7)։

գ) Ցինկի սուլֆատ ZnSO 4 - թույլ բազմաթթվային հիմքի աղ Zn (OH) 2 և ուժեղ թթու H 2 SO 4: Այս դեպքում Zn + կատիոնները կապում են ջրի հիդրօքսիդ իոնները՝ առաջացնելով ZnOH + հիմնական աղի կատիոնները։ Zn(OH) 2 մոլեկուլների ձևավորումը տեղի չի ունենում, քանի որ ZnOH + իոնները շատ ավելի դժվար են տարանջատվում, քան Zn(OH) 2 մոլեկուլները: Նորմալ պայմաններում հիդրոլիզն ընթանում է առաջին փուլում։ Աղը հիդրոլիզվում է կատիոնում։ Իոն-մոլեկուլային հիդրոլիզի հավասարումը

Zn 2+ + H 2 OZnOH + + H +

կամ մոլեկուլային տեսքով

2ZnSO 4 + 2H 2 O (ZnOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4

Լուծույթում հայտնվում է ջրածնի իոնների ավելցուկ, ուստի ZnSO 4 լուծույթն ունենում է թթվային ռեակցիա (pH< 7).

Օրինակ 4Ի՞նչ արտադրատեսակներ են առաջանում A1(NO 3) 3 և K 2 CO 3 լուծույթները խառնելիս: Կազմեք իոն-մոլեկուլային և մոլեկուլային ռեակցիայի հավասարում:

Լուծում.Աղ A1 (NO 3) 3-ը հիդրոլիզվում է կատիոնով, իսկ K 2CO 3-ը՝ անիոնով.

A1 3+ + H 2 O A1OH 2+ + H +

CO 2-3 + Հ 2 Օ HCO - s + OH -

Եթե ​​այս աղերի լուծույթները գտնվում են նույն անոթում, ապա տեղի է ունենում դրանցից յուրաքանչյուրի հիդրոլիզի փոխադարձ ուժեղացում, քանի որ H + և OH - իոնները կազմում են թույլ էլեկտրոլիտի մոլեկուլ H 2 O: Այս դեպքում հիդրոլիտիկ հավասարակշռությունը տեղաշարժվում է դեպի աջ, և վերցված յուրաքանչյուր աղի հիդրոլիզը ավարտվում է A1 (OH) 3 և CO 2 (H 2 CO 3) առաջացմամբ։ Իոնային-մոլեկուլային հավասարում.

2A1 3+ + ZSO 2- 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + ZSO 2

մոլեկուլային հավասարում. ZSO 2 + 6KNO 3

2A1 (NO 3) 3 + ZK 2 CO 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3