Conferenza: Idrolisi del sale. Ambiente di soluzioni acquose: acido, neutro, alcalino

Idrolisi del sale

Continuiamo a studiare i modelli di flusso reazioni chimiche. Mentre studiavi l'argomento, l'hai imparato quando dissociazione elettrolitica in una soluzione acquosa, le particelle coinvolte nella reazione delle sostanze si dissolvono in acqua. Questa è idrolisi. Vari inorganici e materia organica in particolare il sale. Senza comprendere il processo di idrolisi dei sali, non sarai in grado di spiegare i fenomeni che si verificano negli organismi viventi.

L'essenza dell'idrolisi del sale si riduce al processo di scambio dell'interazione degli ioni (cationi e anioni) del sale con le molecole d'acqua. Di conseguenza, si forma un elettrolita debole, un composto a bassa dissociazione. In una soluzione acquosa compare un eccesso di ioni liberi H + o OH -. Ricorda, la dissociazione di quali elettroliti forma ioni H + e quale OH -. Come hai intuito, nel primo caso abbiamo a che fare con un acido, il che significa che il mezzo acquoso con ioni H+ sarà acido. Nel secondo caso, alcalino. Nell'acqua stessa, il mezzo è neutro, poiché si dissocia leggermente in ioni H + e OH - della stessa concentrazione.

La natura dell'ambiente può essere determinata mediante indicatori. La fenolftaleina rileva un ambiente alcalino e colora la soluzione di cremisi. Il tornasole diventa rosso con acido e blu con alcali. Arancio metile - arancio, in ambiente alcalino diventa giallo, in ambiente acido - rosa. Il tipo di idrolisi dipende dal tipo di sale.

Tipi di sale

Quindi, qualsiasi sale è un'interazione di un acido e una base, che, come capisci, sono forti e deboli. Forti sono quelli il cui grado di dissociazione α è vicino al 100%. Va ricordato che l'acido solforoso (H 2 SO 3) e l'acido fosforico (H 3 PO 4) sono spesso indicati come acidi a media resistenza. Quando si risolvono problemi di idrolisi, questi acidi devono essere classificati come deboli.

Acidi:

Forte: HCl; HBr; Hl; HNO3; HClO 4 ; H2SO4. I loro residui acidi non interagiscono con l'acqua.

Debole: AF; H2CO3; H 2 SiO 3 ; H2S; HNO2; H2SO3; H3PO4; acidi organici. E i loro residui acidi interagiscono con l'acqua, prelevando cationi idrogeno H+ dalle sue molecole.

Motivi:

Forte: idrossidi metallici solubili; Ca(OH) 2 ; Sr(OH) 2 . I loro cationi metallici non interagiscono con l'acqua.

Debole: idrossidi metallici insolubili; idrossido di ammonio (NH 4 OH). E i cationi metallici qui interagiscono con l'acqua.

Sulla base di questo materiale, consideratipi di sale :

Sali a base forte e acido forte. Ad esempio: Ba (NO 3) 2, KCl, Li 2 SO 4. Caratteristiche: non interagiscono con l'acqua, il che significa che non subiscono idrolisi. Le soluzioni di tali sali hanno un mezzo di reazione neutro.

Sali con una base forte e un acido debole. Ad esempio: NaF, K 2 CO 3 , Li 2 S. Caratteristiche: i residui acidi di questi sali interagiscono con l'acqua, si verifica l'idrolisi anionica. Il mezzo delle soluzioni acquose è alcalino.

Sale co base debole e acido forte. Ad esempio: Zn (NO 3) 2, Fe 2 (SO 4) 3, CuSO 4. Caratteristiche: solo i cationi metallici interagiscono con l'acqua, si verifica l'idrolisi dei cationi. Mercoledì è acido.

Sali con una base debole e un acido debole. Ad esempio: CH 3 COONН 4, (NH 4) 2 CO 3 , HCOONН 4. Caratteristiche: sia i cationi che gli anioni dei residui acidi interagiscono con l'acqua, l'idrolisi avviene per catione e anione.

Un esempio di idrolisi al catione e formazione di un ambiente acido:

Idrolisi del cloruro ferrico FeCl 2

FeCl 2 + H 2 O ↔ Fe(OH)Cl + HCl(equazione molecolare)

Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - ↔ FeOH + + 2Cl - + H+ (equazione ionica completa)

Fe 2+ + H 2 O ↔ FeOH + + H + (equazione ionica abbreviata)

Un esempio di idrolisi anionica e formazione di un ambiente alcalino:

Idrolisi dell'acetato di sodio CH 3 COONa

CH 3 COONa + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NaOH(equazione molecolare)

Na + + CH 3 COO - + H 2 O ↔ Na + + CH 3 COOH + OH- (equazione ionica completa)

CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -(equazione ionica abbreviata)

Un esempio di co-idrolisi:

• Idrolisi del solfuro di alluminio Al 2S 3

Al 2 S 3 + 6H2O ↔ 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S

In questo caso, vediamo l'idrolisi completa, che si verifica se il sale è formato da una base debole insolubile o volatile e da un acido debole insolubile o volatile. Nella tabella della solubilità sono presenti dei trattini su tali sali. Se durante la reazione di scambio ionico si forma un sale che non esiste in una soluzione acquosa, è necessario scrivere la reazione di questo sale con l'acqua.

Per esempio:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 ↔ Fe2 (CO3) 3+ 6NaCl

Fe2 (CO3) 3+ 6H 2 O ↔ 2Fe(OH) 3 + 3H 2 O + 3CO 2

Aggiungiamo queste due equazioni, quindi ciò che viene ripetuto a sinistra e parti giuste, ridurre:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O ↔ 6NaCl + 2Fe(OH) 3 ↓ + 3CO 2

Durante la lezione analizzeremo l'argomento "Idrolisi. Mezzo di soluzioni acquose. Indicatore di idrogeno". Imparerai l'idrolisi: la reazione di scambio di una sostanza con l'acqua, che porta alla decomposizione chimico. Inoltre, verrà introdotta una definizione per l'indice di idrogeno, il cosiddetto pH.

Argomento: Soluzioni e loro concentrazione, sistemi dispersi, dissociazione elettrolitica

Lezione: idrolisi. Mezzo di soluzioni acquose. Indicatore di idrogeno

Idrolisi -è la reazione di scambio di una sostanza con l'acqua, che porta alla sua decomposizione. Proviamo a capire il perché di questo fenomeno.

Gli elettroliti si dividono in elettroliti forti e elettroliti deboli. Consultare tabella. uno.

Tab. uno

L'acqua appartiene agli elettroliti deboli e quindi si dissocia in ioni solo in piccola misura. H 2 O ↔ H + + OH -

Gli ioni delle sostanze che entrano nella soluzione sono idratati dalle molecole d'acqua. Tuttavia, potrebbe aver luogo anche un altro processo. Ad esempio, gli anioni di sale, che si formano durante la sua dissociazione, possono interagire con i cationi idrogeno, che, anche se in piccola misura, si formano comunque durante la dissociazione dell'acqua. In questo caso, può verificarsi uno spostamento dell'equilibrio di dissociazione dell'acqua. Indichiamo l'anione acido X - .

Supponiamo che l'acido sia forte. Quindi, per definizione, decade quasi completamente in ioni. Se una acido debole, quindi si dissocia in modo incompleto. Si formerà quando all'acqua verranno aggiunti anioni sale e ioni idrogeno, risultanti dalla dissociazione dell'acqua. A causa della sua formazione, gli ioni idrogeno si legheranno nella soluzione e la loro concentrazione diminuirà. H + + X - ↔ HX

Ma, secondo la regola di Le Chatelier, con una diminuzione della concentrazione di ioni idrogeno, l'equilibrio si sposta nella prima reazione nella direzione della loro formazione, cioè verso destra. Gli ioni idrogeno si legheranno agli ioni idrogeno dell'acqua, ma gli ioni idrossido no, e ce ne saranno più di quanti ce ne fossero nell'acqua prima che fosse aggiunto il sale. Significa, la soluzione sarà alcalina. L'indicatore della fenolftaleina diventerà cremisi. Vedi fig. uno.

Riso. uno

Allo stesso modo, possiamo considerare l'interazione dei cationi con l'acqua. Senza ripetere l'intera catena del ragionamento, lo riassumiamo se la base è debole, quindi gli ioni idrogeno si accumuleranno nella soluzione e l'ambiente sarà acido.

I cationi e gli anioni del sale possono essere suddivisi in due tipi. Riso. 2.

Riso. 2. Classificazione di cationi e anioni in base alla forza degli elettroliti

Poiché sia ​​i cationi che gli anioni, secondo questa classificazione, sono di due tipi, ci sono 4 diverse combinazioni in totale nella formazione dei loro sali. Consideriamo come ciascuna delle classi di questi sali si riferisce all'idrolisi. Tab. 2.

Qual è la forza dell'acido e della base per formare il sale?	Esempi di sale	Relazione con l'idrolisi	Mercoledì	Colorazione al tornasole
Sale di base forte e acido forte	NaCl, Ba(NO 3) 2 , K 2 SO 4	L'idrolisi non è soggetta.	neutro	Viola
Sale di base debole e acido forte	ZnSO 4 , AlCl 3 , Fe(NO 3) 3	Idrolisi al catione. Zn 2+ + HOH ZnOH + + H +
Sale di base forte e acido debole	Na 2 CO 3, K 2 SiO 3, Li 2 SO 3	Idrolisi anionica CO 3 2 + HOH HCO3+OH	alcalino
Sale di base debole e acido debole	FeS, Al(NO 2) 3 , CuS	Idrolisi sia dell'anione che del catione.	il mezzo della soluzione dipende da quale dei composti formati sarà l'elettrolita più debole.	dipende dall'elettrolita più forte.

Tab. 2.

L'idrolisi può essere migliorata diluendo la soluzione o riscaldando il sistema.

Sali che subiscono idrolisi irreversibile

Le reazioni di scambio ionico procedono fino alla fine quando si forma un precipitato, viene rilasciato un gas o una sostanza scarsamente dissociabile.

2 Al (NO 3) 3 + 3 Na 2 S +6H 2 o→ 2 Al (OH) 3 ↓+ 3 H 2 S+6 NaNO 3(1)

Se prendiamo un sale di una base debole e un acido debole, e sia il catione che l'anione si moltiplicano, l'idrolisi di tali sali formerà sia un idrossido insolubile del metallo corrispondente che un prodotto gassoso. In questo caso, l'idrolisi può diventare irreversibile. Ad esempio, nella reazione (1) non si forma alcun precipitato di solfuro di alluminio.

Rientrano in questa regola i seguenti sali: Al 2 S 3, Cr 2 S 3, Al 2 (CO 3) 3, Cr 2 (CO 3) 3, Fe 2 (CO 3) 3, CuCO 3. Questi sali nell'ambiente acquatico subiscono idrolisi irreversibile. Non possono essere ottenuti in soluzione acquosa.

A chimica organica l'idrolisi è molto Grande importanza.

L'idrolisi cambia la concentrazione di ioni idrogeno in soluzione e molte reazioni utilizzano acidi o basi. Pertanto, se conosciamo la concentrazione di ioni idrogeno in una soluzione, sarà più facile monitorare e controllare il processo. Per caratterizzare quantitativamente il contenuto di ioni in una soluzione, viene utilizzato il pH della soluzione. È uguale al logaritmo negativo della concentrazione di ioni idrogeno.

pH = -lg [ H + ]

La concentrazione di ioni idrogeno nell'acqua è rispettivamente di 10 -7 gradi, pH = 7 in acqua assolutamente pura a temperatura ambiente.

Se aggiungi un acido a una soluzione o aggiungi un sale di una base debole e un acido forte, la concentrazione di ioni idrogeno diventerà superiore a 10 -7 e pH< 7.

Se vengono aggiunti alcali o sali di una base forte e un acido debole, la concentrazione di ioni idrogeno diventerà inferiore a 10 -7 e pH>7. Vedi fig. 3. In molti casi è necessario conoscere l'indicatore quantitativo di acidità. Ad esempio, il pH del succo gastrico è 1,7. Un aumento o una diminuzione di questo valore porta a una violazione delle funzioni digestive di una persona. A agricoltura l'acidità del suolo è monitorata. Ad esempio, il terreno con pH = 5-6 è il migliore per il giardinaggio. Quando si discostano da questi valori, nel terreno vengono introdotti additivi acidificanti o alcalinizzanti.

Riso. 3

Riassumendo la lezione

Durante la lezione abbiamo studiato l'argomento “Idrolisi. Mezzo di soluzioni acquose. Indicatore di idrogeno. Hai imparato l'idrolisi: la reazione di scambio di una sostanza con l'acqua, che porta alla decomposizione di una sostanza chimica. Inoltre, è stata introdotta una definizione per l'indice di idrogeno, il cosiddetto pH.

Bibliografia

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Compiti a casa

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2. Perché il pH dell'acqua piovana è sempre inferiore a 7?

3. Cosa causa il colore cremisi di una soluzione di carbonato di sodio?

Per capire cos'è l'idrolisi dei sali, ricordiamo innanzitutto come gli acidi e gli alcali si dissociano.

Ciò che tutti gli acidi hanno in comune è che quando si dissociano si formano necessariamente cationi idrogeno (H+), mentre quando tutti gli alcali si dissociano si formano sempre ioni idrossido (OH-).

A questo proposito, se in una soluzione, per un motivo o per l'altro, ci sono più ioni H+, si dice che la soluzione ha una reazione acida dell'ambiente, se OH − - una reazione alcalina dell'ambiente.

Se tutto è chiaro con acidi e alcali, quale sarà la reazione del mezzo nelle soluzioni saline?

A prima vista, dovrebbe essere sempre neutro. E la verità è da dove, ad esempio, in una soluzione di solfuro di sodio, può provenire un eccesso di cationi idrogeno o ioni idrossido. Il solfuro di sodio stesso non forma ioni di nessun tipo durante la dissociazione:

Na 2 S \u003d 2Na + + S 2-

Tuttavia, se avessi, ad esempio, soluzioni acquose di solfuro di sodio, cloruro di sodio, nitrato di zinco e un pHmetro elettronico (un dispositivo digitale per determinare l'acidità di un mezzo), troverai fenomeno insolito. Lo strumento mostrerebbe che il pH della soluzione di solfuro di sodio è maggiore di 7, cioè ha un evidente eccesso di ioni idrossido. L'ambiente della soluzione di cloruro di sodio sarebbe neutro (pH = 7) e la soluzione di Zn(NO 3) 2 sarebbe acida.

L'unica cosa che soddisfa le nostre aspettative è il mezzo di soluzione di cloruro di sodio. Si è rivelato neutrale, come previsto.
Ma da dove viene l'eccesso di ioni idrossido nella soluzione di solfuro di sodio e cationi di idrogeno nella soluzione di nitrato di zinco?

Proviamo a capirlo. Per fare questo, abbiamo bisogno di imparare i seguenti punti teorici.

Qualsiasi sale può essere considerato come il prodotto di reazione di un acido e di una base. Gli acidi e le basi si dividono in forti e deboli. Ricordiamo che quegli acidi e quelle basi, il cui grado di dissociazione è vicino al 100%, sono detti forti.

nota: gli acidi solforosi (H 2 SO 3) e fosforici (H 3 PO 4) sono spesso indicati come acidi a media resistenza, ma quando si considerano i compiti di idrolisi, dovrebbero essere classificati come deboli.

I residui acidi degli acidi deboli sono in grado di interagire in modo reversibile con le molecole d'acqua, strappando da esse i cationi di idrogeno H +. Ad esempio, lo ione solfuro, essendo il residuo acido di un debole acido idrosolfuro, interagisce con esso nel modo seguente:

S 2- + H 2 O ↔ HS - + OH -

HS - + H 2 O ↔ H 2 S + OH -

Come si può vedere, come risultato di questa interazione, si forma un eccesso di ioni idrossido, che è responsabile della reazione alcalina del mezzo. Cioè, i residui acidi degli acidi deboli aumentano l'alcalinità del mezzo. Nel caso di soluzioni saline contenenti tali residui acidi, si dice che per loro idrolisi anionica.

I residui acidi degli acidi forti, a differenza di quelli deboli, non interagiscono con l'acqua. Cioè, non influenzano il pH della soluzione acquosa. Ad esempio, lo ione cloruro, essendo il residuo acido di un forte di acido cloridrico, non reagisce con l'acqua:

Cioè, gli ioni cloruro non influenzano il pH della soluzione.

Dei cationi metallici, solo quelli che corrispondono a basi deboli sono anche in grado di interagire con l'acqua. Ad esempio, il catione Zn 2+, che corrisponde alla base debole idrossido di zinco. Nelle soluzioni acquose di sali di zinco si verificano i seguenti processi:

Zn 2+ + H 2 O ↔ Zn(OH) + + H +

Zn(OH) + + H 2 O ↔ Zn(OH) + + H +

Come si può vedere dalle equazioni sopra, a seguito dell'interazione dei cationi di zinco con l'acqua, nella soluzione si accumulano cationi di idrogeno, che aumentano l'acidità del mezzo, cioè abbassano il pH. Se la composizione del sale comprende cationi, che corrispondono a basi deboli, in questo caso si dice che il sale idrolizzato al catione.

I cationi metallici, che corrispondono a basi forti, non interagiscono con l'acqua. Ad esempio, il catione Na + corrisponde a una base forte: l'idrossido di sodio. Pertanto, gli ioni sodio non reagiscono con l'acqua e non influenzano in alcun modo il pH della soluzione.

Pertanto, in base a quanto sopra, i sali possono essere suddivisi in 4 tipi, ovvero formati:

1) base forte e acido forte,

Tali sali non contengono né residui acidi né cationi metallici che interagiscono con l'acqua, ad es. in grado di influenzare il pH di una soluzione acquosa. Le soluzioni di tali sali hanno un mezzo di reazione neutro. Si dice che tali sali siano non subiscono idrolisi.

Esempi: Ba(NO 3) 2 , KCl, Li 2 SO 4 ecc.

2) base forte e acido debole

Nelle soluzioni di tali sali, solo i residui acidi reagiscono con l'acqua. L'ambiente delle soluzioni acquose di tali sali è alcalino; in relazione ai sali di questo tipo si dice che essi idrolizzare all'anione

Esempi: NaF, K 2 CO 3 , Li 2 S, ecc.

3) base debole e acido forte

In tali sali, i cationi reagiscono con l'acqua e i residui acidi non reagiscono - idrolisi del sale al catione, ambiente acido.

Esempi: Zn(NO 3) 2, Fe 2 (SO 4) 3, CuSO 4, ecc.

4) base debole e acido debole.

Sia i cationi che gli anioni dei residui acidi reagiscono con l'acqua. L'idrolisi di sali di questo tipo è sia cationico che anione o. Parlano anche di tali sali a cui sono esposti idrolisi irreversibile.

Cosa significa che sono irreversibilmente idrolizzati?

Poiché in questo caso sia i cationi metallici (o NH 4 +) che gli anioni del residuo acido reagiscono con l'acqua, nella soluzione compaiono contemporaneamente sia gli ioni H + che gli ioni OH −, che formano una sostanza dissociante estremamente bassa: l'acqua (H 2 O ).

Questo, a sua volta, porta al fatto che i sali formati da residui acidi di basi deboli e acidi deboli non possono essere ottenuti per reazioni di scambio, ma solo per sintesi in fase solida, o non possono essere ottenuti affatto. Ad esempio, quando si mescola una soluzione di nitrato di alluminio con una soluzione di solfuro di sodio, invece della reazione prevista:

2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 S \u003d Al 2 S 3 + 6NaNO 3 (- quindi la reazione non procede!)

Si osserva la seguente reazione:

2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O= 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S + 6NaNO 3

Tuttavia, il solfuro di alluminio può essere ottenuto senza problemi fondendo la polvere di alluminio con lo zolfo:

2Al + 3S = Al 2 S 3

Quando il solfuro di alluminio viene aggiunto all'acqua, oltre a quando si cerca di ottenerlo in una soluzione acquosa, subisce un'idrolisi irreversibile.

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S

Idrolisi del sale. Ambiente di soluzioni acquose: acido, neutro, alcalino

Secondo la teoria della dissociazione elettrolitica, in una soluzione acquosa, le particelle di soluto interagiscono con le molecole d'acqua. Tale interazione può portare a una reazione di idrolisi (dal greco. idro- acqua, lisi disintegrazione, decadenza).

L'idrolisi è una reazione della decomposizione metabolica di una sostanza da parte dell'acqua.

sono sottoposti ad idrolisi varie sostanze: inorganici - sali, carburi e idruri di metalli, alogenuri non metallici; organico - aloalcani, esteri e grassi, carboidrati, proteine, polinucleotidi.

Le soluzioni acquose di sali hanno diversi valori di pH e diversi tipi di mezzi: acidi ($pH 7$), neutri ($pH = 7$). Ciò è dovuto al fatto che i sali in soluzioni acquose possono subire idrolisi.

L'essenza dell'idrolisi si riduce allo scambio interazione chimica cationi o anioni di sale con molecole d'acqua. Come risultato di questa interazione, si forma un composto a bassa dissociazione (elettrolita debole). E in una soluzione salina acquosa, appare un eccesso di ioni liberi $H^(+)$ o $OH^(-)$ e la soluzione salina diventa rispettivamente acida o alcalina.

Classificazione del sale

Qualsiasi sale può essere considerato come il prodotto dell'interazione di una base con un acido. Ad esempio, il sale $KClO$ è formato dalla base forte $KOH$ e dall'acido debole $HClO$.

A seconda della forza della base e dell'acido, si possono distinguere quattro tipi di sali.

Considera il comportamento dei sali vari tipi in soluzione.

1. Sali formati da una base forte e da un acido debole.

Ad esempio, il sale di cianuro di potassio $KCN$ è formato dalla base forte $KOH$ e dall'acido debole $HCN$:

$(KOH)↙(\text"base monoacido forte")←KCN→(HCN)↙(\text"acido monoacido debole")$

1) una leggera dissociazione reversibile delle molecole d'acqua (un elettrolita anfotero molto debole), che può essere scritta in modo semplificato usando l'equazione

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-);$

$KCN=K^(+)+CN^(-)$

Gli ioni $H^(+)$ e $CN^(-)$ formati durante questi processi interagiscono tra loro, legandosi in molecole elettrolitiche deboli - acido cianidrico $HCN$, mentre l'idrossido - $OH^(-)$ lo ione rimane in soluzione, rendendolo così alcalino. L'idrolisi si verifica nell'anione $CN^(-)$.

Scriviamo l'equazione ionica completa del processo in corso (idrolisi):

$K^(+)+CN^(-)+H_2O(⇄)↖(←)HCN+K^(+)+OH^(-).$

Questo processo è reversibile e equilibrio chimico spostato a sinistra (verso la formazione delle sostanze di partenza), perché l'acqua è un elettrolita molto più debole dell'acido cianidrico $HCN$.

$CN^(-)+H_2O⇄HCN+OH^(-).$

L'equazione mostra che:

a) ci sono ioni idrossido liberi $OH^(-)$ nella soluzione, e la loro concentrazione è maggiore che in acqua pulita, quindi la soluzione salina $KCN$ ha ambiente alcalino($pH > 7$);

b) Gli ioni $CN^(-)$ partecipano alla reazione con l'acqua, nel qual caso dicono che c'è idrolisi anionica. Altri esempi di anioni che reagiscono con l'acqua sono:

Si consideri l'idrolisi del carbonato di sodio $Na_2CO_3$.

$(NaOH)↙(\text"base monoacida forte")←Na_2CO_3→(H_2CO_3)↙(\text"acido bibasico debole")$

Il sale viene idrolizzato all'anione $CO_3^(2-)$.

$2Na^(+)+CO_3^(2-)+H_2O(⇄)↖(←)HCO_3^(-)+2Na^(+)+OH^(-).$

$CO_2^(2-)+H_2O⇄HCO_3^(-)+OH^(-).$

Prodotti di idrolisi - sale acido$NaHCO_3$ e idrossido di sodio $NaOH$.

L'ambiente di una soluzione acquosa di carbonato di sodio è alcalino ($pH > 7$), perché la concentrazione di ioni $OH^(-)$ aumenta nella soluzione. Anche il sale acido $NaHCO_3$ può subire idrolisi, che procede in misura molto ridotta, e può essere trascurato.

Per riassumere ciò che hai imparato sull'idrolisi anionica:

a) all'anione del sale, di regola, idrolizzano reversibilmente;

b) l'equilibrio chimico in tali reazioni è fortemente spostato a sinistra;

c) la reazione del mezzo in soluzioni di sali simili è alcalina ($рН > 7$);

d) durante l'idrolisi dei sali formati da acidi polibasici deboli si ottengono sali acidi.

2. Sali formati da un acido forte e una base debole.

Si consideri l'idrolisi del cloruro di ammonio $NH_4Cl$.

$(NH_3 H_2O)↙(\text"base monoacido debole")←NH_4Cl→(HCl)↙(\text"acido monobasico forte")$

In una soluzione acquosa di sale avvengono due processi:

1) una leggera dissociazione reversibile delle molecole d'acqua (un elettrolita anfotero molto debole), che può essere scritta in modo semplificato usando l'equazione:

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-)$

2) completa dissociazione del sale (elettrolita forte):

$NH_4Cl=NH_4^(+)+Cl^(-)$

Gli ioni $OH^(-)$ e $NH_4^(+)$ risultanti interagiscono tra loro per ottenere $NH_3 H_2O$ (elettrolita debole), mentre gli ioni $H^(+)$ rimangono nella soluzione, provocando il la maggior parte del suo ambiente acido.

Equazione dell'idrolisi ionica completa:

$NH_4^(+)+Cl^(-)+H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+Cl^(-)NH_3 H_2O$

Il processo è reversibile, l'equilibrio chimico è spostato verso la formazione delle sostanze di partenza, perché l'acqua $Н_2О$ è un elettrolita molto più debole dell'idrato di ammoniaca $NH_3·H_2O$.

Equazione dell'idrolisi ionica abbreviata:

$NH_4^(+)+H_2O⇄H^(+)+NH_3 H_2O.$

L'equazione mostra che:

a) ci sono ioni idrogeno liberi $H^(+)$ nella soluzione, e la loro concentrazione è maggiore che nell'acqua pura, quindi la soluzione salina ha ambiente acido($pH

b) i cationi ammonio $NH_4^(+)$ partecipano alla reazione con l'acqua; in tal caso dicono che sta arrivando idrolisi cationica.

I cationi multicarica possono anche partecipare alla reazione con l'acqua: due colpi$M^(2+)$ (ad esempio, $Ni^(2+), Cu^(2+), Zn^(2+)…$), esclusi i cationi metalli alcalino terrosi, tre colpi$M^(3+)$ (ad esempio, $Fe^(3+), Al^(3+), Cr^(3+)…$).

Consideriamo l'idrolisi del nitrato di nichel $Ni(NO_3)_2$.

$(Ni(OH)_2)↙(\text"base diacida debole")←Ni(NO_3)_2→(HNO_3)↙(\text"acido monobasico forte")$

Il sale viene idrolizzato nel catione $Ni^(2+)$.

Equazione dell'idrolisi ionica completa:

$Ni^(2+)+2NO_3^(-)+H_2O(⇄)↖(←)NiOH^(+)+2NO_3^(-)+H^(+)$

Equazione dell'idrolisi ionica abbreviata:

$Ni^(2+)+H_2O⇄NiOH^(+)+H^(+).$

Prodotti di idrolisi - sale di base$NiOHNO_3$ e L'acido nitrico$HNO_3$.

Il mezzo di una soluzione acquosa di nitrato di nichel è acido ($ pH

L'idrolisi del sale $NiOHNO_3$ procede in misura molto minore e può essere trascurata.

Per riassumere ciò che hai imparato sull'idrolisi cationica:

a) dal catione del sale, di norma, vengono idrolizzati in modo reversibile;

b) l'equilibrio chimico delle reazioni è fortemente spostato a sinistra;

c) la reazione del mezzo in soluzioni di tali sali è acida ($ pH

d) durante l'idrolisi dei sali formati da basi poliacidi deboli si ottengono sali basici.

3. Sali formati da una base debole e un acido debole.

Ovviamente ti è già chiaro che tali sali subiscono idrolisi sia al catione che all'anione.

Un catione base debole lega gli ioni $OH^(-)$ dalle molecole d'acqua, formando base debole; l'anione di un acido debole lega gli ioni $H^(+)$ dalle molecole d'acqua, formando acido debole. La reazione delle soluzioni di questi sali può essere neutra, leggermente acida o leggermente alcalina. Dipende dalle costanti di dissociazione di due elettroliti deboli: un acido e una base, che si formano a seguito dell'idrolisi.

Si consideri ad esempio l'idrolisi di due sali: acetato di ammonio $NH_4(CH_3COO)$ e formiato di ammonio $NH_4(HCOO)$:

1) $(NH_3 H_2O)↙(\text"base monoacido debole")←NH_4(CH_3COO)→(CH_3COOH)↙(\text"acido monobasico forte");$

2) $(NH_3 H_2O)↙(\text"acido monobasico debole")←NH_4(HCOO)→(HCOOH)↙(\text"acido monobasico debole").$

In soluzioni acquose di questi sali, i cationi base deboli $NH_4^(+)$ interagiscono con gli ioni idrossido $OH^(-)$ (ricordiamo che l'acqua si dissocia $H_2O⇄H^(+)+OH^(-)$), e gli anioni acidi deboli $CH_3COO^(-)$ e $HCOO^(-)$ interagiscono con i cationi $Н^(+)$ per formare molecole di acidi deboli — acetico $CH_3COOH$ e formico $HCOOH$.

Scriviamo equazioni ioniche idrolisi:

1) $CH_3COO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄CH_3COOH+NH_3 H_2O;$

2) $HCOO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3 H_2O+HCOOH.$

In questi casi, anche l'idrolisi è reversibile, ma l'equilibrio è spostato verso la formazione di prodotti di idrolisi: due elettroliti deboli.

Nel primo caso, il mezzo di soluzione è neutro ($рН = 7$), perché $K_D(CH_3COOH)=K+D(NH_3 H_2O)=1.8 10^(-5)$. Nel secondo caso, il mezzo della soluzione è debolmente acido ($pH

Come hai già notato, l'idrolisi della maggior parte dei sali è un processo reversibile. In uno stato di equilibrio chimico, solo una parte del sale viene idrolizzata. Tuttavia, alcuni sali sono completamente decomposti dall'acqua, ad es. la loro idrolisi è un processo irreversibile.

Nella tabella "Solubilità di acidi, basi e sali in acqua" troverai una nota: "decomporsi nell'ambiente acquatico" - questo significa che tali sali subiscono un'idrolisi irreversibile. Ad esempio, il solfuro di alluminio $Al_2S_3$ nell'acqua subisce un'idrolisi irreversibile, poiché gli ioni $H^(+)$ che compaiono durante l'idrolisi al catione sono legati dagli ioni $OH^(-)$ formati durante l'idrolisi all'anione. Ciò migliora l'idrolisi e porta alla formazione di idrossido di alluminio insolubile e gas di idrogeno solforato:

$Al_2S_3+6H_2O=2Al(OH)_3↓+3H_2S$

Pertanto, il solfuro di alluminio $Al_2S_3$ non può essere ottenuto da una reazione di scambio tra soluzioni acquose di due sali, ad esempio cloruro di alluminio $AlCl_3$ e solfuro di sodio $Na_2S$.

Sono possibili anche altri casi di idrolisi irreversibile, non difficili da prevedere, perché per l'irreversibilità del processo è necessario che almeno uno dei prodotti dell'idrolisi lasci la sfera di reazione.

Per riassumere ciò che hai imparato sia sull'idrolisi cationica che anionica:

a) se i sali sono idrolizzati sia dal catione che dall'anione in modo reversibile, l'equilibrio chimico nelle reazioni di idrolisi è spostato a destra;

b) la reazione del mezzo è neutra, o leggermente acida o leggermente alcalina, che dipende dal rapporto tra le costanti di dissociazione della base formata e dell'acido;

c) i sali possono essere idrolizzati sia dal catione che dall'anione in modo irreversibile se almeno uno dei prodotti di idrolisi lascia la sfera di reazione.

4. I sali formati da una base forte e da un acido forte non subiscono idrolisi.

Ovviamente sei arrivato tu stesso a questa conclusione.

Si consideri il comportamento di $KCl$ in una soluzione di cloruro di potassio.

$(KOH)↙(\text"base monoacida forte")←KCl→(HCl)↙(\text"acido monobasico forte").$

Il sale in una soluzione acquosa si dissocia in ioni ($KCl=K^(+)+Cl^(-)$), ma quando interagisce con l'acqua, non si può formare un elettrolita debole. Il mezzo di soluzione è neutro ($рН=7$), perché le concentrazioni degli ioni $H^(+)$ e $OH^(-)$ nella soluzione sono uguali, come nell'acqua pura.

Altri esempi di tali sali possono essere alogenuri di metalli alcalini, nitrati, perclorati, solfati, cromati e dicromati, alogenuri di metalli alcalino terrosi (diversi dai fluoruri), nitrati e perclorati.

Va inoltre notato che la reazione di idrolisi reversibile è completamente soggetta al principio di Le Chatelier. Ecco perchè l'idrolisi del sale può essere migliorata(e anche renderlo irreversibile) nei seguenti modi:

a) aggiungere acqua (ridurre la concentrazione);

b) riscaldare la soluzione, aumentando così la dissociazione endotermica dell'acqua:

$H_2O⇄H^(+)+OH^(-)-57$ kJ,

il che significa che la quantità di $H^(+)$ e $OH^(-)$, necessari per l'idrolisi del sale, aumenta;

c) legare uno dei prodotti di idrolisi in un composto poco solubile o rimuovere uno dei prodotti nella fase gassosa; ad esempio, l'idrolisi del cianuro di ammonio $NH_4CN$ sarà notevolmente potenziata dalla decomposizione dell'idrato di ammoniaca con formazione di ammoniaca $NH_3$ e acqua $H_2O$:

$NH_4^(+)+CN^(-)+H_2O⇄NH_3 H_2O+HCN.$

$NH_3()↖(⇄)H_2$

Idrolisi del sale

Leggenda:

L'idrolisi può essere soppressa (ridurre significativamente la quantità di sale in fase di idrolisi) procedendo come segue:

a) aumentare la concentrazione del soluto;

b) raffreddare la soluzione (per indebolire l'idrolisi, le soluzioni saline devono essere conservate concentrate ea basse temperature);

c) introdurre nella soluzione uno dei prodotti dell'idrolisi; ad esempio, acidificare la soluzione se il suo mezzo è acido a causa dell'idrolisi, o alcalinizzare se è alcalino.

Significato dell'idrolisi

L'idrolisi dei sali ha sia praticità che significato biologico. Sin dai tempi antichi, la cenere è stata usata come detersivo. La cenere contiene carbonato di potassio $K_2CO_3$, che viene idrolizzato come anione in acqua, la soluzione acquosa diventa saponosa a causa degli ioni $OH^(-)$ formati durante l'idrolisi.

Attualmente, nella vita di tutti i giorni utilizziamo sapone, detersivi e altri detersivi. Il componente principale del sapone sono i sali di sodio e potassio degli acidi grassi superiori. acidi carbossilici: stearati, palmitati, che vengono idrolizzati.

L'idrolisi dello stearato di sodio $C_(17)H_(35)COONa$ è espressa dalla seguente equazione ionica:

$C_(17)H_(35)COO^(-)+H_2O⇄C_(17)H_(35)COOH+OH^(-)$,

quelli. la soluzione è leggermente alcalina.

I sali vengono aggiunti in modo speciale alla composizione di detersivi e altri detersivi. acidi inorganici(fosfati, carbonati), che potenziano l'effetto lavante aumentando il pH del mezzo.

I sali che creano l'ambiente alcalino necessario della soluzione sono contenuti nello sviluppatore fotografico. Questi sono carbonato di sodio $Na_2CO_3$, carbonato di potassio $K_2CO_3$, borace $Na_2B_4O_7$ e altri sali idrolizzati dall'anione.

Se l'acidità del terreno è insufficiente, le piante sviluppano una malattia: la clorosi. I suoi segni sono ingiallimento o sbiancamento delle foglie, ritardo nella crescita e nello sviluppo. Se $pH_(suolo) > 7,5$, ad esso viene aggiunto del fertilizzante $(NH_4)_2SO_4$, che aumenta l'acidità dovuta all'idrolisi da parte del catione che passa nel terreno:

$NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3 H_2O$

inestimabile ruolo biologico idrolisi di alcuni sali che compongono il nostro organismo. Ad esempio, la composizione del sangue comprende bicarbonato e sali di idrogeno fosfato di sodio. Il loro ruolo è quello di mantenere una certa reazione dell'ambiente. Ciò si verifica a causa di uno spostamento nell'equilibrio dei processi di idrolisi:

$HCO_3^(-)+H_2O⇄H_2CO_3+OH^(-)$

$HPO_4^(2-)+H_2O⇄H_2PO_4^(-)+OH^(-)$

Se c'è un eccesso di ioni $H^(+)$ nel sangue, questi si legano agli ioni idrossido $OH^(-)$ e l'equilibrio si sposta a destra. Con un eccesso di $OH^(-)$ ioni idrossido, l'equilibrio si sposta a sinistra. A causa di ciò, l'acidità del sangue di una persona sana oscilla leggermente.

Un altro esempio: la saliva umana contiene ioni $HPO_4^(2-)$. Grazie a loro, viene mantenuto un certo ambiente nella cavità orale ($рН=7-7,5$).

sale - Questi sono composti ionici, quando entrano nell'acqua, si dissociano in ioni. In una soluzione acquosa, questi ioni sono IDRATATI - circondati da molecole d'acqua.

L'ho trovato le soluzioni acquose di molti sali non sono neutre, ma leggermente acide o alcaline.

La spiegazione di ciò è l'interazione degli ioni di sale con l'acqua. Questo processo è chiamato IDROLISI.

Si formano cationi e anioni una base debole o un acido debole, interagiscono con l'acqua, strappando da essa H o OH.

Il motivo: la formazione di un legame PIÙ FORTE rispetto all'acqua stessa.

In relazione all'acqua, i sali possono essere suddivisi in 4 gruppi:

1) Sale formato da una base forte e da un acido forte - NON IDROLIZZATO , solo in soluzione si dissocia in ioni.Medio è neutro. ESEMPIO: I sali non sono idrolizzati - NaCl, KNO3, RbBr, Cs2SO4, KClO3, ecc. In soluzione, questi sali sono solo dissociare: Cs2SO4 à 2 Cs++SO42-

2) Sale formato da una base forte e da un acido debole - idrolisi per anione . Un anione di un acido debole stacca gli ioni idrogeno dall'acqua, li lega. C'è un eccesso di ioni in soluzione. OH - ambiente alcalino. ESEMPIO: I sali subiscono idrolisi anionica - Na2S, KF, K3PO4, Na2CO3, Cs2SO3, KCN, KClO e sali acidi di questi acidi. K3 PO 4 – un sale formato da un acido debole e una base forte. L'anione fosfato viene idrolizzato. PO4 3- + NON⇄ HPO42-+OH- K3 PO4 + H2O⇄ K2HPO4 + KOH (questo è il primo stadio dell'idrolisi, gli altri 2 vanno in misura molto piccola)

3) Sale,formato da una base debole e un acido forte - idrolisi per catione . Il catione di una base debole separa lo ione OH- dall'acqua e lo lega. Nella soluzione rimane un eccesso di ioni H+ - ambiente acido. ESEMPIO: I sali subiscono idrolisi cationica - CuCl2, NH4Cl, Al(NO3)3, Cr2(SO4)3. Cu COSÌ4 Un sale formato da una base debole e un acido forte. Il catione rame viene idrolizzato: Cu+2 + NON⇄ CuOH+ + H+ 2 CuSO4 +2 H2 o ⇄ (CuOH)2 COSÌ4 + H2 COSÌ4

4) Sale formato da una base debole e da un acido debole - idrolisi SIA CATIONALE CHE ANIONICO. Se uno qualsiasi dei prodotti viene rilasciato come precipitato o gas, allora l'idrolisi irreversibile , se entrambi i prodotti dell'idrolisi rimangono in soluzione - idrolisi reversibile. ESEMPIO: I sali sono idrolizzati Al2S3,Cr2S3 (irreversibile): Al2S3 + H2Oà Al(OH)3¯ + H2S­ NH4F, CH3COONH4 (reversibile) NH4F+H2 o⇄ NH4OH + HF

Idrolisi reciproca di due sali.

Si verifica quando si cerca di ottenere, mediante una reazione di scambio, sali completamente idrolizzati in soluzione acquosa. In questo caso, si verifica l'idrolisi reciproca, ovvero il catione metallico lega i gruppi OH e l'anione acido lega H +

1) Sali metallici con stato di ossidazione +3 e sali di acidi volatili (carbonati, solfuri, solfiti)- durante la loro reciproca idrolisi si forma un precipitato di idrossido e gas:

2AlCl3 + 3K2S + 6H2O à 2Al(OH)3¯ + 3H2S + 6KCl

(Fe3+, Cr3+) (SO32-, CO32-) (SO2, CO2)

2) Sali metallici con stato di ossidazione +2 (tranne calcio, stronzio e bario) e carbonati solubili vengono anche idrolizzati insieme, ma in questo caso si forma un precipitato di CARBONATO metallico BASIC:

2 CuCl2 + 2Na2CO3 + H2O à (CuOH)2CO3 + CO2 + 4 NaCl

(tutti 2+ tranne Ca, Sr, Ba)

Caratteristiche del processo di idrolisi:

1) Il processo di idrolisi è reversibile, procede non fino alla fine, ma solo fino al momento dell'EQUILIBRIUM;

2) Il processo di idrolisi è l'inverso della reazione di NEUTRALIZZAZIONE, quindi, idrolisi - Endotermico processo (si verifica con l'assorbimento di calore).

KF + H2O ⇄ HF + KOH - Q

Quali fattori migliorano l'idrolisi?

1. Il riscaldamento - all'aumentare della temperatura, l'equilibrio si sposta verso una reazione ENDOTERA - l'idrolisi si intensifica;

2. Aggiunta di acqua- poiché l'acqua è il materiale di partenza nella reazione di idrolisi, la diluizione della soluzione migliora l'idrolisi.

Come sopprimere (indebolire) il processo di idrolisi?

Spesso è necessario prevenire l'idrolisi. Per questo:

1. Crea una soluzione il più concentrato (ridurre la quantità di acqua);

2. Per spostare la bilancia a sinistra aggiungere uno dei prodotti di idrolisi –acido se c'è idrolisi al catione o alcali, se c'è un'idrolisi anionica.

Esempio: come sopprimere l'idrolisi del cloruro di alluminio?

cloruro di alluminioAlCl3 - questo è un sale formato da una base debole e un acido forte - idrolizza al catione:

Al+3 + HOH ⇄ AlOH +2 + H+

Mercoledì è acido. Pertanto, è necessario aggiungere più acido per sopprimere l'idrolisi. Inoltre, la soluzione dovrebbe essere resa il più concentrata possibile.