Hydrolýza soli“ - Vytvoriť predstavu o chémii ako produktívnej sile spoločnosti. Kyselina octová CH3COOH je najstaršia organické kyseliny. V kyselinách - karboxylové skupiny, Ale všetky kyseliny sú tu slabé.
Všetky kyseliny, ich vlastnosti a zásady sú rozdelené na silné a slabé. Napríklad nemôžete pripraviť koncentrovaný roztok slabej kyseliny alebo zriedený roztok silnej zásady. Naša voda v tomto prípade zohráva úlohu zásady, keďže prijíma protón z kyseliny chlorovodíkovej. Kyseliny, ktoré sa úplne disociujú do vodné roztoky sa nazývajú silné.
Pre oxidy hydratované neurčitým počtom molekúl vody, napríklad Tl2O3 n H2O, je neprijateľné písať vzorce ako Tl(OH)3. Nazývať takéto zlúčeniny hydroxidmi sa tiež neodporúča.
Pre zásady je možné kvantifikovať ich silu, teda schopnosť odštiepiť protón od kyseliny. Všetky základne sú pevné látky s rôznymi farbami. Pozor! Alkálie sú veľmi žieravé látky. Pri kontakte s pokožkou spôsobujú alkalické roztoky ťažké dlho sa hojace popáleniny, ak sa dostanú do očí, môžu spôsobiť slepotu. Pri pražení kobaltových minerálov obsahujúcich arzén sa uvoľňuje prchavý toxický oxid arzén.
Tieto vlastnosti molekuly vody sú vám už známe. II) a roztok octová kyselina. HNO2) - iba jeden protón.
Všetky základy sú pevné látky, ktoré majú inú farbu. 1. Pôsobia na indikátoroch. Indikátory menia svoju farbu v závislosti od interakcie s rôznymi chemikálie. Pri interakcii so zásadami menia svoju farbu: indikátor metyloranžovej farby sa zmení na žltá, lakmusový indikátor - in Modrá farba a fenolftaleín sa zmení na fuchsiovú.
Nádoby ochlaďte, napríklad umiestnením do nádoby naplnenej ľadom. Tri roztoky zostanú číre a štvrtý sa rýchlo zakalí, začne vypadávať biela zrazenina. Tu sa nachádza bária soľ. Odložte túto nádobu nabok. Uhličitan bárnatý môžete rýchlo určiť iným spôsobom. Výroba je pomerne jednoduchá, všetko, čo potrebujete, sú porcelánové odparovacie poháre a liehová lampa. Ak ide o lítiovú soľ, farba bude jasne červená. Mimochodom, ak by sa soľ bária testovala rovnakým spôsobom, farba plameňa mala byť zelená.
Elektrolyt je látka, ktorá je v pevnom stave izolantom, to znamená, že nevodí elektrický prúd avšak po rozpustení alebo roztavení sa stáva vodičom. Pamätajte, že stupeň disociácie a teda sila elektrolytu závisí od mnohých faktorov: od povahy samotného elektrolytu, rozpúšťadla a teploty. Preto je toto samotné rozdelenie do určitej miery podmienené. Koniec koncov, rovnaká látka môže rôzne podmienky byť silný aj slabý elektrolyt.
Nedochádza k hydrolýze, nevznikajú žiadne nové zlúčeniny, kyslosť média sa nemení. Ako sa mení kyslosť prostredia? Reakčné rovnice ešte nie je možné zapísať. Zostáva nám postupne diskutovať o 4 skupinách solí a pre každú z nich uviesť špecifický "scenár" hydrolýzy. V ďalšej časti začneme soľami vytvorenými zo slabej zásady a silnej kyseliny.
Po prečítaní článku budete vedieť rozdeliť látky na soli, kyseliny a zásady. H roztok, ktorý spoločné vlastnosti majú kyseliny a zásady. Ak majú na mysli definíciu Lewisovej kyseliny, potom sa v texte takáto kyselina nazýva Lewisova kyselina.
Čím je táto hodnota nižšia, tým je kyselina silnejšia. Silný alebo slabý - to je potrebné v referenčnej knihe Ph.D. hodinky, ale treba poznať klasiku. Silné kyseliny sú kyseliny, ktoré dokážu vytesniť anión inej kyseliny zo soli.
Hydrolytická konštanta sa rovná pomeru súčinu koncentrácií
produkty hydrolýzy na koncentráciu nehydrolyzovanej soli.
Príklad 1 Vypočítajte stupeň hydrolýzy NH 4 Cl.
Riešenie: Z tabuľky nájdeme Kd (NH 4 OH) \u003d 1,8 ∙ 10 -3, odtiaľto
Kγ \u003d Kv / Kd k \u003d \u003d 10 -14 / 1,8 10 -3 \u003d 5,56 10 -10.
Príklad 2 Vypočítajte stupeň hydrolýzy ZnCl 2 v 1 kroku v 0,5 M roztoku.
Riešenie: Rovnica iónovej hydrolýzy Zn 2 + H 2 O ZnOH + + H +
Kd ZnOH +1 = 1,5.10-9; hγ=√(Kv/ [Kd základná ∙Cm]) = 10-14 /1,5∙10-9 ∙0,5=0,36∙10-2 (0,36 %).
Príklad 3 Zostavte iónovo-molekulárne a molekulové rovnice hydrolýzy solí: a) KCN; b) Na2C03; c) ZnS04. Určte reakciu stredných roztokov týchto solí.
Riešenie: a) Kyanid draselný KCN je soľ slabej jednosýtnej kyseliny (pozri tabuľku I v prílohe) HCN a silnej zásady KOH. Po rozpustení vo vode sa molekuly KCN úplne disociujú na katióny K + a anióny CN -. Katióny K + nemôžu viazať ióny OH - vody, pretože KOH je silný elektrolyt. Anióny, na druhej strane, CN - viažu H + ióny vody, tvoriace molekuly slabého elektrolytu HCN. Soľ hydrolyzuje na anióne. Iónová molekulová rovnica hydrolýza
CN - + H20 HCN + OH -
alebo v molekulárnej forme
KCN + H20 HCN + KOH
V dôsledku hydrolýzy sa v roztoku objaví určitý nadbytok OH - iónov, preto má roztok KCN alkalickú reakciu (pH > 7).
b) Uhličitan sodný Na 2 CO 3 je soľ slabej viacsýtnej kyseliny a silnej zásady. V tomto prípade anióny CO 3 2- soli, viažuce vodíkové ióny vody, tvoria anióny kyslej soli HCO - 3, a nie molekuly H 2 CO 3, pretože ióny HCO - 3 sa disociujú oveľa ťažšie ako H 2 CO 3 molekuly. Za normálnych podmienok hydrolýza prebieha v prvom stupni. Soľ hydrolyzuje na anióne. Rovnica iónovo-molekulárnej hydrolýzy
CO2-3 + H20 HCO - 3 + OH -
alebo v molekulárnej forme
Na2C03 + H20 NaHC03 + NaOH
V roztoku sa objavuje prebytok OH - iónov, takže roztok Na 2 CO 3 má alkalickú reakciu (pH> 7).
c) Síran zinočnatý ZnSO 4 - soľ slabej polykyselinovej zásady Zn (OH) 2 a silnej kyseliny H 2 SO 4. V tomto prípade katióny Zn + viažu hydroxidové ióny vody za vzniku katiónov bázickej soli ZnOH +. K tvorbe molekúl Zn(OH) 2 nedochádza, pretože ióny ZnOH + disociujú oveľa ťažšie ako molekuly Zn(OH) 2. Za normálnych podmienok hydrolýza prebieha v prvom stupni. Soľ sa hydrolyzuje na katióne. Rovnica iónovo-molekulárnej hydrolýzy
Zn2+ + H20 ZnOH++ H+
alebo v molekulárnej forme
2ZnSO4 + 2H20 (ZnOH)2S04 + H2S04
V roztoku sa objavuje prebytok vodíkových iónov, takže roztok ZnSO 4 má kyslú reakciu (pH< 7).
Príklad 4 Aké produkty vznikajú zmiešaním roztokov A1(NO 3) 3 a K 2 CO 3? Vytvorte rovnicu iónovo-molekulárnej a molekulárnej reakcie.
Riešenie. Soľ A1 (NO 3) 3 je hydrolyzovaná katiónom a K 2 CO 3 - aniónom:
A13+ + H20 A1OH2+ + H+
CO2-3 + H2O HSO - s + OH -
Ak sú roztoky týchto solí v tej istej nádobe, potom dochádza k vzájomnému zosilneniu hydrolýzy každej z nich, pretože ióny H + a OH - tvoria slabú molekulu elektrolytu H 2 O. V tomto prípade hydrolytická rovnováha sa posúva doprava a hydrolýza každej z odobratých solí končí za vzniku A1(OH)3 a C02(H2CO3). Iónovo-molekulárna rovnica:
2A1 3+ + ZSO 2-3 + ZN20 \u003d 2A1 (OH)3 + ZSO2
molekulová rovnica: ZSO 2 + 6KNO 3
2A1 (NO 3) 3 + ZK 2 CO 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3
Všetky kyseliny, ich vlastnosti a zásady sú rozdelené na silné a slabé. Neopovážte sa však zamieňať pojmy ako „ silná kyselina“ alebo „silná báza“ s ich koncentráciou. Napríklad nemôžete pripraviť koncentrovaný roztok slabej kyseliny alebo zriedený roztok silnej zásady. Napríklad kyselina chlorovodíková, keď je rozpustená vo vode, dáva každej z dvoch molekúl vody jeden zo svojich protónov.
Keď sa to stane chemická reakcia v hydróniovom ióne sa vodíkový ión veľmi silno viaže na molekulu vody. Samotná reakcia bude pokračovať, kým sa jej činidlá úplne nevyčerpajú. Naša voda v tomto prípade zohráva úlohu zásady, keďže prijíma protón z kyseliny chlorovodíkovej. Kyseliny, ktoré sa vo vodných roztokoch úplne disociujú, sa nazývajú silné kyseliny.
Keď poznáme veľmi počiatočnú koncentráciu silnej kyseliny, potom v tomto prípade nie je ťažké vypočítať koncentráciu hydróniových iónov a chloridových iónov v roztoku. Napríklad, ak vezmete a rozpustíte 0,2 mólu plynnej kyseliny chlorovodíkovej v 1 litri vody, koncentrácia iónov po disociácii bude úplne rovnaká.
Príklady silných kyselín:
1)
HCl, kyselina chlorovodíková;
2)
HBr, bromovodík;
3)
HI, jód;
4)
HNO3, kyselina dusičná;
5)
HClO4 - kyselina chloristá;
6)
H2SO4 - kyselina sírová.
Všetky známe kyseliny (s výnimkou kyseliny sírovej) sú uvedené vyššie a sú monoprotické, pretože ich atómy darujú každý jeden protón; Molekuly kyseliny sírovej môžu ľahko darovať dva svoje protóny, a preto je kyselina sírová diprotická.
Elektrolyty sú silné zásady; vo vodných roztokoch úplne disociujú za vzniku hydroxidového iónu.
Rovnako ako v prípade kyselín, výpočet koncentrácie hydroxidového iónu je veľmi jednoduchý, keď poznáte počiatočnú koncentráciu roztoku. Napríklad roztok NaOH s koncentráciou 2 mol/l disociuje na rovnakú koncentráciu iónov.
Slabé kyseliny. Základy a vlastnosti
Pokiaľ ide o slabé kyseliny, nedisociujú sa úplne, to znamená čiastočne. Je veľmi jednoduché rozlíšiť medzi silnými a slabými kyselinami: ak referenčná tabuľka ukazuje jej konštantu vedľa názvu kyseliny, potom je táto kyselina slabá; ak nie je daná konštanta, tak je táto kyselina silná.
Slabé zásady tiež dobre reagujú s vodou a vytvárajú rovnovážny systém. Slabé kyseliny sú tiež charakterizované disociačnou konštantou K.
|
základy |
|||||
|
stredná pevnosť | |||||
|
Hydroxidy alkalických kovov (KOH, NaOH, ZiOH), Ba(OH) 2 atď. |
Na 4 OH a vo vode nerozpustné zásady (Ca (OH) 2, Zi (OH) 2, AL (OH) 3 atď. |
||||
Konštanta hydrolýzy sa rovná pomeru súčinu koncentrácií produktov hydrolýzy ku koncentrácii nehydrolyzovanej soli.
Príklad 1 Vypočítajte stupeň hydrolýzy NH 4 Cl.
Riešenie: Z tabuľky nájdeme Kd (NH 4 OH) \u003d 1,8 ∙ 10 -3, odtiaľto
Kγ \u003d Kv / Kd k \u003d \u003d 10 -14 / 1,8 10 -3 \u003d 5,56 10 -10.
Príklad 2 Vypočítajte stupeň hydrolýzy ZnCl 2 v 1 kroku v 0,5 M roztoku.
Riešenie: Iónová rovnica pre hydrolýzu Zn 2 + H 2 OZnOH + + H +
Kd ZnOH +1 = 1,5.10-9; hγ=√(Kv/ [Kd základná ∙Cm]) = 10-14 /1,5∙10-9 ∙0,5=0,36∙10-2 (0,36 %).
Príklad 3 Zostavte iónovo-molekulárne a molekulové rovnice hydrolýzy solí: a) KCN; b) Na2C03; c) ZnS04. Určte reakciu stredných roztokov týchto solí.
Riešenie: a) Kyanid draselný KCN je soľ slabej jednosýtnej kyseliny (pozri tabuľku I v prílohe) HCN a silnej zásady KOH. Po rozpustení vo vode sa molekuly KCN úplne disociujú na katióny K + a anióny CN -. Katióny K + nemôžu viazať ióny OH - vody, pretože KOH je silný elektrolyt. Anióny, na druhej strane, CN - viažu H + ióny vody, tvoriace molekuly slabého elektrolytu HCN. Soľ hydrolyzuje na anióne. Rovnica iónovo-molekulárnej hydrolýzy
CN + H20 HCN + OH -
alebo v molekulárnej forme
KCN + H20 HCN + KOH
V dôsledku hydrolýzy sa v roztoku objaví určitý nadbytok OH - iónov, preto má roztok KCN alkalickú reakciu (pH > 7).
b) Uhličitan sodný Na 2 CO 3 je soľ slabej viacsýtnej kyseliny a silnej zásady. V tomto prípade anióny CO 3 2- soli, viažuce vodíkové ióny vody, tvoria anióny kyslej soli HCO - 3, a nie molekuly H 2 CO 3, pretože ióny HCO - 3 sa disociujú oveľa ťažšie ako H 2 CO 3 molekuly. Za normálnych podmienok hydrolýza prebieha v prvom stupni. Soľ hydrolyzuje na anióne. Rovnica iónovo-molekulárnej hydrolýzy
CO2-3 + H2OHCO - 3 + OH -
alebo v molekulárnej forme
Na2C03 + H20 NaHC03 + NaOH
V roztoku sa objavuje prebytok OH - iónov, takže roztok Na 2 CO 3 má alkalickú reakciu (pH> 7).
c) Síran zinočnatý ZnSO 4 - soľ slabej polykyselinovej zásady Zn (OH) 2 a silnej kyseliny H 2 SO 4. V tomto prípade katióny Zn + viažu hydroxidové ióny vody za vzniku katiónov bázickej soli ZnOH +. K tvorbe molekúl Zn(OH) 2 nedochádza, pretože ióny ZnOH + disociujú oveľa ťažšie ako molekuly Zn(OH) 2. Za normálnych podmienok hydrolýza prebieha v prvom stupni. Soľ sa hydrolyzuje na katióne. Rovnica iónovo-molekulárnej hydrolýzy
Zn2+ + H2OZnOH++ H+
alebo v molekulárnej forme
2ZnSO4 + 2H20 (ZnOH)2S04 + H2S04
V roztoku sa objavuje prebytok vodíkových iónov, takže roztok ZnSO 4 má kyslú reakciu (pH< 7).
Príklad 4 Aké produkty vznikajú zmiešaním roztokov A1(NO 3) 3 a K 2 CO 3? Vytvorte rovnicu iónovo-molekulárnej a molekulárnej reakcie.
Riešenie. Soľ A1 (NO 3) 3 je hydrolyzovaná katiónom a K 2 CO 3 - aniónom:
A13+ + H20 A10H2+ + H+
CO2-3 + H20 HCO - s + OH -
Ak sú roztoky týchto solí v tej istej nádobe, potom dochádza k vzájomnému zosilneniu hydrolýzy každej z nich, pretože ióny H + a OH - tvoria slabú molekulu elektrolytu H 2 O. V tomto prípade hydrolytická rovnováha sa posúva doprava a hydrolýza každej z odobratých solí končí za vzniku A1(OH)3 a C02(H2CO3). Iónovo-molekulárna rovnica:
2A1 3+ + ZSO 2-3 + ZN20 \u003d 2A1 (OH)3 + ZSO2
molekulová rovnica: ZSO 2 + 6KNO 3
2A1 (NO 3) 3 + ZK 2 CO 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3
