Jakie jest środowisko w wodnych roztworach soli glinu. Oznaczanie reakcji środowiska roztworów i ich neutralizacja. Sole kwasu fosforowego

Podczas lekcji będziemy studiować temat „Hydroliza. Środowisko roztworu wodnego. Wskaźnik wodoru”. Dowiesz się o hydrolizie – reakcji wymiany substancji z wodą, prowadzącej do rozkładu substancja chemiczna. Dodatkowo wprowadzona zostanie definicja wskaźnika wodorowego – tzw. pH.

Temat: Roztwory i ich stężenie, układy rozproszone, dysocjacja elektrolityczna

Lekcja: Hydroliza. Środowisko roztworu wodnego. wartość PH

Hydroliza - jest to reakcja wymiany substancji z wodą, prowadząca do jej rozkładu. Spróbujmy zrozumieć przyczynę tego zjawiska.

Elektrolity dzielą się na elektrolity mocne i elektrolity słabe. Zobacz tabelę. 1.

Tabela 1

Woda jest słabym elektrolitem i dlatego dysocjuje na jony tylko w niewielkim stopniu H 2 O ↔ H + + OH -

Jony substancji dostające się do roztworu są uwodnione przez cząsteczki wody. Ale może nastąpić również inny proces. Przykładowo aniony soli, które powstają podczas jej dysocjacji, mogą oddziaływać z kationami wodoru, które, choć w niewielkim stopniu, nadal powstają podczas dysocjacji wody. W takim przypadku może nastąpić przesunięcie równowagi dysocjacji wody. Oznaczmy anion kwasowy X - .

Załóżmy, że kwas jest mocny. Następnie z definicji prawie całkowicie rozpada się na jony. Jeśli słaby kwas, to dysocjuje niecałkowicie. Powstanie w wyniku dodania anionów soli i jonów wodoru powstałych w wyniku dysocjacji wody do wody. W wyniku jego powstania jony wodoru zwiążą się w roztworze, a ich stężenie będzie się zmniejszać. Н + + Х - ↔ НХ

Jednak zgodnie z regułą Le Chateliera wraz ze spadkiem stężenia jonów wodorowych równowaga w pierwszej reakcji przesuwa się w kierunku ich powstawania, czyli w prawo. Jony wodorowe będą wiązać się z jonami wodorowymi wody, ale jony wodorotlenkowe nie i będzie ich więcej niż było w wodzie przed dodaniem soli. Oznacza, roztwór będzie zasadowy. Wskaźnik fenoloftaleiny zmieni kolor na szkarłatny. Zobacz rys. 1.

Ryż. 1

Podobnie możemy rozważyć oddziaływanie kationów z wodą. Bez powtarzania całego łańcucha rozumowania podsumujemy to jeśli baza jest słaba, wówczas jony wodoru będą gromadzić się w roztworze i środowisko będzie kwaśne.

Kationy i aniony soli można podzielić na dwa typy. Ryż. 2.

Ryż. 2. Klasyfikacja kationów i anionów ze względu na moc elektrolitów

Ponieważ zarówno kationy, jak i aniony, zgodnie z tą klasyfikacją, są dwojakiego rodzaju, istnieją w sumie 4 różne kombinacje w tworzeniu ich soli. Zastanówmy się, jak każda z klas tych soli odnosi się do hydrolizy. Tabela 2.

*Jakiej mocy kwasu i zasady używa się do wytworzenia soli?*	*Przykłady soli*	*Związek z hydrolizą*	*Środa*	*Barwienie lakmusem*
Sól mocnej zasady i mocny kwas	NaCl, Ba(NO 3) 2, K 2 SO 4	Nie ulegają hydrolizie.	neutralny	fioletowy
Sól słabej zasady i mocnego kwasu	ZnSO 4, AlCl 3, Fe(NO 3) 3	Hydroliza kationowa. Zn2+ + HOH ZnOH + + H +
Sól mocnej zasady i słabego kwasu	Na 2 CO 3, K 2 SiO 3, Li 2 SO 3	Hydroliza przez anion CO 3 2 + HOH HCO3+OH	alkaliczny
Sól słabej zasady i słabego kwasu	FeS, Al(NO 2) 3, CuS	Hydroliza zarówno anionów, jak i kationów.	Środowisko roztworu zależy od tego, który z powstałych związków będzie słabszym elektrolitem.	zależy od mocniejszego elektrolitu.

Tabela 2.

Hydrolizę można zwiększyć poprzez rozcieńczenie roztworu lub ogrzewanie układu.

Sole ulegające nieodwracalnej hydrolizie

Reakcje wymiany jonowej kończą się utworzeniem osadu, uwolnieniem gazu lub słabo zdysocjowanej substancji.

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

Jeśli weźmiemy sól słabej zasady i słabego kwasu, a zarówno kation, jak i anion są wielokrotnie naładowane, wówczas podczas hydrolizy takich soli powstanie zarówno nierozpuszczalny wodorotlenek odpowiedniego metalu, jak i produkt gazowy. W takim przypadku hydroliza może stać się nieodwracalna. Przykładowo w reakcji (1) nie tworzy się osad siarczku glinu.

Reguła ta obejmuje następujące sole: 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. Sole te w środowisku wodnym ulegają nieodwracalnej hydrolizie. Nie można ich zdobyć w roztwór wodny.

W Chemia organiczna hydroliza ma bardzo bardzo ważne.

Hydroliza zmienia stężenie jonów wodoru w roztworze, a wiele reakcji obejmuje kwasy lub zasady. Dlatego jeśli znamy stężenie jonów wodoru w roztworze, łatwiej będzie monitorować i kontrolować proces. Aby ilościowo scharakteryzować zawartość jonów w roztworze, stosuje się pH roztworu. To jest równe logarytm ujemny stężenie jonów wodorowych.

PN = -lg [ H + ]

Stężenie jonów wodoru w wodzie wynosi odpowiednio 10-7 stopni, pH = 7 dla absolutnie czystej wody w temperaturze pokojowej.

Jeśli do roztworu dodasz kwas lub sól słabej zasady i mocnego kwasu, stężenie jonów wodorowych wzrośnie powyżej 10 -7, a pH< 7.

Jeśli dodasz zasady lub sole mocnej zasady i słabego kwasu, stężenie jonów wodorowych spadnie poniżej 10 -7, a pH>7. Zobacz rys. 3. Znajomość ilościowego wskaźnika kwasowości jest w wielu przypadkach konieczna. Na przykład, wartość PH sok żołądkowy wynosi 1,7. Wzrost lub spadek tej wartości prowadzi do zaburzenia funkcji trawiennych człowieka. W rolnictwo monitorowana jest kwasowość gleby. Na przykład dla ogrodnictwa najlepsza gleba ma pH = 5-6. W przypadku odchyleń od tych wartości do gleby dodaje się dodatki zakwaszające lub alkalizujące.

Ryż. 3

Podsumowanie lekcji

Podczas lekcji omawialiśmy temat „Hydroliza. Środowisko roztworu wodnego. Wskaźnik wodoru”. Dowiedziałeś się o hydrolizie - reakcji wymiany substancji z wodą, prowadzącej do rozkładu substancji chemicznej. Dodatkowo wprowadzono definicję wskaźnika wodorowego – tzw. pH.

Bibliografia

1. Rudzitis G.E. Chemia. Podstawy chemia ogólna. 11 klasa: podręcznik dla instytucje edukacyjne: poziom podstawowy / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmana. - wyd. 14. - M.: Edukacja, 2012.

2. Papież P.P. Chemia: klasa 8: podręcznik do kształcenia ogólnego instytucje edukacyjne/ P.P. Popel, L.S. Krivlya. - K.: IC "Akademia", 2008. - 240 s.: il.

3. Gabrielyan O.S. Chemia. Klasa 11. Podstawowy poziom. Wydanie 2, usunięte. - M.: Drop, 2007. - 220 s.

Praca domowa

1. nr 6-8 (s. 68) Rudzitis G.E. Chemia. Podstawy chemii ogólnej. klasa 11: podręcznik dla placówek kształcenia ogólnego: poziom podstawowy / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmana. - wyd. 14. - M.: Edukacja, 2012.

2. Dlaczego pH wody deszczowej jest zawsze niższe niż 7?

3. Co powoduje szkarłatny kolor roztworu węglanu sodu?

Zadania z komentarzami i rozwiązaniami

W poprzednich latach sprawdzano opanowanie tego elementu treści za pomocą zadań wielokrotnego wyboru (podstawowy poziom trudności). Oto przykłady takich zadań.

Przykład 39. Roztwór wodny ma odczyn kwasowy

1) azotan wapnia

2) chlorek strontu

3) chlorek glinu

4) siarczan cezu

Pamiętajmy, że średnie sole utworzone przez słabą zasadę i mocny kwas (hydroliza przez kation) mają odczyn kwaśny. Wśród proponowanych odpowiedzi jest taka sól - jest to chlorek glinu. W związku z tym środowisko jego roztworu jest kwaśne:

Przykład 40. Wodne roztwory siarczanu żelaza(III) i

1) azotan wapnia

2) chlorek strontu

3) chlorek miedzi

4) siarczan cezu

Środowisko wodne siarczan żelaza (III) ma odczyn kwaśny, podobnie jak wszystkie sole utworzone przez słabą zasadę i mocny kwas:

W opcjach odpowiedzi jest tylko jedna podobna sól - chlorek miedzi. W związku z tym środowisko jego roztworu jest również kwaśne:

W arkusz egzaminacyjny W 2017 roku znajomość tego elementu treści będzie sprawdzana za pomocą zadań wyższy poziom złożoność (zadania z krótką odpowiedzią). Oto przykłady takich zadań.

Przykład 41. Połącz nazwę soli z reakcją jej wodnego roztworu.

Ośrodek wodnego roztworu soli zależy od rodzaju jego hydrolizy (jeśli to możliwe). Rozważmy podejście do hydrolizy każdej z proponowanych soli.

A) Azotan potasu KNO 3 jest solą mocnego kwasu i mocnej zasady. Sole tego składu nie ulegają hydrolizie. Środowisko wodnego roztworu tej soli jest obojętne (A-2).

B) Siarczan glinu Al 2 (SO 4) 3 to sól utworzona przez mocny kwas siarkowy i słabą zasadę (wodorotlenek glinu). W konsekwencji sól ulegnie hydrolizie na kationie:

W wyniku akumulacji jonów H+ środowisko roztworu soli będzie miało odczyn kwaśny (B-1).

B) Siarczek potasu K 2 S powstaje z mocnej zasady i bardzo słabego kwasu wodorosiarczkowego. Takie sole ulegają hydrolizie na anionie:

W wyniku akumulacji jonów OH środowisko roztworu soli będzie miało odczyn zasadowy (B-3).

D) Ortofosforan sodu Na 3 PO 4 tworzy mocna zasada i raczej słaby kwas ortofosforowy. W konsekwencji sól ulegnie hydrolizie na anionie:

W wyniku akumulacji jonów OH środowisko roztworu soli będzie miało odczyn zasadowy (G-3).

Podsumować. Pierwszy roztwór jest obojętny, drugi kwaśny, dwa ostatnie zasadowe.

Aby uzyskać poprawną odpowiedź, najpierw ustalamy naturę kwasów i zasad tworzących te sole.

A) BeSO 4 powstaje ze słabej zasady i mocnego kwasu siarkowego, sole takie ulegają hydrolizie na kationie.

B) KNO 2 tworzy mocna zasada i słaby kwas azotawy, sole takie ulegają hydrolizie przy anionie.

B) Pb(NO 3) 2 składa się ze słabej zasady i mocnej kwas azotowy, takie sole ulegają hydrolizie na kationie.

D) CuCl2 powstaje ze słabej zasady i mocnego kwasu solnego, sole takie ulegają hydrolizie na kationie.

Aby uzyskać poprawną odpowiedź, ustalmy naturę kwasów i zasad tworzących proponowane sole:

A) siarczek litu Li 2 S - sól utworzona przez mocną zasadę i słaby kwas, ulega hydrolizie na anionie;

B) chloran potasu KClO 3 – sól utworzona przez mocną zasadę i mocny kwas, która nie ulega hydrolizie;

B) azotyn amonu NH 4 NO 2 - sól utworzona przez słabą zasadę i słaby kwas, hydroliza zachodzi zarówno na kationie, jak i na anionie;

D) propionian sodu C 3 H 7 COONa - sól utworzona przez mocną zasadę i słaby kwas, hydroliza zachodzi wzdłuż anionu.

A	B	W	G

Badamy wpływ uniwersalnego wskaźnika na roztwory niektórych soli

Jak widać środowisko pierwszego roztworu jest obojętne (pH = 7), drugiego kwaśne (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Jak wytłumaczyć tak interesujący fakt? 🙂

Na początek przypomnijmy sobie, czym jest pH i od czego zależy.

pH to wskaźnik wodorowy, miara stężenia jonów wodorowych w roztworze (według pierwszych liter łacińskich słów potentia wodorui – siła wodoru).

Wartość pH oblicza się jako ujemną logarytm dziesiętny stężenie jonów wodorowych, wyrażone w molach na litr:

W czystej wodzie o temperaturze 25°C stężenia jonów wodorowych i wodorotlenkowych są takie same i wynoszą 10 -7 mol/l (pH = 7).

Gdy stężenia obu typów jonów w roztworze są równe, roztwór jest obojętny. Kiedy > roztwór jest kwaśny, a kiedy > jest zasadowy.

Co powoduje naruszenie równości stężeń jonów wodorowych i jonów wodorotlenkowych w niektórych wodnych roztworach soli?

Faktem jest, że następuje przesunięcie równowagi dysocjacji wody w wyniku wiązania jednego z jej jonów ( lub ) z jonami soli z utworzeniem lekko zdysocjowanego, trudno rozpuszczalnego lub lotnego produktu. To jest istota hydrolizy.

- Ten Reakcja chemiczna jony soli z jonami wody, co prowadzi do powstania słabego elektrolitu - kwasu (lub soli kwaśnej) lub zasady (lub soli zasadowej).

Słowo „hydroliza” oznacza rozkład przez wodę („hydro” – woda, „liza” – rozkład).

W zależności od tego, który jon soli oddziałuje z wodą, wyróżnia się trzy rodzaje hydrolizy:

hydroliza kationowa (tylko kation reaguje z wodą);
hydroliza przez anion (tylko anion reaguje z wodą);
hydroliza stawowa - hydroliza na kationie i na anionie (zarówno kation, jak i anion reagują z wodą).

Każdą sól można uznać za produkt powstały w wyniku oddziaływania zasady i kwasu:

Hydroliza soli to oddziaływanie jej jonów z wodą, prowadzące do powstania środowiska kwaśnego lub zasadowego, któremu jednak nie towarzyszy wytrącanie się osadu lub gazu.
Proces hydrolizy zachodzi tylko przy udziale rozpuszczalny sole i składa się z dwóch etapów:
1)dysocjacja sole w roztworze - nieodwracalny reakcja (stopień dysocjacji lub 100%);
2) właściwie , tj. oddziaływanie jonów soli z wodą, - odwracalny reakcja (stopień hydrolizy ˂ 1, czyli 100%)
Równania etapu 1 i 2 - pierwsze z nich jest nieodwracalne, drugie odwracalne - nie można ich dodać!
Należy pamiętać, że sole utworzone przez kationy alkalia i aniony mocny Kwasy nie ulegają hydrolizie, dysocjują dopiero po rozpuszczeniu w wodzie. W roztworach soli KCl, NaNO 3, NaSO 4 i BaI, podłoże neutralny.

Hydroliza przez anion

W przypadku interakcji aniony rozpuszczenie soli w wodzie, nazywa się to procesem hydroliza soli przy anionie.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (dysocjacja)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (hydroliza)
Dysocjacja soli KNO 2 zachodzi całkowicie, hydroliza anionu NO 2 zachodzi w bardzo małym stopniu (dla roztworu 0,1 M - o 0,0014%), ale to wystarczy, aby roztwór stał się alkaliczny(wśród produktów hydrolizy znajduje się jon OH -), zawiera P H = 8,14.
Aniony ulegają jedynie hydrolizie słaby kwasy (w w tym przykładzie– jon azotynowy NO 2, odpowiadający słabym kwas azotowy HNO2). Anion słabego kwasu przyciąga kation wodoru obecny w wodzie i tworzy cząsteczkę tego kwasu, natomiast jon wodorotlenkowy pozostaje wolny:
NO 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Przykłady:
a) NaClO = Na + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
c) Na 2 CO 3 = 2 Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 — + OH —
d) K 3 PO 4 = 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH —
e) BaS = Ba 2+ + S 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS — + OH —
Należy pamiętać, że w przykładach (c-e) nie można zwiększyć liczby cząsteczek wody i zamiast hydroanionów (HCO 3, HPO 4, HS) wpisać wzory odpowiednich kwasów (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). Hydroliza jest reakcją odwracalną i nie może przebiegać „do końca” (dopóki nie powstanie kwas).
Gdyby w roztworze jego soli NaCO3 utworzył się taki niestabilny kwas jak H 2 CO 3, wówczas zaobserwowanoby uwolnienie gazowego CO 2 z roztworu (H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O). Jednakże po rozpuszczeniu sody w wodzie powstaje przezroczysty roztwór bez wydzielania się gazu, co świadczy o niezupełności hydrolizy anionu z pojawieniem się w roztworze jedynie hydranionów kwas węglowy HCO 3 - .
Stopień hydrolizy soli przez anion zależy od stopnia dysocjacji produktu hydrolizy – kwasu. Im słabszy kwas, tym wyższy stopień hydrolizy. Na przykład jony CO 3 2-, PO 4 3- i S 2- ulegają hydrolizie w większym stopniu niż jon NO 2, ponieważ dysocjacja H 2 CO 3 i H 2 S jest na drugim etapie, a H 3 PO 4 w trzecim etapie przebiega znacznie mniej niż dysocjacja kwasu HNO 2. Dlatego będą roztwory, na przykład Na 2 CO 3, K 3 PO 4 i BaS wysoce zasadowy(co łatwo zobaczyć po tym, jak mydlana jest woda sodowa w dotyku) .

Nadmiar jonów OH w roztworze można łatwo wykryć za pomocą wskaźnika lub zmierzyć za pomocą specjalnych urządzeń (pH-metrów).
Jeśli w stężonym roztworze soli jest silnie hydrolizowany przez anion,
na przykład Na2CO3, dodaj aluminium, wówczas ten ostatni (ze względu na amfoteryczność) zareaguje z zasadą i nastąpi uwolnienie wodoru. Jest to dodatkowy dowód na hydrolizę, ponieważ do roztworu sody nie dodaliśmy alkalicznego NaOH!

Zwróć szczególną uwagę na sole kwasów średniomocnych - ortofosforowego i siarkowego. W pierwszym etapie kwasy te dysocjują dość dobrze, więc ulegają dysocjacji sole kwasowe Nie ulegają hydrolizie, a środowisko roztworu takich soli jest kwaśne (ze względu na obecność w soli kationu wodorowego). A średnie sole hydrolizują na anionie - środowisko jest zasadowe. Zatem wodorosiarczyny, wodorofosforany i diwodorofosforany nie hydrolizują na anionie, środowisko jest kwaśne. Siarczyny i fosforany są hydrolizowane przez anion, środowisko jest zasadowe.

Hydroliza kationowa

Kiedy rozpuszczony kation soli oddziałuje z wodą, proces ten nazywa się
hydroliza soli na kationie

1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 - (dysocjacja)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (hydroliza)

Dysocjacja soli Ni(NO 3) 2 zachodzi całkowicie, hydroliza kationu Ni 2+ zachodzi w bardzo małym stopniu (dla roztworu 0,1 M - o 0,001%), ale to wystarczy, aby środowisko stało się kwaśne (jon H+ występuje wśród produktów hydrolizy).

Kationy tylko słabo rozpuszczalnego zasadowego i wodorotlenki amfoteryczne i kation amonowy NH4+. Kation metalu oddziela jon wodorotlenkowy od cząsteczki wody i uwalnia kation wodorowy H+.

W wyniku hydrolizy kation amonowy tworzy słabą zasadę – hydrat amoniaku i kation wodorowy:

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +

Należy pamiętać, że nie można zwiększać liczby cząsteczek wody i pisać wzorów wodorotlenkowych (na przykład Ni(OH) 2) zamiast hydroksokacji (na przykład NiOH +). Jeżeli utworzyłyby się wodorotlenki, z roztworów soli utworzyłby się osad, czego nie obserwuje się (sole te tworzą przezroczyste roztwory).
Nadmiar kationów wodorowych można łatwo wykryć za pomocą wskaźnika lub zmierzyć za pomocą specjalnych urządzeń. Magnez lub cynk dodaje się do stężonego roztworu soli, która jest silnie hydrolizowana przez kation, a ten reaguje z kwasem uwalniając wodór.

Jeśli sól jest nierozpuszczalna, nie dochodzi do hydrolizy, ponieważ jony nie oddziałują z wodą.

Aby zrozumieć, na czym polega hydroliza soli, przypomnijmy sobie najpierw, jak dysocjują kwasy i zasady.

Wspólną cechą wszystkich kwasów jest to, że podczas dysocjacji tworzą się kationy wodorowe (H +), natomiast podczas dysocjacji wszystkich zasad zawsze powstają jony wodorotlenkowe (OH -).

W związku z tym, jeśli w roztworze z tego czy innego powodu jest więcej jonów H +, mówi się, że roztwór ma odczyn kwaśny w ośrodku, jeśli OH - - odczyn zasadowy w ośrodku.

Jeśli wszystko jest jasne w przypadku kwasów i zasad, jaka będzie reakcja ośrodka w roztworach soli?

Na pierwszy rzut oka zawsze powinien być neutralny. A tak naprawdę skąd np. w roztworze siarczku sodu bierze się nadmiar kationów wodorowych lub jonów wodorotlenkowych? Sam siarczek sodu po dysocjacji nie tworzy jonów tego czy innego typu:

Na 2 S = 2 Na + + S 2-

Gdybyś jednak miał przed sobą np. wodne roztwory siarczku sodu, chlorku sodu, azotanu cynku i elektroniczny pehametr (cyfrowe urządzenie służące do określania kwasowości podłoża), znalazłbyś niezwykłe zjawisko. Urządzenie pokaże Ci, że pH roztworu siarczku sodu jest większe niż 7, tj. występuje wyraźny nadmiar jonów wodorotlenkowych. Środowisko roztworu chlorku sodu będzie obojętne (pH = 7), a roztwór Zn(NO 3) 2 będzie kwaśny.

Jedyne co spełnia nasze oczekiwania to środowisko roztworu chlorku sodu. Jak można się było spodziewać, okazała się neutralna.
Skąd jednak wziął się nadmiar jonów wodorotlenkowych w roztworze siarczku sodu i kationów wodorowych w roztworze azotanu cynku?

Spróbujmy to rozgryźć. Aby to zrobić, musimy zrozumieć następujące punkty teoretyczne.

Każdą sól można uważać za produkt oddziaływania kwasu i zasady. Kwasy i zasady dzielą się na mocne i słabe. Przypomnijmy, że te kwasy i zasady, których stopień dysocjacji jest bliski 100%, nazywane są mocnymi.

uwaga: siarka (H 2 SO 3) i fosfor (H 3 PO 4) są często klasyfikowane jako kwasy średniomocne, ale biorąc pod uwagę zadania hydrolizy, należy je klasyfikować jako słabe.

Kwaśne pozostałości słabych kwasów są zdolne do odwracalnego oddziaływania z cząsteczkami wody, usuwając z nich kationy wodorowe H +. Na przykład jon siarczkowy, będący kwasową resztą słabego kwasu siarkowodorowego, oddziałuje z nim w następujący sposób:

S 2- + H 2 O ↔ HS - + OH -

HS – + H. 2 O ↔ H. 2 S + OH –

Jak widać w wyniku tego oddziaływania powstaje nadmiar jonów wodorotlenkowych, które odpowiadają za zasadowy odczyn ośrodka. Oznacza to, że kwaśne pozostałości słabych kwasów zwiększają zasadowość środowiska. W przypadku roztworów soli zawierających takie reszty kwasowe mówi się, że dla nich tak hydroliza anionów.

Kwaśne pozostałości mocnych kwasów, w przeciwieństwie do słabych, nie oddziałują z wodą. Oznacza to, że nie wpływają one na pH roztworu wodnego. Przykładowo jon chlorkowy, będący kwasową pozostałością mocnego kwasu solnego, nie reaguje z wodą:

Oznacza to, że jony chlorkowe nie wpływają na pH roztworu.

Spośród kationów metali tylko te, które odpowiadają słabym zasadom, mogą oddziaływać z wodą. Na przykład kation Zn 2+, który odpowiada słabej zasadzie wodorotlenku cynku. W wodnych roztworach soli cynku zachodzą następujące procesy:

Zn 2+ + H 2 O ↔ Zn(OH) + + H +

Zn(OH) + + H 2 O ↔ Zn(OH) + + H +

Jak widać z powyższych równań, w wyniku oddziaływania kationów cynku z wodą, w roztworze gromadzą się kationy wodoru, zwiększając kwasowość środowiska, czyli obniżając pH. Jeśli sól zawiera kationy odpowiadające słabym zasadom, w tym przypadku mówi się, że jest to sól hydrolizuje na kationie.

Kationy metali, które odpowiadają mocnym zasadom, nie oddziałują z wodą. Na przykład kation Na + odpowiada mocnej zasadzie - wodorotlenkowi sodu. Dlatego jony sodu nie reagują z wodą i nie wpływają w żaden sposób na pH roztworu.

Zatem na podstawie powyższego sole można podzielić na 4 typy, a mianowicie utworzone:

1) mocna zasada i mocny kwas,

Sole takie nie zawierają reszt kwasowych ani kationów metali oddziałujących z wodą, tj. zdolny do wpływania na pH roztworu wodnego. Roztwory takich soli mają obojętne środowisko reakcji. Mówią o takich solach, że tak nie ulegają hydrolizie.

Przykłady: Ba(NO 3) 2, KCl, Li 2 SO 4 itd.

2) mocna zasada i słaby kwas

W roztworach takich soli z wodą reagują jedynie pozostałości kwasowe. Środowisko wodnych roztworów takich soli jest zasadowe, w odniesieniu do soli tego typu mówi się, że tak hydrolizować na anionie

Przykłady: NaF, K 2 CO 3, Li 2 S itp.

3) słaba zasada i mocny kwas

W takich solach kationy reagują z wodą, ale reszty kwasowe nie reagują - hydroliza soli przez kation, środowisko jest kwaśne.

Przykłady: Zn(NO 3) 2, Fe 2 (SO 4) 3, CuSO 4 itp.

4) słaba zasada i słaby kwas.

Zarówno kationy, jak i aniony reszt kwasowych reagują z wodą. Następuje hydroliza soli tego rodzaju zarówno kation, jak i anion Lub. Mówią też o takich solach, którym podlegają nieodwracalna hydroliza.

Co to znaczy, że ulegają nieodwracalnej hydrolizie?

Ponieważ w tym przypadku zarówno kationy metali (lub NH 4 +), jak i aniony reszty kwasowej reagują z wodą, w roztworze pojawiają się zarówno jony H +, jak i jony OH -, które tworzą wyjątkowo słabo dysocjującą substancję - wodę (H 2 O) .

To z kolei prowadzi do tego, że soli powstałych z reszt kwasowych słabych zasad i słabych kwasów nie można otrzymać w reakcjach wymiany, a jedynie na drodze syntezy w fazie stałej lub w ogóle nie można ich otrzymać. Na przykład podczas mieszania roztworu azotanu glinu z roztworem siarczku sodu zamiast oczekiwanej reakcji:

2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 S = Al 2 S 3 + 6NaNO 3 (− reakcja nie przebiega w ten sposób!)

Obserwuje się następującą reakcję:

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

Jednak siarczek glinu można łatwo otrzymać przez stopienie proszku aluminium z siarką:

2Al + 3S = Al 2 S 3

Siarczek glinu dodany do wody ulega nieodwracalnej hydrolizie, podobnie jak przy próbie uzyskania go w roztworze wodnym.

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

Hydroliza to oddziaływanie substancji z wodą, w wyniku którego zmienia się środowisko roztworu.

Kationy i aniony słabych elektrolitów potrafią oddziaływać z wodą tworząc trwałe, słabo dysocjujące związki lub jony, w wyniku czego zmienia się środowisko roztworu. Wzory na wodę w równaniach hydrolizy zapisuje się zwykle jako H-OH. Podczas reakcji z wodą kationy słabych zasad usuwają jony hydroksylowe z wody, a w roztworze powstaje nadmiar H +. Środowisko roztworu staje się kwaśne. Aniony słabych kwasów przyciągają H + z wody, a reakcja ośrodka staje się zasadowa.

W chemia nieorganiczna najczęściej mamy do czynienia z hydrolizą soli, tj. z wymianą oddziaływania jonów soli z cząsteczkami wody w procesie ich rozpuszczania. Istnieją 4 opcje hydrolizy.

1. Sól powstaje z mocnej zasady i mocnego kwasu.

Sól ta praktycznie nie ulega hydrolizie. W tym przypadku równowaga dysocjacji wody w obecności jonów soli prawie nie jest zakłócona, dlatego pH = 7, środowisko jest obojętne.

Na + + H 2 O Cl - + H 2 O

2. Jeżeli sól tworzy kation mocnej zasady i anion słabego kwasu, wówczas na anionie zachodzi hydroliza.

Na 2 CO 3 + HOH \(\leftrightarrow\) NaHCO 3 + NaOH

Ponieważ w roztworze gromadzą się jony OH -, środowisko ma odczyn zasadowy, pH>7.

3. Jeśli sól tworzy kation słabej zasady i anion mocnego kwasu, wówczas wzdłuż kationu zachodzi hydroliza.

Cu 2+ + HOH \(\leftrightarrow\) CuOH + + H +

СuCl 2 + HOH \(\leftrightarrow\) CuOHCl + HCl

Ponieważ jony H + gromadzą się w roztworze, środowisko ma odczyn kwaśny, pH<7.

4. Sól utworzona przez kation słabej zasady i anion słabego kwasu ulega hydrolizie zarówno kationu, jak i anionu.

CH 3 COONH 4 + HOH \(\leftrightarrow\) NH 4 OH + CH 3 COOH

CH 3 COO - + + HOH \(\leftrightarrow\) NH 4 OH + CH 3 COOH

Roztwory takich soli mają środowisko lekko kwaśne lub lekko zasadowe, tj. wartość pH jest bliska 7. Reakcja ośrodka zależy od stosunku stałych dysocjacji kwasu i zasady. Hydroliza soli utworzonych przez bardzo słabe kwasy i zasady jest praktycznie nieodwracalna. Są to głównie siarczki i węglany glinu, chromu i żelaza.

Al 2 S 3 + 3HOH \(\leftrightarrow\) 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

Przy określaniu ośrodka roztworu soli należy wziąć pod uwagę, że ośrodek roztworu zależy od silnego składnika. Jeśli sól tworzy kwas, który jest mocnym elektrolitem, wówczas roztwór jest kwaśny. Jeśli zasadą jest mocny elektrolit, to jest ona zasadowa.

Przykład. Roztwór ma środowisko zasadowe

1) Pb(NO 3) 2; 2) Na2CO3; 3) NaCl; 4) NaNO3

1) Azotan Pb(NO 3) 2 ołowiu(II). Sól powstaje w wyniku słabej zasady i mocny kwas, oznacza środowisko rozwiązania kwaśny.

2) węglan sodu Na2CO3. Powstała sól mocny fundament i słaby kwas, co oznacza środowisko roztworu alkaliczny.

3) NaCl; 4) Sole NaNO 3 powstają z mocnej zasady NaOH oraz mocnych kwasów HCl i HNO 3. Roztwór jest obojętny.

Poprawna odpowiedź 2) Na2CO3

Bibułkę wskaźnikową zanurzano w roztworach soli. W roztworach NaCl i NaNO 3 nie zmieniał koloru, czyli środowiska roztworu neutralny. W roztworze Pb(NO 3) 2 zmienia kolor na czerwony, co oznacza medium roztworu kwaśny. W roztworze Na2CO3 zmienia kolor na niebieski, medium roztworu alkaliczny.