Pinag-aaralan namin ang epekto ng isang unibersal na tagapagpahiwatig sa mga solusyon ng ilang mga asin

Tulad ng nakikita natin, ang kapaligiran ng unang solusyon ay neutral (pH = 7), ang pangalawa ay acidic (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Paano natin maipapaliwanag ang gayong kawili-wiling katotohanan? 🙂

Una, tandaan natin kung ano ang pH at kung ano ang nakasalalay dito.

Ang pH ay isang hydrogen index, isang sukatan ng konsentrasyon ng mga hydrogen ions sa isang solusyon (ayon sa mga unang titik ng mga salitang Latin na potentia hydrogeni - ang lakas ng hydrogen).

Ang pH ay kinakalkula bilang negatibong decimal logarithm ng konsentrasyon ng hydrogen ion na ipinahayag sa mga moles bawat litro:

Sa purong tubig sa 25 °C, ang mga konsentrasyon ng mga hydrogen ions at hydroxide ions ay pareho at ang halaga ay 10 -7 mol/l (pH = 7).

Kapag ang mga konsentrasyon ng parehong uri ng mga ion sa isang solusyon ay pantay, ang solusyon ay neutral. Kapag ang solusyon ay acidic, at kapag ito ay alkaline.

Ano ang sanhi ng paglabag sa pagkakapantay-pantay ng mga konsentrasyon ng hydrogen ions at hydroxide ions sa ilang may tubig na solusyon ng mga asin?

Ang katotohanan ay mayroong pagbabago sa balanse ng dissociation ng tubig dahil sa pagbubuklod ng isa sa mga ions nito ( o ) sa mga ion ng asin na may pagbuo ng isang bahagyang dissociated, matipid na natutunaw o pabagu-bago ng isip na produkto. Ito ang kakanyahan ng hydrolysis.

- ito ang kemikal na pakikipag-ugnayan ng mga ion ng asin sa mga ion ng tubig, na humahantong sa pagbuo ng isang mahinang electrolyte - isang acid (o acid salt) o isang base (o pangunahing asin).

Ang salitang "hydrolysis" ay nangangahulugang agnas sa pamamagitan ng tubig ("hydro" - tubig, "lysis" - decomposition).

Depende sa kung aling salt ion ang nakikipag-ugnayan sa tubig, tatlong uri ng hydrolysis ay nakikilala:

1. hydrolysis sa pamamagitan ng cation (ang cation lamang ang tumutugon sa tubig);
2. hydrolysis sa pamamagitan ng anion (ang anion lamang ang tumutugon sa tubig);
3. joint hydrolysis - hydrolysis sa cation at sa anion (kapwa ang cation at anion ay tumutugon sa tubig).

Ang anumang asin ay maaaring ituring bilang isang produkto na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng isang base at isang acid:

Ang hydrolysis ng asin ay ang pakikipag-ugnayan ng mga ions nito sa tubig, na humahantong sa paglitaw ng isang acidic o alkaline na kapaligiran, ngunit hindi sinamahan ng pagbuo ng precipitate o gas.
Ang proseso ng hydrolysis ay nangyayari lamang sa pakikilahok nalulusaw asin at binubuo ng dalawang yugto:
1)paghihiwalay mga asin sa solusyon - hindi maibabalik reaksyon (degree ng dissociation, o 100%);
2) talaga , ibig sabihin. pakikipag-ugnayan ng mga ion ng asin sa tubig, - nababaligtad reaksyon (degree ng hydrolysis ˂ 1, o 100%)
Mga equation ng ika-1 at ika-2 yugto - ang una sa kanila ay hindi maibabalik, ang pangalawa ay mababaligtad - hindi mo maidaragdag ang mga ito!
Tandaan na ang mga asin ay nabuo sa pamamagitan ng mga kasyon alkalis at mga anion malakas ang mga acid ay hindi sumasailalim sa hydrolysis; Sa mga solusyon ng mga asing-gamot KCl, NaNO 3, NaSO 4 at BaI, ang daluyan neutral.

Hydrolysis sa pamamagitan ng anion

Sa kaso ng pakikipag-ugnayan mga anion dissolved salt with water ang proseso ay tinatawag hydrolysis ng asin at anion.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (dissociation)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (hydrolysis)
Ang dissociation ng KNO 2 salt ay ganap na nangyayari, ang hydrolysis ng NO 2 anion ay nangyayari sa isang napakaliit na lawak (para sa isang 0.1 M na solusyon - sa pamamagitan ng 0.0014%), ngunit ito ay sapat na para sa solusyon na maging alkalina(kabilang sa mga produkto ng hydrolysis mayroong isang OH - ion), naglalaman ito p H = 8.14.
Ang mga anion ay sumasailalim lamang sa hydrolysis mahina acids (sa halimbawang ito, ang nitrite ion NO 2, na tumutugma sa mahinang nitrous acid HNO 2). Ang anion ng isang mahinang acid ay umaakit sa hydrogen cation na nasa tubig at bumubuo ng isang molekula ng acid na ito, habang ang hydroxide ion ay nananatiling libre:
HINDI 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Mga halimbawa:
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 = 2Na + + 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 —
Pakitandaan na sa mga halimbawa (c-e) hindi mo maaaring dagdagan ang bilang ng mga molekula ng tubig at sa halip na mga hydroanion (HCO 3, HPO 4, HS) isulat ang mga formula ng kaukulang mga acid (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). Ang hydrolysis ay isang reversible reaction, at hindi ito maaaring magpatuloy "hanggang sa dulo" (hanggang sa pagbuo ng acid).
Kung ang isang hindi matatag na acid bilang H 2 CO 3 ay nabuo sa isang solusyon ng asin nito NaCO 3, pagkatapos ay ang paglabas ng CO 2 gas mula sa solusyon ay masusunod (H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O). Gayunpaman, kapag ang soda ay natunaw sa tubig, ang isang transparent na solusyon ay nabuo nang walang ebolusyon ng gas, na kung saan ay katibayan ng hindi pagkakumpleto ng hydrolysis ng anion na may hitsura sa solusyon ng carbonic acid hydranions lamang HCO 3 -.
Ang antas ng hydrolysis ng asin sa pamamagitan ng anion ay depende sa antas ng dissociation ng produkto ng hydrolysis - ang acid. Kung mas mahina ang acid, mas mataas ang antas ng hydrolysis. Halimbawa, ang mga CO 3 2-, PO 4 3- at S 2- ions ay hydrolyzed sa mas malaking lawak kaysa sa NO 2 ion, dahil ang dissociation ng H 2 CO 3 at H 2 S ay nasa ika-2 yugto, at H 3 Ang PO 4 sa Ang ika-3 yugto ay nagpapatuloy nang makabuluhang mas mababa kaysa sa paghihiwalay ng acid HNO 2. Samakatuwid, ang mga solusyon, halimbawa, Na 2 CO 3, K 3 PO 4 at BaS ay magiging mataas ang alkalina(na madaling makita kung gaano kasabon ang soda sa pagpindot) .

Ang labis na mga OH ions sa isang solusyon ay madaling matukoy gamit ang isang indicator o nasusukat gamit ang mga espesyal na device (pH meter).
Kung sa isang puro solusyon ng asin na malakas na na-hydrolyzed ng anion,
halimbawa, Na 2 CO 3, magdagdag ng aluminyo, pagkatapos ang huli (dahil sa amphotericity) ay tutugon sa alkali at ang paglabas ng hydrogen ay masusunod. Ito ay karagdagang ebidensya ng hydrolysis, dahil hindi namin idinagdag ang NaOH alkali sa soda solution!

Magbayad ng espesyal na pansin sa mga asing-gamot ng medium-strength acid - orthophosphoric at sulfurous. Sa unang hakbang, ang mga acid na ito ay naghihiwalay nang maayos, kaya ang kanilang mga acidic na asing-gamot ay hindi sumasailalim sa hydrolysis, at ang kapaligiran ng solusyon ng naturang mga asing-gamot ay acidic (dahil sa pagkakaroon ng isang hydrogen cation sa asin). At ang mga medium na asing-gamot ay nag-hydrolyze sa anion - ang medium ay alkalina. Kaya, ang mga hydrosulfites, hydrogen phosphate at dihydrogen phosphate ay hindi hydrolyze sa anion, ang medium ay acidic. Ang mga sulfite at phosphate ay na-hydrolyzed ng anion, ang medium ay alkaline.

Hydrolysis sa pamamagitan ng cation

Kapag ang isang dissolved salt cation ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang proseso ay tinatawag
hydrolysis ng asin sa cation

1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 − (dissociation)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (hydrolysis)

Ang dissociation ng Ni(NO 3) 2 asin ay nangyayari nang buo, ang hydrolysis ng Ni 2+ cation ay nangyayari sa isang napakaliit na lawak (para sa isang 0.1 M na solusyon - ng 0.001%), ngunit ito ay sapat na para sa medium na maging acidic (ang H + ion ay naroroon sa mga produktong hydrolysis ).

Tanging ang mga cation ng hindi gaanong natutunaw na basic at amphoteric hydroxides at ammonium cation ang sumasailalim sa hydrolysis NH4+. Hinahati ng metal cation ang hydroxide ion mula sa molekula ng tubig at naglalabas ng hydrogen cation H +.

Bilang resulta ng hydrolysis, ang ammonium cation ay bumubuo ng isang mahinang base - ammonia hydrate at isang hydrogen cation:

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +

Pakitandaan na hindi mo maaaring taasan ang bilang ng mga molekula ng tubig at magsulat ng mga formula ng hydroxide (halimbawa, Ni(OH) 2) sa halip na mga hydroxocation (halimbawa, NiOH +). Kung ang hydroxides ay nabuo, kung gayon ang pag-ulan ay bubuo mula sa mga solusyon sa asin, na hindi sinusunod (ang mga asing-gamot na ito ay bumubuo ng mga transparent na solusyon).
Ang mga sobrang hydrogen cation ay madaling matukoy gamit ang indicator o nasusukat gamit ang mga espesyal na device. Magnesium o zinc ay idinagdag sa isang puro solusyon ng asin na malakas na na-hydrolyzed ng cation, at ang huli ay tumutugon sa acid upang maglabas ng hydrogen.

Kung ang asin ay hindi matutunaw, pagkatapos ay walang hydrolysis, dahil ang mga ions ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig.

Mga asin - ito ay mga ionic compound; kapag sila ay nakapasok sa tubig sila ay naghihiwalay sa mga ion. Sa isang may tubig na solusyon, ang mga ion na ito ay HYDRATED - napapalibutan ng mga molekula ng tubig.

Napag-alaman na Ang mga may tubig na solusyon ng maraming asin ay walang neutral na kapaligiran, ngunit bahagyang acidic o alkalina.

Ang paliwanag para dito ay ang pakikipag-ugnayan ng mga ion ng asin sa tubig. Ang prosesong ito ay tinatawag na HYDROLYSIS.

Nabuo ang mga cation at anion isang mahinang base o mahinang acid, tumutugon sa tubig, inaalis ang H o OH mula dito.

Ang dahilan nito: ang pagbuo ng MAS MALAKAS na bono kaysa sa tubig mismo.

May kaugnayan sa tubig, ang mga asin ay maaaring nahahati sa 4 na grupo:

1) Isang asin na nabuo sa pamamagitan ng isang malakas na base at isang malakas na acid - HINDI HYDROLYZE , sa solusyon lamang naghihiwalay sa mga ion.Ang kapaligiran ay neutral. HALIMBAWA: Ang mga asin ay hindi nag-hydrolyze - NaCl, KNO3, RbBr, Cs2SO4, KClO3, atbp. Sa solusyon, ang mga asing-gamot na ito lamang ihiwalay: Cs2SO4 à 2 Cs++SO42-

2) Isang asin na nabuo sa pamamagitan ng isang malakas na base at isang mahinang acid - hydrolysis NG ANION . Ang anion ng isang mahinang acid ay kumukuha ng mga hydrogen ions mula sa tubig at nagbubuklod sa kanila. Ang isang labis na mga ion ay nabuo sa solusyon Ang OH ay isang alkaline na kapaligiran. HALIMBAWA: Ang mga asin ay sumasailalim sa hydrolysis sa anion - Na2S, KF, K3PO4, Na2CO3, Cs2SO3, KCN, KClO, at mga acid salt ng mga acid na ito. K3 P.O. 4 – isang asin na nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang acid at isang malakas na base. Ang phosphate anion ay hydrolyzed. P.O.4 3- + HINDI⇄ NPO42-+OH- K3 P.O.4 + H2O⇄ K2NPO4 + KON (ito ang unang yugto ng hydrolysis, ang natitirang 2 ay nangyayari sa napakaliit na lawak)

3) asin,nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang base at isang malakas na acid - hydrolysis NG CATION . Ang isang cation ng isang mahinang base ay nag-abstract ng OH- ion mula sa tubig at nagbubuklod dito. Ang mga labis na ion ay nananatili sa solusyon H+ - acidic ang kapaligiran. HALIMBAWA: Ang mga asin ay sumasailalim sa hydrolysis sa pamamagitan ng cation - CuCl2, NH4Cl, Al(NO3)3, Cr2(SO4)3. Cu KAYA4 – isang asin na nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang base at isang malakas na acid. Ang copper cation ay hydrolyzed: Cu+2 + HINDI⇄ CuOH+ + H+ 2 CuSO4 +2 H2 O ⇄ (CuOH)2 KAYA4 + H2 KAYA4

4) Ang asin ay nabuo sa pamamagitan ng mahinang base at mahinang acid - hydrolysis ng BOTH CATION AT ANION. Kung ang alinman sa mga produkto ay inilabas bilang sediment o gas, pagkatapos ay hydrolysis hindi maibabalik , kung ang parehong mga produkto ng hydrolysis ay mananatili sa solusyon - hydrolysis nababaligtad. HALIMBAWA: Ang mga asin ay hydrolyzed - Al2S3,Cr2S3(hindi maibabalik): Al2S3 + H2Oà Al(OH)3¯ +H2S­ NH4F, CH3COONH4 (reversible) NH4F+H2 O⇄ NH4OH + HF

Mutual hydrolysis ng dalawang salts.

Ito ay nangyayari kapag sinusubukang kumuha, sa pamamagitan ng isang exchange reaction, ng mga asing-gamot na ganap na na-hydrolyzed sa isang may tubig na solusyon. Sa kasong ito, nangyayari ang mutual hydrolysis - i.e. ang metal cation ay nagbubuklod sa mga pangkat ng OH, at ang acid anion ay nagbubuklod sa H+

1) Mga asin ng mga metal na may estado ng oksihenasyon +3 at mga asin ng mga volatile acid (carbonates, sulfide, sulfites)- sa panahon ng kanilang mutual hydrolysis, isang hydroxide precipitate at gas ay nabuo:

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

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

2) Mga asin ng mga metal na may oxidation state +2 (maliban sa calcium, strontium at barium) at natutunaw na carbonates din hydrolyze magkasama, ngunit sa kasong ito isang precipitate ng BASIC metal carbonate ay nabuo:

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

(lahat ng 2+, maliban sa Ca, Sr, Ba)

Mga katangian ng proseso ng hydrolysis:

1) Ang proseso ng hydrolysis ay nababaligtad, ay hindi nagpapatuloy hanggang sa wakas, ngunit hanggang sa sandali lamang ng EQUILIBRIUM;

2) Ang proseso ng hydrolysis ay ang kabaligtaran ng reaksyon ng NEUTRALISATION, samakatuwid, ang hydrolysis ay endothermic proseso (nagpapatuloy sa pagsipsip ng init).

KF + H2O ⇄ HF + KOH – Q

Anong mga kadahilanan ang nagpapahusay sa hydrolysis?

1. Pagpainit - sa pagtaas ng temperatura, ang equilibrium ay lumilipat patungo sa ENDOTHERMIC na reaksyon - ang hydrolysis ay tumataas;

2. Pagdaragdag ng tubig– dahil ang tubig ang panimulang materyal sa reaksyon ng hydrolysis, ang pagpapalabnaw ng solusyon ay nagpapataas ng hydrolysis.

Paano sugpuin (pahina) ang proseso ng hydrolysis?

Kadalasan ay kinakailangan upang maiwasan ang hydrolysis. Para dito:

1. Ang solusyon ay ginawa bilang puro hangga't maaari (bawasan ang dami ng tubig);

2. Upang ilipat ang balanse sa kaliwa magdagdag ng isa sa mga produktong hydrolysis –acid, kung ang hydrolysis ay nangyayari sa cation o alkali, kung ang hydrolysis ay nangyayari sa anion.

Halimbawa: paano sugpuin ang hydrolysis ng aluminum chloride?

Aluminyo kloridoAlCl3 - ay isang asin na nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang base at isang malakas na acid - hydrolyzes sa isang cation:

Sinabi ni Al+3 + HOH ⇄ AlOH +2 + H+

Ang kapaligiran ay acidic. Samakatuwid, mas maraming acid ang dapat idagdag upang sugpuin ang hydrolysis. Bilang karagdagan, ang solusyon ay dapat gawin bilang puro hangga't maaari.

Ang hydrolysis ay ang pakikipag-ugnayan ng mga sangkap sa tubig, bilang isang resulta kung saan nagbabago ang kapaligiran ng solusyon.

Ang mga cation at anion ng mahinang electrolyte ay may kakayahang makipag-ugnayan sa tubig upang bumuo ng matatag, bahagyang dissociable na mga compound o ion, bilang resulta kung saan nagbabago ang kapaligiran ng solusyon. Ang mga formula para sa tubig sa mga hydrolysis equation ay karaniwang isinusulat bilang H‑OH. Kapag tumutugon sa tubig, ang mga cation ng mahinang base ay nag-aalis ng mga hydroxyl ions mula sa tubig, at ang labis na H + ay nabuo sa solusyon. Ang kapaligiran ng solusyon ay nagiging acidic. Ang mga anion ng mahinang acid ay umaakit sa H + mula sa tubig, at ang reaksyon ng daluyan ay nagiging alkalina.

Sa inorganic na kimika, ang isa ay madalas na humarap sa hydrolysis ng mga asing-gamot, i.e. sa pakikipag-ugnayan ng palitan ng mga ion ng asin sa mga molekula ng tubig sa proseso ng kanilang pagkatunaw. Mayroong 4 na opsyon para sa hydrolysis.

1. Ang asin ay nabubuo sa pamamagitan ng isang malakas na base at isang malakas na acid.

Ang asin na ito ay halos hindi sumasailalim sa hydrolysis. Sa kasong ito, ang balanse ng dissociation ng tubig sa pagkakaroon ng mga ion ng asin ay halos hindi nabalisa, samakatuwid pH = 7, ang daluyan ay neutral.

Na + + H 2 O Cl ‑ + H 2 O

2. Kung ang isang asin ay nabuo sa pamamagitan ng isang cation ng isang malakas na base at isang anion ng isang mahina acid, pagkatapos ay ang hydrolysis ay nangyayari sa anion.

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

Dahil ang mga OH - ions ay naipon sa solusyon, ang medium ay alkalina, pH>7.

3. Kung ang isang asin ay nabuo sa pamamagitan ng isang cation ng isang mahinang base at isang anion ng isang malakas na acid, pagkatapos ay ang hydrolysis ay nangyayari sa kahabaan ng cation.

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

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

Dahil ang mga H + ions ay naipon sa solusyon, ang medium ay acidic, pH<7.

4. Ang isang asin na nabuo sa pamamagitan ng isang cation ng isang mahinang base at isang anion ng isang mahinang acid ay sumasailalim sa hydrolysis ng parehong cation at ang anion.

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

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

Ang mga solusyon ng naturang mga asing-gamot ay may bahagyang acidic o bahagyang alkalina na kapaligiran, i.e. ang pH value ay malapit sa 7. Ang reaksyon ng medium ay depende sa ratio ng mga dissociation constants ng acid at base. Ang hydrolysis ng mga asing-gamot na nabuo ng napakahinang mga acid at base ay halos hindi maibabalik. Ang mga ito ay pangunahing mga sulfide at carbonate ng aluminyo, kromo, at bakal.

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

Kapag tinutukoy ang daluyan ng isang solusyon sa asin, kinakailangang isaalang-alang na ang daluyan ng solusyon ay tinutukoy ng malakas na bahagi. Kung ang asin ay nabuo sa pamamagitan ng isang acid, na isang malakas na electrolyte, kung gayon ang solusyon ay acidic. Kung ang base ay isang malakas na electrolyte, kung gayon ito ay alkalina.

Halimbawa. Ang solusyon ay may alkaline na kapaligiran

1) Pb(NO 3) 2; 2) Na 2 CO 3 ; 3) NaCl; 4) NaNO3

1) Pb(NO 3) 2 lead(II) nitrate. Ang asin ay nabuo sa pamamagitan ng mahinang base at malakas na asido, ay nangangahulugang ang kapaligiran ng solusyon maasim.

2) Na 2 CO 3 sodium carbonate. Nabuo ang asin matibay na pundasyon at isang mahinang acid, na nangangahulugang medium ng solusyon alkalina.

3) NaCl; 4) NaNO 3 Ang mga asin ay nabuo sa pamamagitan ng malakas na base na NaOH at ang malakas na acid na HCl at HNO 3. Ang medium ng solusyon ay neutral.

Tamang sagot 2) Na 2 CO 3

Ang papel ng tagapagpahiwatig ay inilubog sa mga solusyon sa asin. Sa mga solusyon ng NaCl at NaNO 3 hindi ito nagbago ng kulay, na nangangahulugang ang kapaligiran ng solusyon neutral. Sa solusyon, ang Pb(NO 3) 2 ay nagiging pula, ang medium na solusyon maasim. Sa isang solusyon, ang Na 2 CO 3 ay nagiging asul, ang medium ng solusyon alkalina.

Sa kemikal, ang pH ng isang solusyon ay maaaring matukoy gamit ang mga tagapagpahiwatig ng acid-base.

Ang mga tagapagpahiwatig ng acid-base ay mga organikong sangkap na ang kulay ay nakasalalay sa kaasiman ng daluyan.

Ang pinakakaraniwang tagapagpahiwatig ay litmus, methyl orange, at phenolphthalein. Ang litmus ay nagiging pula sa isang acidic na kapaligiran at asul sa isang alkaline na kapaligiran. Ang phenolphthalein ay walang kulay sa isang acidic na kapaligiran, ngunit nagiging pulang-pula sa isang alkaline na kapaligiran. Ang methyl orange ay nagiging pula sa isang acidic na kapaligiran, at dilaw sa isang alkaline na kapaligiran.

Sa pagsasanay sa laboratoryo, ang isang bilang ng mga tagapagpahiwatig ay madalas na pinaghalo, pinili upang ang kulay ng pinaghalong magbago sa isang malawak na hanay ng mga halaga ng pH. Sa kanilang tulong, maaari mong matukoy ang pH ng isang solusyon na may katumpakan ng isa. Ang mga mixture na ito ay tinatawag mga pangkalahatang tagapagpahiwatig.

Mayroong mga espesyal na aparato - pH meter, kung saan maaari mong matukoy ang pH ng mga solusyon sa hanay mula 0 hanggang 14 na may katumpakan ng 0.01 pH unit.

Hydrolysis ng mga asin

Kapag ang ilang mga asin ay natunaw sa tubig, ang ekwilibriyo ng proseso ng paghihiwalay ng tubig ay nasisira at, nang naaayon, ang pH ng kapaligiran ay nagbabago. Ito ay dahil ang mga asin ay tumutugon sa tubig.

Hydrolysis ng mga asin – chemical exchange interaction ng mga dissolved salt ions sa tubig, na humahantong sa pagbuo ng mahinang dissociating na mga produkto (molecules ng mahina acids o bases, anions ng acid salts o cations ng basic salts) at sinamahan ng pagbabago sa pH ng medium.

Isaalang-alang natin ang proseso ng hydrolysis depende sa likas na katangian ng mga base at acid na bumubuo sa asin.

Mga asin na nabuo sa pamamagitan ng malakas na acid at malakas na base (NaCl, kno3, Na2so4, atbp.).

Sabihin nating na kapag ang sodium chloride ay tumutugon sa tubig, ang isang hydrolysis reaction ay nangyayari upang bumuo ng isang acid at isang base:

NaCl + H 2 O ↔ NaOH + HCl

Upang makakuha ng tamang ideya ng likas na katangian ng pakikipag-ugnayan na ito, isulat natin ang equation ng reaksyon sa ionic form, na isinasaalang-alang na ang tanging mahinang dissociating compound sa sistemang ito ay tubig:

Na + + Cl - + HOH ↔ Na + + OH - + H + + Cl -

Kapag kinansela ang magkaparehong mga ion sa kaliwa at kanang bahagi ng equation, nananatili ang water dissociation equation:

H 2 O ↔ H + + OH -

Tulad ng makikita mo, walang labis na H + o OH - ions sa solusyon kumpara sa kanilang nilalaman sa tubig. Bilang karagdagan, walang iba pang mahinang paghihiwalay o bahagyang natutunaw na mga compound na nabuo. Mula dito ay napagpasyahan natin na ang mga asing-gamot na nabuo ng mga malakas na acid at base ay hindi sumasailalim sa hydrolysis, at ang reaksyon ng mga solusyon ng mga asing-gamot na ito ay pareho sa tubig, neutral (pH = 7).

Kapag bumubuo ng mga ion-molecular equation para sa mga reaksyon ng hydrolysis, kinakailangan:

1) isulat ang salt dissociation equation;

2) matukoy ang likas na katangian ng cation at anion (hanapin ang cation ng isang mahinang base o ang anion ng isang mahinang acid);

3) isulat ang ionic-molecular equation ng reaksyon, na isinasaalang-alang na ang tubig ay isang mahinang electrolyte at ang kabuuan ng mga singil ay dapat na pareho sa magkabilang panig ng equation.

Mga asin na nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang acid at isang malakas na base

(Na 2 CO 3 , K 2 S,CH 3 COONa At atbp. .)

Isaalang-alang ang reaksyon ng hydrolysis ng sodium acetate. Ang asin na ito sa solusyon ay nahahati sa mga ion: CH 3 COONa ↔ CH 3 COO - + Na + ;

Ang Na + ay ang cation ng isang malakas na base, ang CH 3 COO - ay ang anion ng isang mahinang acid.

Ang mga Na + cation ay hindi maaaring magbigkis ng mga ion ng tubig, dahil ang NaOH, isang matibay na base, ay ganap na nadidisintegrate sa mga ion. Anion ng mahinang acetic acid CH 3 COO - nagbubuklod ng mga hydrogen ions upang bumuo ng bahagyang dissociated acetic acid:

CH 3 COO - + HON ↔ CH 3 COOH + OH -

Ito ay makikita na bilang isang resulta ng hydrolysis ng CH 3 COONa, isang labis na hydroxide ions ay nabuo sa solusyon, at ang reaksyon ng daluyan ay naging alkalina (pH > 7).

Sa gayon maaari nating tapusin iyon ang mga asin na nabuo sa pamamagitan ng mahinang acid at malakas na base ay nag-hydrolyze sa anion ( An n - ). Sa kasong ito, ang mga anion ng asin ay nagbubuklod sa mga H ion + , at ang mga OH ions ay naipon sa solusyon - , na nagdudulot ng alkaline na kapaligiran (pH>7):

Isang n - + HOH ↔ Han (n -1)- + OH - , (sa n=1 HAn ay nabuo – isang mahinang acid).

Ang hydrolysis ng mga asing-gamot na nabuo ng di- at ​​tribasic na mga mahinang asido at malakas na base ay nagpapatuloy nang sunud-sunod

Isaalang-alang natin ang hydrolysis ng potassium sulfide. K 2 S dissociates sa solusyon:

K 2 S ↔ 2K + + S 2- ;

Ang K + ay ang cation ng isang malakas na base, ang S 2 ay ang anion ng isang mahinang acid.

Ang mga potassium cation ay hindi nakikibahagi sa reaksyon ng hydrolysis; ang mahinang hydrosulfide anion lamang ang nakikipag-ugnayan sa tubig. Sa reaksyong ito, ang unang hakbang ay ang pagbuo ng mahinang paghihiwalay ng mga HS - ions, at ang pangalawang hakbang ay ang pagbuo ng isang mahinang acid H 2 S:

Unang yugto: S 2- + HOH ↔ HS - + OH - ;

Ika-2 yugto: HS - + HOH ↔ H 2 S + OH - .

Ang mga OH ions na nabuo sa unang yugto ng hydrolysis ay makabuluhang binabawasan ang posibilidad ng hydrolysis sa susunod na yugto. Bilang isang resulta, ang isang proseso na nangyayari lamang sa unang yugto ay karaniwang may praktikal na kahalagahan, na, bilang isang patakaran, ay limitado sa kapag tinatasa ang hydrolysis ng mga asing-gamot sa ilalim ng normal na mga kondisyon.

Lecture: Hydrolysis ng mga asin. May tubig na kapaligiran ng solusyon: acidic, neutral, alkaline

Hydrolysis ng mga asin

Patuloy naming pinag-aaralan ang mga pattern ng mga reaksiyong kemikal. Habang pinag-aaralan ang paksa, nalaman mo na sa panahon ng electrolytic dissociation sa isang may tubig na solusyon, ang mga particle ng mga sangkap na kasangkot sa reaksyon ay natutunaw sa tubig. Ito ay hydrolysis. Ang iba't ibang mga inorganic at organikong sangkap, lalo na ang mga asin, ay nakalantad dito. Kung walang pag-unawa sa proseso ng salt hydrolysis, hindi mo maipaliwanag ang mga phenomena na nagaganap sa mga buhay na organismo.

Ang kakanyahan ng hydrolysis ng asin ay bumaba sa proseso ng pagpapalitan ng pakikipag-ugnayan ng mga ion (cation at anion) ng asin sa mga molekula ng tubig. Bilang isang resulta, ang isang mahina na electrolyte ay nabuo - isang mababang-dissociating compound. Lumalabas ang labis na libreng H + o OH - ions sa isang may tubig na solusyon. Tandaan, ang dissociation kung saan ang mga electrolyte ay bumubuo ng H + ions, at kung aling OH - ions. Tulad ng iyong nahulaan, sa unang kaso ay nakikitungo tayo sa isang acid, na nangangahulugang ang isang may tubig na daluyan na may H + ions ay magiging acidic. Sa pangalawang kaso, alkalina. Sa tubig mismo, ang daluyan ay neutral, dahil ito ay bahagyang naghihiwalay sa H + at OH - mga ion ng pantay na konsentrasyon.

Ang kalikasan ng kapaligiran ay maaaring matukoy gamit ang mga tagapagpahiwatig. Nakikita ng phenolphthalein ang isang alkaline na kapaligiran at nagiging pulang-pula ang solusyon. Ang litmus ay nagiging pula kapag nalantad sa acid, ngunit nananatiling asul kapag nalantad sa alkali. Ang methyl orange ay orange, nagiging dilaw sa isang alkaline na kapaligiran, at pink sa isang acidic na kapaligiran. Ang uri ng hydrolysis ay depende sa uri ng asin.

Mga uri ng asin

Kaya, ang anumang asin ay maaaring maging pakikipag-ugnayan ng isang acid at isang base, na, tulad ng naiintindihan mo, ay maaaring maging malakas at mahina. Ang mga malakas ay ang mga na ang antas ng dissociation α ay malapit sa 100%. Dapat tandaan na ang sulfurous (H 2 SO 3) at phosphoric (H 3 PO 4) acids ay madalas na inuri bilang medium-strength acids. Kapag nilulutas ang mga problema sa hydrolysis, ang mga acid na ito ay dapat na uriin bilang mahina.

Mga acid:

Malakas: HCl; HBr; Hl; HNO3; HClO4; H2SO4. Ang kanilang acidic residues ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig.

Mahina: HF; H2CO3; H 2 SiO 3 ; H2S; HNO2; H2SO3; H3PO4; mga organikong asido. At ang kanilang acidic residues ay nakikipag-ugnayan sa tubig, kumukuha ng mga hydrogen cation H+ mula sa mga molekula nito.

Dahilan:

Malakas: natutunaw na metal hydroxides; Ca(OH) 2 ; Sr(OH)2. Ang kanilang mga metal na kasyon ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig.

Mahina: hindi matutunaw na metal hydroxides; Ammonium hydroxide (NH 4 OH). At ang mga metal na kasyon dito ay nakikipag-ugnayan sa tubig.

Batay sa materyal na ito, isaalang-alang natinmga uri ng asin :

Mga asin na may isang malakas na base at isang malakas na acid. Halimbawa: Ba (NO 3) 2, KCl, Li 2 SO 4. Mga Tampok: huwag makipag-ugnayan sa tubig, na nangangahulugang hindi sila napapailalim sa hydrolysis. Ang mga solusyon ng naturang mga asin ay may neutral na kapaligiran ng reaksyon.

Mga asin na may malakas na base at mahinang acid. Halimbawa: NaF, K 2 CO 3, Li 2 S. Mga Tampok: ang acidic residues ng mga asing-gamot na ito ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang hydrolysis ay nangyayari sa anion. Ang daluyan ng mga may tubig na solusyon ay alkalina.

Mga asin na may mahinang base at malakas na acid. Halimbawa: Zn(NO 3) 2, Fe 2 (SO 4) 3, CuSO 4. Mga tampok: tanging ang mga metal na cation ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang hydrolysis ng cation ay nangyayari. Ang kapaligiran ay acidic.

Mga asin na may mahinang base at mahinang acid. Halimbawa: CH 3 COONH 4, (NH 4) 2 CO 3, HCOONH 4. Mga Tampok: parehong mga cation at anion ng acidic residues ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang hydrolysis ay nangyayari sa cation at anion.

Isang halimbawa ng hydrolysis sa isang cation at ang pagbuo ng acidic medium:

Hydrolysis ng ferric chloride FeCl 2

FeCl 2 + H 2 O ↔ Fe(OH)Cl + HCl(molecular equation)

Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - ↔ FeOH + + 2Cl - + H+ (buong ionic equation)

Fe 2+ + H 2 O ↔ FeOH + + H + (maikling ionic equation)

Isang halimbawa ng hydrolysis ng isang anion at ang pagbuo ng isang alkaline na kapaligiran:

Hydrolysis ng sodium acetate CH 3 COONa

CH 3 COONa + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NaOH(molecular equation)

Na + + CH 3 COO - + H 2 O ↔ Na + + CH 3 COOH + OH- (buong ionic equation)

CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -(maikling ionic equation)

Halimbawa ng co-hydrolysis:

• Hydrolysis ng aluminyo sulfide Al2S 3

Al 2 S 3 + 6H2O ↔ 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S

Sa kasong ito, nakikita natin ang kumpletong hydrolysis, na nangyayari kung ang asin ay nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang hindi matutunaw o pabagu-bago ng isip na base at isang mahinang hindi matutunaw o pabagu-bago ng isip na acid. Sa talahanayan ng solubility mayroong mga gitling sa naturang mga asing-gamot. Kung sa panahon ng isang reaksyon ng palitan ng ion isang asin ang nabuo na hindi umiiral sa isang may tubig na solusyon, pagkatapos ay kailangan mong isulat ang reaksyon ng asin na ito sa tubig.

Halimbawa:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 ↔ Fe 2 (CO 3) 3+ 6NaCl

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

Idinagdag namin ang dalawang equation na ito at binabawasan ang nauulit sa kaliwa at kanang bahagi:

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