(Гидролиз)
Содержание статьи.
- Понятие гидролиза.
- Степень гидролиза.
- Алгоритм составления реакций гидролиза.
- Смещение равновесия в реакциях гидролиза.
- Индикаторы.
Гидролиз - химическая реакция взаимодействия вещества с водой, в результате которой происходит разложение этого вещества и воды с образованием новых соединений.
Гидролиз солей - это реакция обменного взаимодействия между солями (иона-ми солей) и водой (ионами воды).
Гидролиз - процесс обратимый для большинства солей.
В состоянии равновесия только небольшая часть ионов соли гидролизуется.
Степень гидролиза (h) равна отношению числа гидролизованных молекул со-ли к общему числу растворенных молекул (количественная характеристика ги-дролиза): h = n/N*100%
n – число молекул соли, подвергшихся гидролизу;
N – общее число растворенных молекул соли.
Соль можно рассматривать, как продукт взаимодействия (нейтрализации) осно-вания с кислотой. Тогда, любая соль состоит из остатков основания и кислоты.
Например.
- КCl - производное основания КOH и кислоты HCl
- CаSO4 - производное основания Cа(OH)2 и кислоты H2SO4
- Al3PO4 - производное основания Al(OH)3 и кислоты H3PO4
- Cu(NO3)2 - производное основания Cu(OH)2 и кислоты HNO3
Среду раствора (концентрацию ионов водорода) отражает величина pH - это водородным показателем.
Величина рН обратнопропорциональна концентрации водорода. То есть, чем меньше ионов водорода, тем больше значение pH.
Гидролиз всегда протекает по слабому электролиту, сильный электролит нахо-дится в растворе в виде ионов, которые не связываются водой.
Среда раствора:
- кислая среда pH < 7 (0-7);
- нейтральная среда pH = 7;
- щелочная среда pH > 7 (8-14).
Среду раствора более точно можно определить по шкале:
Индикатор - вещества, обратимо изменяющие цвет, в зависимости от среды раствора.
Индикаторы: лакмус, фенолфталеиновый и метиловый оранжевый и другие. Они могут быть в растворе или бумажными (полоски бумаги пропитанные рас-твором индикатора).
В зависимости от среды раствора их окраска меняется:
Алгоритма составления уравнений гидролиза.
Схема химической реакции гидролиза:
XY + HOH = XOH + HY где, XY — формула соли;
XH — кислотный остаток;
HOY — основание;
Важное (!) условие гидролиза — наличие в составе соли слабого иона.
Гидролиз солей различного типа.
В зависимости от силы кислоты и основания, которые образуют соль, получаются четыре типа солей и три типа их гидролиза в водном растворе.
Смещение равновесия в реакциях гидролиза.
Гидролиз - обратимый процесс, поэтому равновесие смещается в соответствии с принципом Ле-Шателье.
Для усиления гидролиза соли необходимо одно из условий:
- разбавить раствор (добавить воды);
- повысить температуру (гидролиз — процесс эндотермический);
- связать один из продуктов гидролиза (ионы), например, путём добавления щёлочи, кислоты или другой гидролизующейся соли. К соли со слабой кисло-той и сильным основанием нужно добавить соль со слабым основанием и си-льной кислотой.
Для ослабления гидролиза соли необходимо одно из условий:
- увеличить концентрацию соли;
- понизить температуру;
- добавить к раствору один из продуктов гидролиза.
Ступенчатый гидролиз.
Для приблизительных расчетов обычно принимают в учет только результаты пе-рвой ступени.
Любой из видов гидролиза может проходить ступенчато.
Если вода взаимодействует с солью с многозарядными катионами и анионами.
Сколько ступеней будет включать процесс — зависит от числового заряда иона, отвечающего за гидролиз.
Определение количества ступеней:
- если соль содержит слабую многоосновную кислоту - число ступеней равняе-тся основности этой кислоты;
- если соль содержит слабое многокислотное основание - число ступеней оп-ределяют по кислотности основания.
Например.
Гидролиз Na2CO3. Соль образована двухосновной слабой кислотой H2CO3, а значит, гидролизация пройдет по аниону в две ступени.
I ступень: Na2CO3+ HOH ↔ NaOH + NaHCO3
II ступень: NaHCO3 + HOH ↔ NaOH + Н2CO3
Определить среду водного раствора, получившегося в результате гидролиза кис-лых солей, бывает сложно.
В них, кроме гидролизации одновременно идет диссоциация аниона соли, и ка-кой будет среда - зависит от преобладания того или иного процесса.
Если преобладает гидролиз - среда щелочная, если диссоциация - кислая.
Обратимый гидролиз - распадается лишь некоторое количество частиц.
Необратимый гидролиз (полный гидролиз) - распадается практически все ко-личество частиц.
Необратимо гидролизуются соли, в составе которых есть слабые нерастворимые основания и слабые и/или летучие кислоты, т.е. и в результате реакции образу-ется нерастворимое основание и (или) летучая кислота.
Такие соли могут существовать лишь в сухом виде, их не получить путем смеши-вания водных растворов других солей.
Например.
- Al2S3+ 6H2O => 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
- CaC2+ 2H2O= Ca(OH)2+ C2H2↑ карбид кальция (органическая химия).
Экспериментальная часть.
ФАКТЧЕК.
- Гидролиз - химическая реакция взаимодействия вещества с водой, в резуль-тате которой происходит разложение этого вещества и воды с образованием новых соединений.
- Гидролиз солей - это реакция обменного взаимодействия между солями (ионами солей) и водой (ионами воды).
- Степень гидролиза (h) равна отношению числа гидролизованных молекул соли к общему числу растворенных молекул (количественная характеристика гидролиза): h = n/N*100%
- Среда раствора - концентрация ионов водорода. Отражает величина pH - это водородный показатель.
- Индикатор - вещества, обратимо изменяющие цвет, в зависимости от среды раствора.
- Алгоритма составления уравнений гидролиза:
- Определить какими по силе кислотой и основанием образованы молекулы электролита.
- Записать диссоциацию электролита. Определить слабй ион. Добавить молекулу воды.
- Записать реакцию ионного обмена.
- Записать молекулярную реакцию.
Содержание контента канала:
Приглашаю подписаться на канал:
Интересно, но не обязательно.
Вода может считаться кислотой, так как при ее диссоциации образуются ионы Н+, как в кислоте, а может считаться основанием, так как при ее диссоциации образуются ионы ОН-, как в щелочи.