Гидролиз. Константа и степень гидролиза. рН растворов гидролизующих солей презентация

Гидролиз. Константа и степень гидролиза. рН растворов гидролизующих солей.

Ионы растворенного вещества могут по-разному взаимодействовать с молекулами растворителя (сольвата) Ионы растворенного вещества могут по-разному взаимодействовать с молекулами растворителя (сольвата) Диссоциация NaCl: NаCL→[Na(H2O)n]+ [Me(H2O)m] Men++mH2O=[Me(H2O)m]n+ Ni2++6H2O=[Ni(H2O)6 ] 2+ - аквокомплекс Ni Гидролиз – частный случай сальватолиза.

Гидролиз солей является обратимым процессом: он рассматривается как частный случай химического равновесия, подчиняющегося закону действующих масс. Гидролиз солей является обратимым процессом: он рассматривается как частный случай химического равновесия, подчиняющегося закону действующих масс. Обратной его реакцией является реакция нейтрализации. CH3COONa + HOH Нейтрализация Гидролиз CH3COOH + NaOH

Механизм гидролиза Гидролиз электролитов распадающихся на ионы, рассматривается как результат поляризационного взаимодействия ионов с водой. При этом характер и степень распада молекул воды зависит от:

Чем сильнее поляризующее действие ионов электролита (соли), тем в большей степени протекает гидролиз! 1. Катионы K+ щелочных и щелочноземельных металлов имеют слабую поляризующую способность , следовательно, не вызывают разложения ( распад) молекулы воды. Поэтому между катионами (щелочных и щелочноземельных металлов) и молекулами воды осуществляется электростатическое взаимодействие.

В процессе гидротации анионов, молекулы воды выступают в качестве доноров протонов. Вода ведет себя как кислота Бренстеда, а анион A- выступает в качестве доноров непосредственных электронных пар или акцептов протонов.

В зависимости от донорной активности A- выделяют 2 случая: 1. A- сильных кислот (Cl-, Br-, SO42-, CLO4-…) являются слабыми донорами ē пары, или слабыми акцепторами протонов Н+ . В этом случае водородная связь между A- и молекулой воды не переходит в ковалентную связь, следовательно, реакция не идет.

Типы гидролиза Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием. NаCl→ Na++CL- рН=7 H2O↔ H+ + OH- Ионы H+ и OH- не связываются с ионами соли поэтому их концентрация не меняется, следовательно, рН не меняется→ соли гидролизу не подвергаются.

Соли, образованные сильными кислотами и слабыми основаниями гидролизуется по K+. NH4CL→ NH4+ + CL- рН < 7 NH4++ HOH↔ NH4OH + H+ [NH4+(H2O)m] + + 2HOH → [NH4+(H2O)m] + OH +H3O+ АКВОКОМПЛЕКС NH4CL + H2O = NH4OH + НCL Гидролиз – ступенчатый процесс, активно протекает по I ступени. FeSO4 → Fe2++ SO42- I ступень Fe2++ HOH↔ FeOH++ H+ FeSO4 + H2O = (FeOH)2SO4 + H2SO4 II ступень FeOH++ HOH = Fe(OH)2 + H+ рН < 7 (FeOH)2SO4 + H2O = Fe(OH)2 + H2SO4 Чем больше заряд катиона K+, тем активнее протекает гидролиз

Соли, образованные сильными основаниями и слабыми кислотами гидролизуется по A- . KNO2 →K++ NO2- NO2-+ HOH↔ HNO2+ OH- рН > 7 среда щелочная KNO2 + H2O↔ KOH + HNO2 Анионы связывают H+, а в растворе накапливаются OH- - ионы. Если соль образована многоосновной кислотой - гидролиз ступенчатый. Na2CO3 → 2Na+ + CO32- Na2CO3 соль,образованная сильным основанием-NaOH и слабой кислотой-H 2CO3 I ступень CO32- + HOH↔ HCO3- + OH- Na2CO3+ H2O↔ NaHCO3 + NaOH II ступень HCO3- + HOH ↔ H2CO3+ OH- NaHCO3+ H2O↔ H2CO3+ NaOH Гидролиз сопровождается образованием слабой кислоты (II ст.) или кислой солью(I ст)

Соли, образованные слабыми основаниями и слабыми кислотами, которые гидролизуются по K+ и A- NH4NO2→ NH4++ NO2- NH4++ HOH ↔ NH4OH + H+ рН = 7 нейтр. среда NO2-+ HOH↔ HNO2+ OH- рН раствора данных солей может быть нейтральным, слабокислым и слабощелочным, в зависимости от силы кислоты и основания образующих эту соль.(В данном случае рН < 7, т.к. KB NH4OH< KA HNO2) 1) Fe2(CO3) 3+ 3H2O↔ Fe(OH) 3↓+3CO2↑ 2) Al2(SO4)3+ Na2CO3+3H2O → Al(OH)3 + 3CO2 + 3Na2SO4 В растворе одновременно гидролизуют катионы K+ и анионы A- Al3++ HOH → AlOH2++ H+ CO32-+ HOH↔ HCO3-+ OH- Соли образованные многоосновными кислотами или многокислотными основаниями подвергаются полному гидролизу. Гидролиз этих солей необратим. Такие соли не существуют в растворах и не могут быть получены в результате реакцией обмена между многокислотным основанием и многоосновными кислотами.

Гидролиз по катиону соли Реакции гидролиза иногда мешают проведению анализа. В таких случаях гидролиз подавляют введением в систему реагента, содержащего одноименный ион с продуктами гидролиза.

Гидролиз по катиону Для подавления гидролиза вводят HCl, которая смещает равновесие гидролиза влево…

Гидролиз по катиону Определение серебра с помощью тиосульфатов ведут в присутствии индикатора FeCl3

Гидролиз по катиону Для подавления гидролиза FeOH2+ в раствор добавляют кислоту.

Гидролиз по аниону Если гидролизуется

Количественные характеристики гидролиза Иногда необходимо увеличить глубину протекания гидролиза. Поэтому необходимо знать количественные характеристики гидролиза: hг Кг

CH3COONa – соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием. CH3COONa → CH3COO- + Na+ CH3COO- +H2O ↔ CH3COOH +OH- Гидролизу подвергается не значительная часть соли.

Расчет константы равновесия Любой равновесный процесс характеризуется константой равновесия( Кр) Согласно закону действующих масс: , тогда

Константа гидролиза Чем больше Кг , следовательно, тем слабее кислота.

Степень гидролиза Процесс гидролиза характеризуется еще одной величиной-степенью гидролиза(h)

Расчет константы гидролиза

рН раствора В результате гидролиза меняется рН раствора

рН раствора

Задача Нам дан раствор Na2CO3 c молярной концентрацией 0,1М. Ка=4,5*10-7 -lgKa=6,35 [CO32-] =0,1 моль.

Гидролиз Соль, образованная сильной кислотой и слабым основанием: NH4Cl → NH4+ + Cl-

Гидролиз Концентрация гидрализующейся соли не значительна, а концентрация воды не изменяется. Поэтому согласно закону действующих масс:

Гидролиз Домножим наше уравнение на

Пример

Расчет pH

Гидролиз соли, содержащей катион слабого основания и анион слабой кислоты .

Гидролиз Как сильный электролит ацетат аммония диссоциирует на ионы: CH3COONH4 → CH3COO- + NH4+ Которые гидролизуются: CH3COO- + HOH = CH3COOH + OH- NH4+ + HOH = NH3 + H3O+

Гидролиз Суммарное уравнение: CH3COO+NH4++HOH=NH3+CH3COOH+H3O+ + OH- В этом случае константа гидролиза имеет вид:

Гидролиз Если числитель и знаменатель умножить на ионное произведение воды, получим:

Гидролиз

Гидролиз

Гидролиз Выражение константы гидролиза по уравнению имеет вид: CH3COO- + NH4+ + HOH = NH3 + CH3COOH + H3O+ + OH-

Гидролиз Следовательно константа гидролиза равна: и (1)

Гидролиз Из константы ионизации выражаем концентрацию уксусной кислоты: (2) Подставим выражение (2) в выражение (1) вместо концентрации кислоты(Скислоты):

Гидролиз

Гидролиз Т.к. Ка = Кb, pH=7.