Диссоциация воды. Водородный показатель

Вода является слабым электролитом. Уравнение диссоциации воды упрощенно записывают следующим образом: H₂O Û H⁺ + OH^-. Константа диссоциации воды:

· Произведение называют ионным произведением воды и обозначают :

Ионное произведение воды при постоянной температуре постоянно не только для воды, но и для водных растворов. Зная концентрацию ионов H⁺, можно рассчитать концентрациюOH^-, и наоборот. Понятия кислая, нейтральная и щелочная среда можно оценить количественно по концентрации ионов H⁺ или OH^-. Более удобно для характеристики среды пользоваться водородным показателем:

Среда	рН	[H⁺], моль/л	[OH^—], моль/л
Нейтральная	= 7	10^—⁷	10^—⁷
Кислая	< 7	>10^—⁷	<10^—⁷
Щелочная	> 7	<10^—⁷	>10^—⁷

Гидролиз солей

· Гидролизом солей называют процесс взаимодействия ионов соли с водой, приводящий к смещению ионного равновесия воды и, как правило, изменению рН среды.

Гидролиз солей происходит в тех случаях, когда ионы, образующиеся в результате диссоциации соли, способны образовать с ионами воды малодиссоциирующие частицы. Гидролиз чаще всего является обратимым процессом, так как продукты реакции взаимодействуют между собой с образованием исходных веществ.

Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, например NaCl, KNO₃, CaCl₂ и др., гидролизу не подвергаются, их растворы нейтральны.

· Гидролизу подвергаются соли, образованные:

· слабыми кислотами и сильными основаниями (Na₃PO₄, K₂SO₃, Na₂S и др.);

· слабыми основаниями и сильными кислотами (NH₄Cl, AlCl₃, ZnSO₄ и др.);

· слабыми кислотами и слабыми основаниями (NH₄CH₃COO, NH₄CN и др.).

· Гидролиз солей слабых кислот и сильных оснований.

Гидролиз NaNO₂.

Диссоциация соли: NaNO₂= Na⁺ + NO₂^—

краткое ионное уравнение:

NO₂^— + HOH Û HNO₂ + OH^—(среда щелочная, рН>7);

молекулярное уравнение:

NaNO₂ + H₂O Û HNO₂ + NaOH.

Гидролиз K₂CO₃(гидролиз солей многоосновных кислот преимущественно происходит по первой ступени).

Диссоциация соли: K₂CO₃ = 2K⁺ + CO₃^{2 —}

краткое ионное уравнение:

CO₃^{2 —} + HOH Û HCO₃^- + OH^—(среда щелочная, рН>7);

молекулярное уравнение:

K₂CO₃ + H₂O Û KHCO₃ + KOH.

По второй ступени гидролиз практически не идет.

· Гидролиз солей слабых оснований и сильных кислот.

Гидролиз NH₄Cl.

Диссоциация соли: NH₄Cl = NH₄⁺ + Cl^-

краткое ионное уравнение:

NH₄⁺+ HOH Û NH₄OH + H⁺(среда кислая, рН<7);

молекулярное уравнение:

NH₄Cl + H₂O Û NH₄OH + HСl.

Гидролиз AlCl₃(гидролиз солей многокислотных оснований преимущественно происходит по первой ступени):

AlCl₃ = Al³⁺ + 3Cl^—

Al³⁺ + HOH Û AlOH²⁺ + H⁺(среда кислая, рН<7);

молекулярное уравнение: AlCl₃ + H₂O Û AlOHCl₂ + HСl.

По следующим ступеням гидролиз практически не идет.

· Гидролиз солей слабых оснований и слабых кислот.

В этом случае, если соль растворима, в реакции одновременно участвуют и катион, и анион соли, связывающие ионы OH^— и H⁺ из воды, равновесие сильно смещается вправо, гидролиз усиливается. Значение рН раствора зависит от относительной силы кислоты и основания, образующих соль.

Гидролиз CH₃COONH₄:

CH₃COONH₄ = NH₄⁺ + CH₃COO^—

NH₄⁺ + CH₃COO ^— + HOH Û NH₄OH + CH₃COOH

CH₃COONH₄ + H₂O Û NH₄OH + CH₃COOH

Константы диссоциации уксусной кислоты и гидроксида аммония равны: и , поэтому реакция раствора данной соли нейтральная.

Растворимые соли, образованные многоосновными слабыми кислотами и многокислотными слабыми основаниями гидролизованы в растворе практически полностью с образованием кислоты и основания:

Сr₂S₃ + 6H₂O = 2Cr(OH)₃ + 3H₂S.

Такие соли в водных растворах существовать не могут. В таблице растворимости им соответствует прочерк.

· Совместный гидролиз солей.

Если в растворе одновременно присутствуют две соли, одна из которых содержит катион слабого основания (Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, NH₄⁺), а другая - анион слабой кислоты (СO₃^2—, SO₃^2—, S^2—, SiO₃^2—), то гидролиз необратим, идёт с образованием кислоты и основания. Пример реакции совместного гидролиза солей:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂CO₃ + 6NaCl

2Al³⁺+ 3CO₃^2— + 3H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂CO₃.

<10 11 121314 15 16 >

Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 1586;