Гидролиз соли по аниону

Рассмотрим гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, например, КF. Реакция полной диссоциации соли:

КF ⇄ K⁺ + F^-.

Гидролизу подвергается анион слабой кислоты F^-:

F- + H₂O ⇄ HF + OH^-.

Суммарная реакция гидролиза в молекулярном виде:

КF + H₂O⇄ HF + КОН .

Из уравнения реакции гидролиза следует, что в растворе появляется некоторое избыточное количество гидроксил-ионов, т.е. раствор подщелачивается. Степень гидролиза β и константа гидролиза К_Г в данном случае описываются теми же уравнениями, как и в предыдущих примерах (п.6.1.), но вместо константы диссоциации слабого основания входит константа диссоциации слабой кислоты.

Равновесную концентрацию ионов ОН^- вычисляем из уравнения:

= β∙С_An = . (67)

Соответственно, водородный показатель среды рассчитывается по уравнению:

(68)

Следовательно, гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, идет по аниону и приводит к подщелачиванию раствора. рН среды вычисляется по формуле:

, (69)

где ; –- последняя константа диссоциации слабой кислоты (справочная величина); C_ан., моль/л – исходная концентрация анионов соли.

Пример 6.2

10 г соли Na₃PO₄ растворили в 1000 см³ воды. Чему равна величина pH раствора?

Na⁺ “наследует” свойства сильного основания NaOH (К_дисс. > 10⁻²),

(PO₄)³⁻ “наследует” свойства слабой кислоты H₃PO₄ (К_дисс.< 10⁻²).

K_дисс.= 1,8∙10⁻¹⁶ K^III_дисс.= 1,3∙10⁻¹² .

Устанавливается положение равновесия влево (в сторону более слабого электролита – воды):

( < ), то есть [РО₄^3- ] > [НРО₄^2- ].

Ионы Na⁺ в реакции не участвуют.

Молекулярное уравнение реакции 1^-ой стадии гидролиза:

.

(равновесие сдвинуто влево).

Так как в результате реакции гидролиза в растворе появляются свободные ионы (OH)⁻, то pH > 7 (среда щелочная).

Расчет pH 1-ой стадии гидролиза:

С_г/л = 10 г/л , М = 164 – мольная масса соли Na₃PO₄.

;

Ответ. рН раствора Na₃PO₄ заданной концентрации равен 12,35.

Гидролиз соли по аниону можно предотвратить, если растворить соль в заранее подщелоченном растворе. В данном случае, перед растворением соли Na₃PO₄ в воде, необходимо в воду добавить щелочь NaOH в таком количестве, чтобы величина pH стала больше 12,35. Добавление кислоты в таком количестве, чтобы величина pH стала меньше 12,35 , вызывает сдвиг равновесия вправо, т. е. будет способствовать гидролизу. При нагревании и добавлении кислоты могут протекать последующие стадии гидролиза.

Общее число стадий гидролиза численно равно заряду аниона ( для аниона РО₄^3- возможны 3 стадии гидролиза).

.

3-я стадия гидролиза:

⇄ .

В данном случае 3-я стадия гидролиза находится в состоянии равновесия, так как образуется хорошо растворимая кислота H₃PO₄.