26. Гидролиз солей.

Гидролиз солей – процесс взаимодействия ионов соли с водой с образованием недиссоциированных молекул слабого электролита.

Степень гидролиза – отношение части соли, подвергшейся гидролизу к общей концентрации её ионов в растворе.

Степень гидролиза тем выше, чем слабее кислота или основание, её образовавшие. Является количественной характеристикой гидролиза.

Константа гидролиза – это константа равновесия гидролитической реакции.

- константа гидролиза, К_г

Для соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием:

, а – константа диссоциации слабой кислоты, образующейся при гидролизе.

Для соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием:

, b – константа диссоциации слабого основания, образующегося при гидролизе

Для соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием:

При степени диссоциации существенно меньше 1:

, где С – концентрация соли, моль/л

Гидролиз по аниону (соль слабой кислоты и сильного основания) протекает обратимо. pH>7

Гидролиз по катиону (соль от сильной кислоты и слабого основнаия) протекает обратимо. pH<7

Гидролиз по катиону и аниону (соль слабой кислоты и слабого оснвоания) протекает практически до конца необратимо. pH=7

Соль от сильной кислоты и сильного основания, гидролизу не подвергается. pH=7

Гидролиз (от лат. hydro – вода, lysis – разлагаю) – об-менная реакция между веществом и водой. Гидролиз – част-ный случай сольволиза. Он протекает не только в водных рас-творах, но и при взаимодействии воды или ее паров с тверды-ми, жидкими и газообразными веществами. Гидролизу под-вергаются соли, гидриды, оксиды, галогеноангидриды, тиоан-гидриды и др.

При гидролизе изменяется рН раствора, водные раство-ры многих солей имеют, кислую или щелочную среду. Гидро-лиз соли – процесс, обратный нейтрализации.

Многие реакции гидролиза обратимы. Равновесие при обратимом гидролизе подчиняется закону действия масс.

Процесс гидролиза характеризуется двумя величинами:

1) константой гидролиза Кгидр, представляющей собой константу равновесия гидролитической реакции при условии, что концентрация воды постоянна;

2) степенью гидролиза h, которая равна отношению кон-центрации гидролизованной части соли к ее исходной концен-трации.

Гидролизу подвергаются соли слабой кислоты и сильно-го основания, сильной кислоты и слабого основания, слабой кислоты и слабого основания. Соль сильного основания и сильной кислоты практически не подвергается гидролизу; ее водные растворы имеют нейтральную реакцию среды.

Гидролиз в аналитической химии имеет большое значе-ние. Его применяют для обнаружения некоторых ионов (обра-зование антимонил- и висмутил-ионов; отделение Cr3+ от Al3+, Al3+ от Zn2+, осаждении BaCrO4, гидроокиси алюминия).

27. Поверхностные явления. Адсорбция.

Поверхностные явления — совокупность явлений, обусловленных особыми свойствами тонких слоёв вещества на границе соприкосновения фаз. К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряжённых фаз.

Взаимодействие частиц в объёме фазы существенно отличается от взаимодействия частиц на границе разделяющей фазы, поэтому необходимо ввести характеристику, которая называется поверхностной энергией.

Где N_s – число частиц на разделе фазы, g_s – энергия на разделе фаз, g_v – энергия в объёме.

Исходя из поверхностной энергии была выведена формула поверхностного натяжения (S – площадь поверхности).

Поверхностное натяжение зависит только от природы обеих фаз. Если σ>0, то энергия взаимодействия частиц на границе фаз больше энергии взаимодействия частиц в объёме. И т.д.

Адсорбция на границе раствор-пар.

Процесс самопроизвольного изменения концентрации какого-либо вещества у поверхности раздела двух фаз называется адсорбцией.

Адсорбент – вещество, на поверхности которого происходит изменение концентрации другого вещества – адсорбата.

В жидких растворах поверхностное натяжение является функцией от концентрации растворенного вещества.

Вещества, добавление которых уменьшает поверхностное натяжение, называются поверхностно-активными веществами. Вещества, добавление которых увеличивает или не изменяет поверхностного натяжения, называются поверхностно инактивными веществами.

Уменьшение поверхностного натяжения происходит в следствие адсорбации ПАВ на границе фаз жидкость-пар.

Таким образом, концентрация поверхностного вещества на границе оказывается больше, чем в объёме, то есть в глубине раствора при увеличении концентрации, поверхностная активность ПАВ уменьшается, поэтому максимальная эффективность ПАВ проявляется при бесконечно малой её концентрации в растворе.

Исследуя поверхностное натяжение водных растворов органических веществ, было установлено правило: в любом гомологическом ряду при малых концентрациях удлинение углеродной цепи на 1CH₃ группу увеличивает поверхностную активность в 3-3,5 раза.

Адсорбция на границе твёрдое тело – газ

При адсорбции газов на твёрдых телах обычно рассматривают 2 крайних случая – физическую адсорбцию (физические взаимодействия Ванд-дер-Ваальсовых сил) и химическую.

Ваед-дер-Ваальсаовые взаимодействия обратимы и уменьшаются при повышении температуры. Следовательно тепловой эффект физической адсорбции экзотермичен и близок к теплоте сжижения адсорбата (10-80 кДж/моль; адсорбция инертных газов на угле)

Химическая адсорбция возникает при взаимодействии молекул адсорбата и адсорбента, не обратим и локализована. Энергия активации хемсорбата – 40-120 кДж/моль. Повышение температуры способствует хемосорбции. Пример: адсорбция кислорода на вольфраме или серебре при высоких температурах.

Адсорбция на границе твёрдое тело - раствор.

Молекулы многих органических веще ТВ состоят из полярной (гидрофильной) и неполярной (гидрофобной) группировок, поэтому молекулы ПАВ ориентируются на поверхности твёрдого адсорбента таким образом, чтобы полярная часть молекулы была обращена к полярной фазе, а неполярная – к неполярной.