Вопрос 40

АМФОЛИТЫ, или амфотерные электролиты (от греч. amphoteros — двусторонний, двойственный), вещества, обнаруживающие в водных растворах одновременно свойства кислот и щелочей, т. е. способные отщеплять и связывать как водородные, так и гидроксильные ионы. Они образуют солеобразные соединения как со щелочами, так и с кислотами, почему и получили название амфотерных электролитов (Bredig) или амфолитов. Известны нек-рые неорганические амфолиты, напр., А1(ОН)₃, РЬ(ОН)₂, отщепляющие в одних случаях всю гидроксильную группу, в других—один лишь водородный ион. Особенно много А. среди органических веществ. К ним относятся, в частности, аминокислоты, пептиды, белки, а также пуриновые производные. Амфотер-ность их зависит от одновременного присутствия различных, присоединенных к углеродной цепи, кислых и основных карбоксильных и амино-групп. Примером может служить гликоколл (аминоуксусная кислота, NH₂.CH₂.COOH), дающий соли и с соляной кислотой и с едким натром. В присутствии избытка кислоты А. ведут себя как основание, при избытке щелочи—как кислота.

К амфотерным оксидам относят ZnO, Al₂O₃, BeO, Cr₂O₃, PbO, CuO и некоторые другие оксиды. Химическая связь в них плохо описывается как в рамках модели ионной связи, так и в рамках модели ковалентной связи. По химическим свойствам амфотерные оксиды похожи на основные оксиды и отличаются от них только своей способностью реагировать с щелочами, как с твердыми (при сплавлении), так и с растворами, а также с основными оксидами. Рассмотрим эти реакции на примере оксида цинка. При сплавлении оксида цинка со щелочью (например, NaOH) оксид цинка ведет себя как кислотный оксид, образуя в результате реакции

соль - цинкат натрия:ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O . При взаимодействии оксида цинка с раствором щелочи (того же NaOH) протекает другая реакция:

ZnO + 2OH + H₂O = [Zn(OH)₄]² .

Молекулярное уравнение:  ZnO + 2NaOH_p + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]_p.

Гидроксиды амфотерные ‒ соединения, проявляющие в зависимости от условий как оснόвные, так и кислотные свойства. Примеры амфотерных гидроксидов: Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Fe(OH)₃, BAl(OH) ₃ и др. Амфотерный гидроксид может быть записан в виде оснόвной - типа Zn(OH)₂ или кислотной формы H₂ZnO₂ Амфотерные гидроксиды реагируют как с кислотами, проявляя свойства оснований:

         Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

         Zn(OH)₂ + H₂SO₄ = ZnSO₄ + 2H₂O так и с основаниями, проявляя при этом свойства кислот:

         Al(OH)₃ + NaOH = NaAlO₂ + 2H₂O

         Zn(OH)₂ + 2KOH = K₂ZnO₂ + 2H₂O. В водных растворах щелочей амфотерные гидроксиды образуют соответствующие комплексные соединения:

         Al(OH)₃ + NaOH → Na₂[Al(OH)₄]

         Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]

Вопрос 42

гидро́лиз (от др.-греч. ὕδωρ — вода и λύσις — разложение) — один из видов химических реакций сольволиза, где при взаимодействии веществ с водой происходит разложение исходного вещества с образованием новых соединений. Механизм гидролиза соединений различных классов: соли, углеводы, белки, сложные эфиры, жиры и др. имеет существенные различия.

Гидролиз солей — разновидность реакций гидролиза, обусловленного протеканием реакций ионного обмена в растворах (преимущественно, водных) растворимых солей-электролитов. Движущей силой процесса является взаимодействие ионов с водой, приводящее к образованию слабого электролита в ионном или (реже) молекулярном виде («связывание ионов»).

Различают обратимый и необратимый гидролиз солей^[1]:

1. Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания (гидролиз по аниону):

CO₃²⁻ + H₂O = HCO₃⁻ + OH⁻ Na₂CO₃ + Н₂О = NaHCO₃ + NaOH (раствор имеет слабощелочную среду, реакция протекает обратимо, гидролиз по второй ступени протекает в ничтожной степени)

2. Гидролиз соли сильной кислоты и слабого основания (гидролиз по катиону):

Cu²⁺ + Н₂О = CuOH⁺ + Н⁺ CuCl₂ + Н₂О = CuOHCl + HCl (раствор имеет слабокислую среду, реакция протекает обратимо, гидролиз по второй ступени протекает в ничтожной степени)

3. Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания:

2Al³⁺ + 3S²⁻ + 6Н₂О = 2Al(OH)₃(осадок) + ЗН₂S(газ) Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S (равновесие смещено в сторону продуктов, гидролиз протекает практически полностью, так как оба продукта реакции уходят из зоны реакции в виде осадка или газа).

Соль сильной кислоты и сильного основания не подвергается гидролизу, и раствор нейтрален..

Под степенью гидролиза подразумевается отношение части соли, подвергающейся гидролизу, к общей концентрации её ионов в растворе. Обозначается α (или h_гидр); α = (c_гидр/c_общ)·100 % где c_гидр — число молей гидролизованной соли, c_общ — общее число молей растворённой соли. Степень гидролиза соли тем выше, чем слабее кислота или основание, её образующие.

Является количественной характеристикой гидролиза.

Константа гидролиза — константа равновесия гидролитической реакции.

Выведем уравнение константы гидролиза соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием: