Б) Гидролиз по аниону

Вывод формул для вычисления константы гидролиза - К_гидр, степени гидролиза - h_гидр, концентрации ионов гидроксила - [ОН^-], концентрации ионов водорода - [Н⁺] и рН можно осуществить аналогично случаю гидролиза по катиону, рассмотренному выше:

An^- + H₂O  HAn + OH^-

; ;

(IV.13)

1. Константа гидролиза по аниону - К_гидр:

;

НAn  H⁺ + An^-; ;

(IV.14)

Константа гидролиза соли, образованной катионом сильного основания и анионом слабой кислоты (гидролиз по аниону), равна отношению ионного произведения воды к константе ионизации слабой кислоты, образующейся в результате гидролиза.

2. Концентрация ионов водорода [Н⁺] и рН.

Для вычисления концентрации ионов водорода из выражения для константы гидролиза выведем формулу для расчета концентрации ионов гидроксила [ОН^-] и подставим ее в выражение:

(IV.15)

Запишем константу гидролиза соли KtAn по аниону:

.

Равновесная концентрация образующегося электролита [НAn] и концентрация прогидролизовавшейся части соли равны концентрации ионов гидроксила:

[НAn] = С_гидр = [ОН^-],

а равновесная концентрация анионов соли, оставшихся непрогидролизовавшимися, равна: [An^-] = С_соли - С_гидр = С_соли - [ОН^-].

Подставив значение [НAn] и [An^-] в выражение константы гидролиза (IV.13), получаем:

(IV.16)

Для слабогидролизующихся солей с достаточной для практических расчетов степенью точности можно пренебречь значением концентрации ионов гидроксила [ОН^-] в знаменателе, и тогда выражение (IV.16) запишется: , отсюда получаем формулу для расчета [ОН^-]:

, или т.к. , то

(IV.17)

Более общепринято выражать реакцию среды через концентрацию ионов водорода и рН, поэтому, подставив в формулу (IV.13) значение [ОН^-] и К_гидр, после соответствующих преобразований, получим:

;

(IV.18)

Формулу для расчета рН выведем, прологарифмировав выражение (IV.18) и изменив знаки на противоположные:

;

;

(IV.19)

(IV.20)

Формулу (IV.19) и (IV.20) можно вывести иначе. Сначала прологарифмировать выражение (IV.17), получить рОН, а затем вычесть рОН из pK_w: рН = 14 – рОН.

3. Степень гидролиза - h_гидр

Формулу для вычисления степени гидролиза соли по аниону выводим, действуя аналогично тому, как и в случае гидролиза по катиону. Можно воспользоваться формулой:

(IV.5)

Т.к. концентрация прогидролизовавшейся части соли равна концентрации ионов гидроксила (уравнение реакции гидролиза), то, подставляя (IV.17) в (IV.5) и проведя ряд преобразований, получим:

;

(IV.21)

Степень гидролиза по аниону равна корню квадратному из отношения ионного произведения воды к произведению концентрации соли на константу ионизации образующейся при гидролизе кислоты.