Вопрос 19

Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. Расчет рН растворов солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием, сильной кислотой и слабым основанием.

В общем случае под гидролизом понимают взаимодействие любых веществ с водой.

Признаком протекания гидролиза солей являются изменение среды раствора с нейтрального на кислую или щелочную. Сущность гидролиза – образование слабого электролита – кислоты или основания с одновременным появлением избытка [H+] или [OH-].

Если в результате гидролиза образуется слабое основание (основная соль), то гидролиз протекает по катиону; если слабая кислота (кислая соль) – по аниону; если одновременно образуются и слабая кислота, и слабое основание – гидролиз протекает п аниону и катиону.

Уравнение гидролиза может быть записано в трех формах: молекулярное, полное ионное уравнение, краткое ионное уравнение (наиболее информативное, т.к. показывает благодаря образованию молекул какого слабого электролита протекает гидролиз и избыток какие ионов – [H+] или [ОН-] – образуется при этом).

Гидролиз протекает в трех случаях:

1. Соль образована слабым основанием и сильной кислотой. Среда кислая. pH <7 Данные соли гидролизуются по катиону. Т.к. гидролиз процесс обратимый, то он характеризуется константой равновесия: K=[NH4OH][H+]/[NH4+][H2O]. При гидролизе концентрация воды практически не изменяется, вносим под знак константы равновесия; произведение двух констант является величиной постоянной – константа гидролиза. Кг=[NH4OH][H+]/[NH4+]. Умножим числитель и знаменатель на концентрацию [OH-]: Кг=[NH4OH][H+][OH-]/[NH4+][OH-]=Kw/Kb Для количественной характеристики в процессе гидролиза введено понятие степени гидролиза – h – отношение концентрации прогидролизованной соли к исходной концентрации соли в растворе: h=Cг/Со Выразим из уравнения прогидролизованную соль Сг=hCo Тогда равновесные концентрации продуктов равны [H+]-[NH4OH]=hCo при этом концентрация непрогидролизованной соли составит [NH4+]=Co=hCo=Co(1-h) => Кг=hCo*h/Co(1-h)=h^2Co/1-h, при гидролизе h<<1, значение можно пренебречь Кг=h^2Co, приравняем правые и левые части уравнений Кг: h^2Co=Kw/Kb => h=Kw/Kb*Co (Все под знаком корня). Рассчитав степень гидролиза и зная исходную концентрацию соли из уравнения, можно рассчитать ионы [H+] и рН раствора данной соли. (Рассчитать h, затем [H+] = h*C, pH=-lg [H+].

2. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой. При гидролизе данных солей в растворе образуется избыток [OH-] – щелочная среда. pH>7. Ход размышлений при вычислении константы, степени гидролиза и рН аналогичен. Кг=Kw/Ka, h=Kг/Co (под знаком корня). [OH-]=h*Co, pOH=-lg[OH-], pH=14-pOH

3. Соли образованы слабым основанием и слабой кислотой. Среда растворов данных солей определяется сопоставление констант диссоциации образующихся слабых оснований и слабой кислоты. Тот слабый электролит ц которого константа диссоциации больше, будет определять среду. Если константы диссоциации кислоты и основания близки по величине, то, несмотря на гидролиз, то среда будет оставаться нейтральной.