Значения рН растворов гидролизующихся солей

Растворы гидролизующихся солей находят применение в медицинской практике. Так, при попадании на кожу растворов кислот пораженные участки обрабатывают сначала водой, а затем раствором карбоната натрия Na₂CO₃. Такой способ позволяет нейтрализовать остатки кислоты, так как водный раствор Na₂CO₃ имеет щелочную реакцию. Однако растворы Na₂CO₃ вряд ли следует применять для снижения повышенной кислотности желудочного сока ввиду достаточно высокой щелочности. Для этих целей применяют растворы гидрокарбоната натрия NaHCO₃, которые характеризуются более низким значением pH. В этой связи, для точного использования препарата, действие которого основано на гидролизе, врачу необходимо уметь оценивать величины pH растворов гидролизующихся солей.

1. В растворах солей типа NH₄Cl:

,

(8)

или

.

(8´)

где , pC,   отрицательные десятичные логарифмы соответствующих величин.

Так как при t⁰ = 20-25⁰C = 14, то , следовательно:

(8´´)

2. В растворах солей типа CH₃COONa:

(9)

или

(9´)

3. В растворах солей типа NH₄CN:

(10)

или

(10´)

В случае равенства  =  дробная часть формулы обратится в ноль и рН  7.

Если соль гидролизуется в несколько ступеней, то можно считать, что значение рН раствора этой соли будет определяться только первой ступенью гидролиза.

Эталоны решения задач

1. Вычислить константу и степень гидролиза соли NH₄Cl в растворе с С(NH₄Cl) = 0,1 моль/л, если (NH₃Н₂О)  1,810^5.

Решение.

N

сильная кислота

слабое основание

H₄Cl  HOH ⇄  NH₃∙H₂O  HCl

2. Вычислить константу и степень гидролиза Na₂CO₃ по первой ступени в растворе с С(Na₂CO₃)  0,01 моль/л, если для H₂CO₃  410^7;   510^11.

Решение.

Гидролиз Na₂CO₃ протекает ступенчато:

Na₂CO₃  HOH ⇄ NaHCO₃  NaОН (1 ступень)

В сокращенном виде уравнение выглядит так:

C

слабая кислота

сильное основание

O₃^2  HOH ⇄ HCO₃^  ОН^

NaHCO₃  HOH ⇄ H₂CO₃  NaОН (2 ступень)

H

слабая кислота

сильное основание

CO₃^  HOH ⇄ H₂CO₃  ОН^

Гидролиз Na₂CO₃ по первой ступени приводит к образованию гидрокарбонат-иона HCO₃^, который является слабым электролитом:

HCO₃^ ⇄ H⁺  СО₃^2

Данное уравнение соответствует диссоциации H₂CO₃ по второй ступени и характеризуется константой (H₂CO₃)  510^11.

Поэтому:

3. Сравнить степень гидролиза NaNO₂ в растворах соли с концентрациями 0,1 и 0,001 моль/л, если (HNO₂) = 410^4.

Решение.

Введем обозначения: С₁ = 0,1 моль/л; С₂ = 0,001 моль/л.

Тогда: ;.

Разделим одно выражение на другое и получим:

4. Рассчитать рН раствора соли NaCN с C(NaCN) = 0,01 моль/л, если (HCN) = 810^–10. Указать характер среды.

Решение.

N

слабая кислота

сильное основание

aCN  HOH ⇄ HCN  NaOH

1 способ:

pH > 7 среда щелочная.

2 способ:

5. Рассчитать рН раствора соли NH₄CN с молярной концентрацией 0,002 моль/л, если (HCN) = 810^–10, (NH₃Н₂О)  1,810^–5. Указать характер среды.

Решение.

N

слабая кислота

слабое основание

H₄CN  HOH ⇄ HCN  NH₃H₂O

pH > 7 среда слабощелочная.

6. Найти разность значений рН растворов Na₂S и NaHS с одинако-выми концентрациями солей, если (Н₂S)  7, (Н₂S)  13.

Решение.

Вычтем из первого уравнения второе и получим: