پیام محیطی محلول قلیایی و خنثی اسیدی هیدرولیز نمک ها

هیدرولیز نمک ها محیط محلول آبی: اسیدی، خنثی، قلیایی

بر اساس تئوری تفکیک الکترولیتی، در یک محلول آبی، ذرات املاح با مولکول های آب برهم کنش می کنند. چنین تعاملی می تواند منجر به واکنش هیدرولیز شود (از یونانی. آبی- اب، لیز- پوسیدگی، تجزیه).

هیدرولیز واکنش تجزیه متابولیکی یک ماده با آب است.

مواد مختلفی تحت هیدرولیز قرار می گیرند: غیر آلی - نمک ها، کاربیدها و هیدریدهای فلزی، هالیدهای غیر فلزی. آلی - هالوآلکان ها، استرها و چربی ها، کربوهیدرات ها، پروتئین ها، پلی نوکلئوتیدها.

محلول های آبی نمک دارای مقادیر مختلف pH و انواع مختلف محیط هستند - اسیدی ($pH 7$)، خنثی ($pH = 7$). این با این واقعیت توضیح داده می شود که نمک های موجود در محلول های آبی می توانند تحت هیدرولیز قرار گیرند.

ماهیت هیدرولیز به تعامل شیمیایی تبادل کاتیون ها یا آنیون های نمک با مولکول های آب می رسد. در نتیجه این فعل و انفعال، یک ترکیب کمی تجزیه کننده (الکترولیت ضعیف) تشکیل می شود. و در محلول نمک آبی، مقدار اضافی یون آزاد $H^(+)$ یا $OH^(-)$ ظاهر می شود و محلول نمک به ترتیب اسیدی یا قلیایی می شود.

طبقه بندی نمک ها

هر نمکی را می توان محصول واکنش یک باز با اسید در نظر گرفت. به عنوان مثال، نمک $KClO$ توسط باز قوی $KOH$ و اسید ضعیف $HClO$ تشکیل شده است.

بسته به قدرت باز و اسید، چهار نوع نمک را می توان تشخیص داد.

بیایید رفتار انواع نمک ها را در محلول در نظر بگیریم.

1. نمک هایی که از یک باز قوی و یک اسید ضعیف تشکیل می شوند.

به عنوان مثال، سیانید پتاسیم نمک $KCN$ توسط باز قوی $KOH$ و اسید ضعیف $HCN$ تشکیل می شود:

$(KOH)↙(\text"باز تک اسید قوی")←KCN→(HCN)↙(\text"مونواسید ضعیف")$

1) تفکیک برگشت پذیر جزئی مولکول های آب (یک الکترولیت آمفوتریک بسیار ضعیف)، که می تواند با این معادله ساده شود.

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-);$

$KCN=K^(+)+CN^(-)$

یونهای $Н^(+)$ و $CN^(-)$ تشکیل شده در طی این فرآیندها با یکدیگر برهمکنش می کنند و به مولکول های یک الکترولیت ضعیف - اسید هیدروسیانیک $HCN$ متصل می شوند، در حالی که هیدروکسید - $ОН^(-) یون $ در محلول باقی می ماند و در نتیجه محیط قلیایی آن را تعیین می کند. هیدرولیز در آنیون $CN^(-)$ رخ می دهد.

اجازه دهید معادله یونی کامل فرآیند در حال انجام (هیدرولیز) را بنویسیم:

$K^(+)+CN^(-)+H_2O(⇄)↖(←)HCN+K^(+)+OH^(-).$

این فرآیند برگشت پذیر است و تعادل شیمیایی به سمت چپ (به سمت تشکیل مواد اولیه) منتقل می شود، زیرا آب الکترولیت بسیار ضعیف تری نسبت به اسید هیدروسیانیک $HCN$ است.

$CN^(-)+H_2O⇄HCN+OH^(-).$

معادله نشان می دهد که:

الف) یونهای هیدروکسید آزاد $OH^(-)$ در محلول وجود دارد و غلظت آنها بیشتر از آب خالص است، بنابراین محلول نمک $KCN$ دارای محیط قلیایی($pH > 7$)؛

ب) یون های $CN^(-)$ در واکنش با آب شرکت می کنند، در این مورد می گویند که هیدرولیز آنیون. نمونه های دیگری از آنیون هایی که با آب واکنش می دهند:

بیایید هیدرولیز کربنات سدیم $Na_2CO_3$ را در نظر بگیریم.

$(NaOH)↙(\text"باز تک اسید قوی")←Na_2CO_3→(H_2CO_3)↙(\text"اسید دوبازیک ضعیف")$

هیدرولیز نمک در آنیون $CO_3^(2-)$ رخ می دهد.

$2Na^(+)+CO_3^(2-)+H_2O(⇄)↖(←)HCO_3^(-)+2Na^(+)+OH^(-).$

$CO_2^(2-)+H_2O⇄HCO_3^(-)+OH^(-).$

محصولات هیدرولیز - نمک اسیدی$NaHCO_3$ و هیدروکسید سدیم $NaOH$.

محیط محلول آبی کربنات سدیم قلیایی است ($pH > 7$)، زیرا غلظت یونهای $OH^(-)$ در محلول افزایش می یابد. نمک اسیدی $NaHCO_3$ نیز می تواند تحت هیدرولیز قرار گیرد که به میزان بسیار کمی اتفاق می افتد و می توان از آن غفلت کرد.

برای خلاصه کردن آنچه در مورد هیدرولیز آنیون آموخته اید:

الف) طبق آنیون، نمک ها به طور معمول به صورت برگشت پذیر هیدرولیز می شوند.

ب) تعادل شیمیایی در چنین واکنش هایی به شدت به سمت چپ منتقل می شود.

ج) واکنش محیط در محلولهای نمکهای مشابه قلیایی است ($pH > 7$).

د) هیدرولیز نمک های تشکیل شده توسط اسیدهای پلی بازیک ضعیف باعث تولید نمک های اسیدی می شود.

2. نمک هایی که توسط یک اسید قوی و یک باز ضعیف تشکیل می شوند.

بیایید هیدرولیز کلرید آمونیوم $NH_4Cl$ را در نظر بگیریم.

$(NH_3·H_2O)↙(\text"پایه تک اسیدی ضعیف")←NH_4Cl→(HCl)↙(\text"مونواسید قوی")$

در یک محلول نمک آبی، دو فرآیند رخ می دهد:

1) تفکیک برگشت پذیر جزئی مولکول های آب (یک الکترولیت آمفوتریک بسیار ضعیف)، که می تواند با معادله ساده شود:

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-)$

2) تفکیک کامل نمک (الکترولیت قوی):

$NH_4Cl=NH_4^(+)+Cl^(-)$

یونهای اسیدی ترین محیط

معادله یونی کامل هیدرولیز به صورت زیر است:

$NH_4^(+)+Cl^(-)+H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+Cl^(-)NH_3·H_2O$

این فرآیند برگشت پذیر است، تعادل شیمیایی به سمت تشکیل مواد اولیه تغییر می کند، زیرا آب $Н_2О$ الکترولیت بسیار ضعیف تری نسبت به هیدرات آمونیاک است $NH_3·H_2O$.

معادله یونی مختصر برای هیدرولیز:

$NH_4^(+)+H_2O⇄H^(+)+NH_3·H_2O.$

معادله نشان می دهد که:

الف) یون های هیدروژن آزاد $H^(+)$ در محلول وجود دارد و غلظت آنها بیشتر از آب خالص است، بنابراین محلول نمک دارای محیط اسیدی($pH

ب) کاتیون های آمونیوم $NH_4^(+)$ در واکنش با آب شرکت می کنند. در این مورد می گویند که در حال آمدن است هیدرولیز توسط کاتیون

کاتیون های چند باردار نیز می توانند در واکنش با آب شرکت کنند: دو بار شارژ شده$М^(2+)$ (به عنوان مثال، $Ni^(2+)، Cu^(2+)، Zn^(2+)…$)، به جز کاتیون های فلز قلیایی خاکی، سه شارژر$M^(3+)$ (به عنوان مثال، $Fe^(3+)، Al^(3+)، Cr^(3+)…$).

اجازه دهید هیدرولیز نیترات نیکل $Ni(NO_3)_2$ را در نظر بگیریم.

$(Ni(OH)_2)↙(\text"پایه دی اسید ضعیف")←Ni(NO_3)_2→(HNO_3)↙(\text"اسید مونبازیک قوی")$

هیدرولیز نمک در کاتیون $Ni^(2+)$ اتفاق می افتد.

معادله یونی کامل هیدرولیز به صورت زیر است:

$Ni^(2+)+2NO_3^(-)+H_2O(⇄)↖(←)NiOH^(+)+2NO_3^(-)+H^(+)$

معادله یونی مختصر برای هیدرولیز:

$Ni^(2+)+H_2O⇄NiOH^(+)+H^(+).$

محصولات هیدرولیز - نمک پایه$NiOHNO_3$ و اسید نیتریک $HNO_3$.

محیط محلول آبی نیترات نیکل اسیدی است ($рН

هیدرولیز نمک $NiOHNO_3$ به میزان بسیار کمتری اتفاق می افتد و می توان نادیده گرفت.

برای خلاصه کردن آنچه در مورد هیدرولیز کاتیونی آموخته اید:

الف) طبق کاتیون، نمک ها به طور معمول به صورت برگشت پذیر هیدرولیز می شوند.

ب) تعادل شیمیایی واکنش ها به شدت به سمت چپ منتقل شده است.

ج) واکنش محیط در محلول چنین نمکهایی اسیدی است ($pH

د) هیدرولیز نمک های تشکیل شده توسط بازهای پلی اسیدی ضعیف باعث تولید نمک های اساسی می شود.

3. نمک هایی که از یک باز ضعیف و یک اسید ضعیف تشکیل می شوند.

بدیهی است که از قبل برای شما واضح است که چنین نمک هایی تحت هیدرولیز کاتیون و آنیون قرار می گیرند.

یک کاتیون باز ضعیف یون های $OH^(-)$ را از مولکول های آب متصل می کند و تشکیل می شود پایه ضعیف; آنیون یک اسید ضعیف یون های $H^(+)$ را از مولکول های آب متصل می کند و تشکیل می شود اسید ضعیف. واکنش محلول های این نمک ها می تواند خنثی، ضعیف اسیدی یا کمی قلیایی باشد. این بستگی به ثابت های تفکیک دو الکترولیت ضعیف - اسید و باز دارد که در نتیجه هیدرولیز تشکیل می شوند.

برای مثال، هیدرولیز دو نمک را در نظر بگیرید: استات آمونیوم $NH_4(CH_3COO)$ و فرمت آمونیوم $NH_4(HCOO)$:

1) $(NH_3·H_2O)↙(\text"پایه تک اسیدی ضعیف")←NH_4(CH_3COO)→(CH_3COOH)↙(\text"اسید مونوبازیک قوی");$

2) $(NH_3·H_2O)↙(\text"پایه تک اسیدی ضعیف")←NH_4(HCOO)→(HCOOH)↙(\متن"اسید مونوبازیک ضعیف").$

در محلول های آبی این نمک ها، کاتیون های باز ضعیف $NH_4^(+)$ با یون های هیدروکسی $OH^(-)$ برهم کنش می کنند (به یاد بیاورید که آب $H_2O⇄H^(+)+OH^(-)$ را تجزیه می کند. و آنیون‌های اسیدهای ضعیف $CH_3COO^(-)$ و $HCOO^(-)$ با کاتیون‌های $Н^(+)$ برهمکنش می‌کنند تا مولکول‌های اسیدهای ضعیف - استیک $CH_3COOH$ و $HCOOH$ فرمیک را تشکیل دهند.

اجازه دهید معادلات یونی هیدرولیز را بنویسیم:

1) $CH_3COO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄CH_3COOH+NH_3·H_2O;$

2) $HCOO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3·H_2O+HCOOH.$

در این موارد، هیدرولیز نیز برگشت پذیر است، اما تعادل به سمت تشکیل محصولات هیدرولیز - دو الکترولیت ضعیف تغییر می کند.

در حالت اول، محیط محلول خنثی است ($pH = 7$)، زیرا $K_D(CH_3COOH)=K+D(NH_3·H_2O)=1.8·10^(-5)$. در حالت دوم، محیط محلول ضعیف اسیدی است ($pH

همانطور که قبلاً متوجه شده اید، هیدرولیز اکثر نمک ها یک فرآیند برگشت پذیر است. در حالت تعادل شیمیایی، تنها بخشی از نمک هیدرولیز می شود. با این حال، برخی از نمک ها به طور کامل توسط آب تجزیه می شوند، یعنی. هیدرولیز آنها یک فرآیند برگشت ناپذیر است.

در جدول "حلالیت اسیدها، بازها و نمک ها در آب" یک یادداشت خواهید یافت: "آنها در یک محیط آبی تجزیه می شوند" - این بدان معنی است که چنین نمک هایی تحت هیدرولیز برگشت ناپذیر قرار می گیرند. به عنوان مثال، سولفید آلومینیوم $Al_2S_3$ در آب تحت هیدرولیز برگشت ناپذیر قرار می گیرد، زیرا یون های $H^(+)$ که در طول هیدرولیز کاتیون ظاهر می شوند توسط یون های $OH^(-)$ تشکیل شده در طول هیدرولیز آنیون محدود می شوند. این امر هیدرولیز را افزایش می دهد و منجر به تشکیل هیدروکسید آلومینیوم نامحلول و گاز سولفید هیدروژن می شود:

$Al_2S_3+6H_2O=2Al(OH)_3↓+3H_2S$

بنابراین، سولفید آلومینیوم $Al_2S_3$ را نمی توان با واکنش تبادلی بین محلول های آبی دو نمک، به عنوان مثال، کلرید آلومینیوم $AlCl_3$ و سولفید سدیم $Na_2S$ به دست آورد.

موارد دیگری از هیدرولیز برگشت ناپذیر نیز امکان پذیر است؛ پیش بینی آنها دشوار نیست، زیرا برای غیرقابل برگشت بودن فرآیند، لازم است حداقل یکی از محصولات هیدرولیز از کره واکنش خارج شود.

برای خلاصه کردن آنچه در مورد هیدرولیز کاتیونی و آنیونی آموخته اید:

الف) اگر نمک ها هم در کاتیون و هم در آنیون به صورت برگشت پذیر هیدرولیز شوند، تعادل شیمیایی در واکنش های هیدرولیز به سمت راست منتقل می شود.

ب) واکنش محیط یا خنثی یا ضعیف اسیدی یا ضعیف قلیایی است که به نسبت ثابت های تفکیک باز و اسید حاصل بستگی دارد.

ج) اگر حداقل یکی از محصولات هیدرولیز از کره واکنش خارج شود، نمک ها می توانند هم کاتیون و هم آنیون را به طور برگشت ناپذیر هیدرولیز کنند.

4. نمک های تشکیل شده توسط یک باز قوی و یک اسید قوی تحت هیدرولیز قرار نمی گیرند.

معلومه که خودت به این نتیجه رسیدی

اجازه دهید رفتار کلرید پتاسیم $KCl$ را در یک محلول در نظر بگیریم.

$(KOH)↙(\text"باز تک اسیدی قوی")←KCl→(HCl)↙(\text"مونو اسید قوی").$

نمک در یک محلول آبی به یون ها تجزیه می شود ($KCl=K^(+)+Cl^(-)$)، اما هنگام تعامل با آب، یک الکترولیت ضعیف نمی تواند تشکیل شود. محیط محلول خنثی است ($pH=7$)، زیرا غلظت یون های $H^(+)$ و $OH^(-)$ در محلول مانند آب خالص برابر است.

نمونه های دیگر از این نمک ها عبارتند از هالیدهای فلزات قلیایی، نیترات ها، پرکلرات ها، سولفات ها، کرومات ها و دی کرومات ها، هالیدهای فلزات قلیایی خاکی (به غیر از فلوراید)، نیترات ها و پرکلرات ها.

همچنین باید توجه داشت که واکنش هیدرولیز برگشت پذیر کاملاً از اصل Le Chatelier پیروی می کند. از همین رو هیدرولیز نمک را می توان افزایش داد(و حتی آن را غیرقابل برگشت کنید) به روش های زیر:

الف) اضافه کردن آب (کاهش غلظت).

ب) محلول را گرم کنید که باعث افزایش تفکیک گرماگیر آب می شود:

$H_2O⇄H^(+)+OH^(-)-57$ کیلوژول،

به این معنی که مقدار $H^(+)$ و $OH^(-)$ که برای هیدرولیز نمک ضروری هستند افزایش می یابد.

ج) یکی از محصولات هیدرولیز را به یک ترکیب کم محلول متصل کرده یا یکی از محصولات را در فاز گاز خارج کنید. به عنوان مثال، هیدرولیز سیانید آمونیوم $NH_4CN$ به طور قابل توجهی به دلیل تجزیه هیدرات آمونیاک برای تشکیل آمونیاک $NH_3$ و آب $H_2O$ افزایش می یابد:

$NH_4^(+)+CN^(-)+H_2O⇄NH_3·H_2O+HCN.$

$ nh_3 () ↖ (⇄) H_2 $

هیدرولیز نمک ها

افسانه:

هیدرولیز را می توان با انجام کارهای زیر سرکوب کرد (به طور قابل توجهی مقدار نمک هیدرولیز شده را کاهش داد):

الف) غلظت ماده محلول را افزایش دهید.

ب) محلول را خنک کنید (برای کاهش هیدرولیز، محلول های نمکی باید غلیظ و در دمای پایین نگهداری شوند).

ج) یکی از محصولات هیدرولیز را وارد محلول کنید. به عنوان مثال، اگر محلول در نتیجه هیدرولیز اسیدی است، اسیدی کنید یا اگر قلیایی است، قلیایی کنید.

معنی هیدرولیز

هیدرولیز نمک ها اهمیت عملی و بیولوژیکی دارد. حتی در زمان های قدیم از خاکستر به عنوان شوینده استفاده می شد. خاکستر حاوی کربنات پتاسیم $K_2CO_3$ است که به آنیون در آب هیدرولیز می شود؛ محلول آبی به دلیل یون های $OH^(-)$ تشکیل شده در طول هیدرولیز، صابونی می شود.

در حال حاضر، در زندگی روزمره ما از صابون، پودرهای لباسشویی و سایر مواد شوینده استفاده می کنیم. جزء اصلی صابون نمک های سدیم و پتاسیم اسیدهای کربوکسیلیک چرب بالاتر است: استئارات ها، پالمیتات ها که هیدرولیز می شوند.

هیدرولیز استئارات سدیم $C_(17)H_(35)COONa$ با معادله یونی زیر بیان می شود:

$C_(17)H_(35)COO^(-)+H_2O⇄C_(17)H_(35)COOH+OH^(-)$،

آن ها محلول دارای محیط کمی قلیایی است.

نمک های اسیدهای معدنی (فسفات ها، کربنات ها) به طور ویژه به ترکیب پودرهای لباسشویی و سایر مواد شوینده اضافه می شوند که با افزایش pH محیط، اثر پاک کنندگی را افزایش می دهند.

نمک هایی که محیط قلیایی لازم محلول را ایجاد می کنند در توسعه دهنده عکاسی موجود است. اینها کربنات سدیم $Na_2CO_3$، کربنات پتاسیم $K_2CO_3$، بوراکس $Na_2B_4O_7$ و سایر نمک هایی هستند که در آنیون هیدرولیز می شوند.

اگر اسیدیته خاک کافی نباشد، گیاهان دچار بیماری به نام کلروز می شوند. علائم آن زرد شدن یا سفید شدن برگها، تاخیر در رشد و نمو است. اگر $pH_(خاک)> 7.5$ باشد، کود سولفات آمونیوم $(NH_4)_2SO_4$ به آن اضافه می شود که به افزایش اسیدیته به دلیل هیدرولیز کاتیون در خاک کمک می کند:

$NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3·H_2O$

نقش بیولوژیکی هیدرولیز نمک های خاصی که بدن ما را تشکیل می دهند بسیار ارزشمند است. به عنوان مثال، خون حاوی بی کربنات سدیم و نمک هیدروژن فسفات سدیم است. نقش آنها حفظ واکنش خاصی از محیط است. این به دلیل تغییر در تعادل فرآیندهای هیدرولیز رخ می دهد:

$HCO_3^(-)+H_2O⇄H_2CO_3+OH^(-)$

$HPO_4^(2-)+H_2O⇄H_2PO_4^(-)+OH^(-)$

اگر بیش از یون های $H^(+)$ در خون وجود داشته باشد، آنها به یون های هیدروکسید $OH^(-)$ متصل می شوند و تعادل به سمت راست تغییر می کند. با بیش از حد یون های هیدروکسید $OH^(-)$، تعادل به سمت چپ تغییر می کند. به همین دلیل ، اسیدیته خون یک فرد سالم اندکی نوسان دارد.

مثال دیگر: بزاق انسانی حاوی $ HPO_4^(2-) $ است. با تشکر از آنها ، یک محیط خاص در حفره دهان (pH = pH = 7-7.5 $) حفظ می شود.

هیدرولیز برهمکنش مواد با آب است که در نتیجه محیط محلول تغییر می کند.

کاتیون‌ها و آنیون‌های الکترولیت‌های ضعیف قادر به برهمکنش با آب برای تشکیل ترکیبات یا یون‌های پایدار و کمی قابل تفکیک هستند که در نتیجه محیط محلول تغییر می‌کند. فرمول آب در معادلات هیدرولیز معمولاً به صورت H‑OH نوشته می شود. هنگام واکنش با آب، کاتیون های بازهای ضعیف، یون های هیدروکسیل را از آب حذف می کنند و H + اضافی در محلول تشکیل می شود. محیط محلول اسیدی می شود. آنیون های اسیدهای ضعیف H + را از آب جذب می کنند و واکنش محیط قلیایی می شود.

در شیمی معدنی، اغلب باید با هیدرولیز نمک ها سر و کار داشت، به عنوان مثال. با برهمکنش تبادلی یون های نمک با مولکول های آب در فرآیند انحلال آنها. 4 گزینه برای هیدرولیز وجود دارد.

1. نمک از یک باز قوی و یک اسید قوی تشکیل می شود.

این نمک عملاً تحت هیدرولیز قرار نمی گیرد. در این حالت، تعادل تفکیک آب در حضور یون‌های نمک تقریباً مختل نمی‌شود، بنابراین pH = 7، محیط خنثی است.

Na + + H 2 O Cl- + H 2 O

2. اگر نمک از یک کاتیون یک باز قوی و یک آنیون یک اسید ضعیف تشکیل شود، در آنیون هیدرولیز اتفاق می افتد.

Na 2 CO 3 + HOH \(\ فلش راست چپ\) NaHCO 3 + NaOH

از آنجایی که یون های OH - در محلول تجمع می یابند، محیط قلیایی است، pH> 7.

3. اگر نمکی از یک کاتیون یک باز ضعیف و یک آنیون یک اسید قوی تشکیل شود، در طول کاتیون هیدرولیز اتفاق می افتد.

Cu 2+ + HOH \(\فلش راست چپ\) CuOH + + H +

СuCl 2 + HOH \(\ فلش راست چپ\) CuOHCl + HCl

از آنجایی که یون های H + در محلول تجمع می یابند، محیط اسیدی، pH است<7.

4. نمکی که توسط یک کاتیون از یک باز ضعیف و یک آنیون یک اسید ضعیف تشکیل شده است، هم کاتیون و هم آنیون هیدرولیز می شود.

CH 3 COONH 4 + HOH \(\ فلش راست چپ\) NH 4 OH + CH 3 COOH

CH 3 COO ‑ + + HOH \(\پیکان راست چپ\) NH 4 OH + CH 3 COOH

محلول های چنین نمک هایی دارای محیط کمی اسیدی یا کمی قلیایی هستند، به عنوان مثال. مقدار pH نزدیک به 7 است. واکنش محیط به نسبت ثابت های تفکیک اسید و باز بستگی دارد. هیدرولیز نمکهای تشکیل شده توسط اسیدها و بازهای بسیار ضعیف عملا غیر قابل برگشت است. اینها عمدتاً سولفیدها و کربناتهای آلومینیوم، کروم و آهن هستند.

Al 2 S 3 + 3HOH \(\پیکان راست چپ\) 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

هنگام تعیین محیط محلول نمک، باید در نظر داشت که محیط محلول توسط جزء قوی تعیین می شود. اگر نمک توسط اسیدی که یک الکترولیت قوی است تشکیل شود، محلول اسیدی است. اگر پایه یک الکترولیت قوی باشد، پس قلیایی است.

مثال.محلول دارای محیط قلیایی است

1) Pb(NO 3) 2; 2) Na 2 CO 3 ; 3) NaCl; 4) NaNO3

1) سرب (NO 3) 2 سرب (II) نیترات. نمک توسط یک پایه ضعیف تشکیل می شود و اسید قوی، به معنی محیط راه حل است ترش.

2) کربنات سدیم Na 2 CO 3. نمک تشکیل شد پایه قویو یک اسید ضعیف که به معنی محیط محلول است قلیایی

3) NaCl; 4) نمک های NaNO 3 توسط باز قوی NaOH و اسیدهای قوی HCl و HNO 3 تشکیل می شوند. محیط محلول خنثی است.

پاسخ صحیح 2) Na 2 CO 3

کاغذ نشانگر در محلول های نمک فرو برده شد. در محلول های NaCl و NaNO 3 تغییر رنگ نداد که به معنی محیط محلول است خنثی. در محلول، Pb(NO 3) 2 قرمز می شود، محیط محلول ترش.در یک محلول، Na 2 CO 3 آبی می شود، محیط محلول قلیایی

واکنش محلول مواد در یک حلال می تواند به سه نوع خنثی، اسیدی و قلیایی باشد. واکنش به غلظت یون هیدروژن H + در محلول بستگی دارد.

آب خالص تا حد بسیار کمی در یونهای H + و یونهای هیدروکسیل OH - جدا می شود.

مقدار pH

شاخص هیدروژن یک روش مناسب و به طور کلی پذیرفته شده برای بیان غلظت یونهای هیدروژن است. برای آب خالص، غلظت H + برابر با غلظت OH - است و حاصلضرب غلظت H + و OH - که بر حسب گرم یون در لیتر بیان می شود، مقدار ثابتی برابر با 14-1.10 است.

از این محصول می توانید غلظت یونهای هیدروژن را محاسبه کنید: = √1.10 -14 = 10 -7/g -ion/l/.

این حالت تعادل /"خنثی"/ معمولا با pH 7/p نشان داده می شود - لگاریتم منفی غلظت، H - یون هیدروژن، 7 - توان با علامت مخالف/.

یک محلول با pH بیشتر از 7 قلیایی است ؛ یونهای H + کمتر از OH وجود دارد. یک محلول با pH کمتر از 7 اسیدی است ، حاوی یونهای H + بیشتر از OH است.

مایعات مورد استفاده در عمل غلظت یون های هیدروژن دارند که معمولاً در محدوده pH از 0 تا 1 متفاوت است

شاخص ها

اندیکاتورها موادی هستند که بسته به غلظت یون هیدروژن در محلول، رنگ خود را تغییر می دهند. با استفاده از شاخص ها، واکنش محیط مشخص می شود. شناخته شده ترین شاخص ها عبارتند از: بروموبنزن، بروموتیمول، فنل فتالئین، متیل اورانژ و غیره. به عنوان مثال، بروموتیمول از زرد در pH 6.2 به آبی در pH 7.6 تغییر رنگ می دهد. نشانگر قرمز خنثی - از قرمز در pH 6.8 تا زرد در pH 8؛ بروموبنزن - از زرد در pH 4.0 تا آبی در pH 5.6؛ فنل فتالئین - از بی رنگ در pH 8.2 تا بنفش در pH 10.0 و غیره.

هیچ یک از شاخص ها در کل مقیاس pH از 0 تا 14 کار نمی کنند. با این حال، در عمل ترمیم نیازی به تعیین غلظت بالای اسیدها یا قلیایی نیست. اغلب انحرافات 1 تا 1.5 واحد pH از خنثی در هر جهت وجود دارد.

برای تعیین واکنش محیط در عمل ترمیم، از مخلوطی از شاخص های مختلف استفاده می شود که به گونه ای انتخاب شده است که کوچکترین انحراف از بی طرفی را نشان دهد. این مخلوط "شاخص جهانی" نامیده می شود.

نشانگر جهانی یک مایع نارنجی شفاف است. با تغییر جزئی در محیط به سمت قلیایی بودن، محلول نشانگر رنگ مایل به سبز پیدا می کند؛ با افزایش قلیایی، آبی می شود. هر چه قلیائیت مایع آزمایش بیشتر باشد، رنگ آبی تندتر می شود.

با تغییر جزئی محیط به سمت اسیدیته، محلول نشانگر جهانی صورتی می شود، با افزایش اسیدیته - قرمز (رنگ کارمین یا لکه دار).

تغییر در واکنش محیط در نقاشی ها در نتیجه آسیب آنها به قالب رخ می دهد. تغییرات اغلب در مناطقی مشاهده می شود که برچسب ها با چسب قلیایی (کازیین، چسب اداری و غیره) چسبانده شده اند.

برای انجام تجزیه و تحلیل، علاوه بر یک نشانگر جهانی، به آب مقطر، کاغذ صافی سفید تمیز و یک میله شیشه ای نیاز دارید.

پیشرفت تحلیل

یک قطره آب مقطر روی کاغذ صافی ریخته و اجازه دهید خیس بخورد. قطره دوم در کنار این قطره اعمال می شود و در ناحیه آزمایش اعمال می شود. برای تماس بهتر، کاغذ با قطره دوم در بالا با یک قفسه شیشه ای مالیده می شود. سپس یک قطره از یک نشانگر جهانی روی کاغذ فیلتر در مناطق قطرات آب اعمال می شود. اولین قطره آب به عنوان کنترل عمل می کند که رنگ آن با قطره ای که در محلول آغشته شده از ناحیه آزمایش مقایسه می شود. اختلاف رنگ با افت کنترل نشان دهنده تغییر است - انحراف محیط از خنثی بودن.

خنثی سازی محیط قلیایی

منطقه تحت درمان با محلول آبی 2٪ اسید استیک یا سیتریک مرطوب می شود. برای انجام این کار، مقدار کمی پشم پنبه را دور موچین بپیچید، آن را در محلول اسید مرطوب کنید، آن را فشار دهید و آن را روی ناحیه مشخص شده بمالید.

واکنش حتما بررسی کنیدشاخص جهانی!

این روند تا خنثی شدن کامل منطقه ادامه می یابد.

پس از یک هفته، بررسی محیط باید تکرار شود.

خنثی سازی محیط اسیدی

منطقه تحت درمان با محلول آبی 2% هیدرات اکسید آمونیوم /آمونیاک/ مرطوب می شود. روش خنثی سازی مانند یک محیط قلیایی است.

بررسی محیط زیست باید بعد از یک هفته تکرار شود.

هشدار:فرآیند خنثی سازی نیاز به مراقبت زیادی دارد، زیرا درمان بیش از حد می تواند منجر به پراکسیداسیون یا قلیایی شدن ناحیه تحت درمان شود. علاوه بر این، آب موجود در محلول ها می تواند باعث چروک شدن بوم شود.

ما تأثیر یک شاخص جهانی را بر محلول های نمک های خاص مطالعه می کنیم

همانطور که می بینیم، محیط محلول اول خنثی است (pH = 7)، محلول دوم اسیدی است (pH).< 7), третьего щелочная (рН >7). چگونه می توانیم چنین واقعیت جالبی را توضیح دهیم؟ 🙂

ابتدا بیایید به یاد بیاوریم که pH چیست و به چه چیزی بستگی دارد.

pH یک شاخص هیدروژن است، اندازه گیری غلظت یون های هیدروژن در یک محلول (با توجه به حروف اول کلمات لاتین potentia hydrogeni - قدرت هیدروژن).

pH به عنوان لگاریتم اعشاری منفی غلظت یون هیدروژن بر حسب مول در لیتر محاسبه می شود:

در آب خالص در دمای 25 درجه سانتی گراد، غلظت یون های هیدروژن و یون هیدروکسید یکسان است و به 7-10 مول در لیتر (7=pH) می رسد.

هنگامی که غلظت هر دو نوع یون در یک محلول برابر باشد، محلول خنثی است. وقتی محلول > اسیدی است و زمانی که > قلیایی است.

چه چیزی باعث نقض برابری غلظت یون های هیدروژن و یون هیدروکسید در برخی محلول های آبی نمک می شود؟

واقعیت این است که به دلیل اتصال یکی از یون های آن (یا) با یون های نمک با تشکیل یک محصول کمی تفکیک شده، کم محلول یا فرار، تغییری در تعادل تفکیک آب وجود دارد. این جوهر هیدرولیز است.

- این برهمکنش شیمیایی یون های نمک با یون های آب است که منجر به تشکیل الکترولیت ضعیف - اسید (یا نمک اسید) یا باز (یا نمک پایه) می شود.

کلمه "hydrolysis" به معنای تجزیه توسط آب است ("hydro" - آب، "lysis" - تجزیه).

بسته به اینکه کدام یون نمک با آب تعامل دارد، سه نوع هیدرولیز متمایز می شود:

1. هیدرولیز توسط کاتیون (فقط کاتیون با آب واکنش می دهد).
2. هیدرولیز توسط آنیون (فقط آنیون با آب واکنش می دهد).
3. هیدرولیز مشترک - هیدرولیز در کاتیون و در آنیون (هم کاتیون و هم آنیون با آب واکنش می دهند).

هر نمکی را می توان به عنوان محصولی در نظر گرفت که از اثر متقابل یک باز و یک اسید تشکیل شده است:

هیدرولیز یک نمک برهمکنش یونهای آن با آب است که منجر به ظاهر شدن یک محیط اسیدی یا قلیایی می شود، اما با تشکیل رسوب یا گاز همراه نیست.
فرآیند هیدرولیز تنها با مشارکت اتفاق می افتد محلولنمک ها و شامل دو مرحله است:
1)تفکیکنمک در محلول - غیر قابل برگشتواکنش (درجه تفکیک، یا 100٪)؛
2) در واقع ، یعنی برهمکنش یون های نمک با آب، - برگشت پذیرواکنش (درجه هیدرولیز ˂ 1 یا 100%)
معادلات مرحله 1 و 2 - اولی آنها برگشت ناپذیر است، دومی برگشت پذیر است - نمی توانید آنها را اضافه کنید!
توجه داشته باشید که نمک ها توسط کاتیون ها تشکیل می شوند قلیایی هاو آنیون ها قویاسیدها تحت هیدرولیز قرار نمی گیرند، آنها فقط زمانی که در آب حل می شوند تجزیه می شوند. در محلول نمک های KCl، NaNO 3، NaSO 4 و BaI، محیط خنثی.

هیدرولیز توسط آنیون

در صورت تعامل آنیون هانمک محلول با آب به این فرآیند گفته می شود هیدرولیز نمک در آنیون.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (تجزیه)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (هیدرولیز)
تفکیک نمک KNO 2 به طور کامل اتفاق می افتد، هیدرولیز آنیون NO 2 به میزان بسیار کمی اتفاق می افتد (برای محلول 0.1 M - 0.0014٪)، اما این برای تبدیل شدن محلول کافی است. قلیایی(در میان محصولات هیدرولیز یک یون OH - وجود دارد)، حاوی پ H = 8.14.
آنیون ها فقط تحت هیدرولیز قرار می گیرند ضعیفاسیدها (در این مثال ، یون نیتریت شماره 2 ، مربوط به اسید نیتروژن ضعیف HNO 2). آنیون یک اسید ضعیف ، کاتیون هیدروژن موجود در آب را به خود جلب می کند و یک مولکول این اسید را تشکیل می دهد ، در حالی که یون هیدروکسید آزاد است:
NO 2 - + H 2 O (H +، OH -) ↔ HNO 2 + OH -
مثال ها:
الف) NaClO = Na + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
ب) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
ج) Na 2 CO 3 = 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 — + OH —
د) K 3 PO 4 = 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH —
ه) BaS = Ba 2+ + S 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS — + OH —
لطفاً توجه داشته باشید که در مثال‌های (c-e) نمی‌توانید تعداد مولکول‌های آب را افزایش دهید و به جای هیدروآنیون‌ها (HCO 3, HPO 4, HS) فرمول اسیدهای مربوطه (H 2 CO 3 , H 3 PO 4 , H 2 S ) را بنویسید. ). هیدرولیز یک واکنش برگشت پذیر است و نمی تواند "به انتها" ادامه یابد (تا زمان تشکیل اسید).
اگر اسید ناپایداری مانند H 2 CO 3 در محلول نمک آن NaCO 3 تشکیل شود، آنگاه آزاد شدن گاز CO 2 از محلول مشاهده می شود (H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O ). با این حال، هنگامی که سودا در آب حل می شود، یک محلول شفاف بدون تکامل گاز تشکیل می شود، که نشان دهنده ناقص بودن هیدرولیز آنیون با ظاهر شدن در محلول تنها هیدرانیون های اسید کربنیک HCO 3 - است.
میزان هیدرولیز نمک توسط آنیون بستگی به میزان تفکیک محصول هیدرولیز دارد - اسید. هرچه اسید ضعیف تر باشد ، میزان هیدرولیز نیز بیشتر است.به عنوان مثال، یون های CO 3 2-، PO 4 3- و S 2- به میزان بیشتری نسبت به یون NO 2 هیدرولیز می شوند، زیرا تفکیک H 2 CO 3 و H 2 S در مرحله 2 است و H 3 PO 4 در مرحله 3 به طور قابل توجهی کمتر از تفکیک اسید HNO 2 است. بنابراین ، راه حل ها ، به عنوان مثال ، Na 2 Co 3 ، K 3 Po 4 و Bas خواهند بود بسیار قلیایی(که به راحتی می توان فهمید که نوشابه چقدر صابونی است) .

مازاد یون OH در محلول را می توان به راحتی با یک نشانگر تشخیص داد یا با دستگاه های مخصوص (PH متر) اندازه گیری کرد.
اگر در محلول غلیظ نمکی که به شدت توسط آنیون هیدرولیز می شود،
به عنوان مثال Na 2 CO 3، آلومینیوم را اضافه کنید، سپس دومی (به دلیل آمفوتریک بودن) با قلیایی واکنش داده و آزاد شدن هیدروژن مشاهده می شود. این شواهد اضافی از هیدرولیز است، زیرا ما قلیایی NaOH را به محلول سودا اضافه نکردیم!

به نمک های اسیدهای با قدرت متوسط ​​- ارتوفسفریک و گوگرد توجه ویژه ای داشته باشید. در مرحله اول این اسیدها به خوبی تفکیک می‌شوند، بنابراین نمک‌های اسیدی آن‌ها هیدرولیز نمی‌شوند و محیط محلول این گونه نمک‌ها اسیدی است (به دلیل وجود کاتیون هیدروژن در نمک). و نمک های متوسط ​​در آنیون هیدرولیز می شوند - محیط قلیایی است. بنابراین، هیدروسولفیت ها، هیدروژن فسفات ها و دی هیدروژن فسفات ها در آنیون هیدرولیز نمی شوند، محیط اسیدی است. سولفیت ها و فسفات ها توسط آنیون هیدرولیز می شوند، محیط قلیایی است.

هیدرولیز توسط کاتیون

هنگامی که یک کاتیون نمک محلول با آب برهمکنش می کند، این فرآیند نامیده می شود
هیدرولیز نمک در کاتیون

1) Ni (NO 3) 2 = Ni 2 + + 2NO 3 - (تجزیه)
2) Ni 2 + + H 2 O ↔ NiOH + + H + (هیدرولیز)

تفکیک نمک Ni(NO 3) 2 به طور کامل اتفاق می افتد، هیدرولیز کاتیون Ni 2 + به میزان بسیار کمی (برای محلول 0.1 M - 0.001٪) اتفاق می افتد، اما این برای اسیدی شدن محیط کافی است. (یون H + در بین محصولات هیدرولیز وجود دارد).

فقط کاتیونهای هیدروکسیدهای بازی و آمفوتریک کم محلول و کاتیون آمونیوم تحت هیدرولیز قرار می گیرند. NH4+. کاتیون فلزی یون هیدروکسید را از مولکول آب جدا می کند و کاتیون هیدروژن H + را آزاد می کند.

در نتیجه هیدرولیز، کاتیون آمونیوم یک پایه ضعیف - هیدرات آمونیاک و یک کاتیون هیدروژن تشکیل می دهد:

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +

لطفاً توجه داشته باشید که نمی‌توانید تعداد مولکول‌های آب را افزایش دهید و فرمول‌های هیدروکسید (مثلاً Ni(OH) 2) را به جای هیدروکسوکاسیون (مثلاً NiOH +) بنویسید. اگر هیدروکسیدها تشکیل می شدند، از محلول های نمکی رسوب ایجاد می شد که مشاهده نمی شود (این نمک ها محلول های شفاف تشکیل می دهند).
کاتیون های هیدروژن اضافی را می توان به راحتی با یک نشانگر تشخیص داد یا با دستگاه های خاصی اندازه گیری کرد. منیزیم یا روی به محلول غلیظ نمکی که به شدت توسط کاتیون هیدرولیز می شود اضافه می شود و دومی با اسید واکنش می دهد و هیدروژن آزاد می کند.

اگر نمک نامحلول باشد، هیدرولیز وجود ندارد، زیرا یون ها با آب برهمکنش ندارند.

تکالیف با نظرات و راه حل ها

در سال‌های گذشته، تسلط بر این عنصر محتوا با تکالیف چند گزینه‌ای (سطح دشواری پایه) آزمایش شد. در اینجا نمونه هایی از چنین وظایفی آورده شده است.

مثال 39.محلول آبی واکنش اسیدی دارد

1) نیترات کلسیم

2) کلرید استرانسیم

3) کلرید آلومینیوم

4) سولفات سزیم

به یاد داشته باشیم که نمک های متوسطی که توسط یک باز ضعیف و یک اسید قوی (هیدرولیز توسط کاتیون) تشکیل می شوند، واکنش اسیدی دارند. در میان پاسخ های پیشنهادی چنین نمکی وجود دارد - این کلرید آلومینیوم است. در نتیجه، محیط محلول آن اسیدی است:

مثال 40.محلول های آبی سولفات آهن (III) و

1) نیترات کلسیم

2) کلرید استرانسیم

3) کلرید مس

4) سولفات سزیم

محیط آبی سولفات آهن (III) اسیدی است، همانطور که در مورد تمام نمک هایی که توسط یک باز ضعیف و یک اسید قوی تشکیل می شوند، اسیدی است:

در گزینه های پاسخ تنها یک نمک مشابه وجود دارد - کلرید مس. در نتیجه، محیط محلول آن نیز اسیدی است:

در مقاله امتحانی 2017، دانش این عنصر محتوا با وظایفی با سطح پیچیدگی افزایش یافته (تکلیف پاسخ کوتاه) آزمایش خواهد شد. در اینجا نمونه هایی از چنین وظایفی آورده شده است.

مثال 41.نام نمک را با واکنش محلول آبی آن مطابقت دهید.

محیط یک محلول نمک آبی بر اساس نوع هیدرولیز آن (در صورت امکان) تعیین می شود. اجازه دهید نگرش به هیدرولیز هر یک از نمک های پیشنهادی را در نظر بگیریم.

الف) نیترات پتاسیم KNO 3 نمک یک اسید قوی و یک باز قوی است. نمک های این ترکیب تحت هیدرولیز قرار نمی گیرند. محیط محلول آبی این نمک خنثی است (A-2).

ب) سولفات آلومینیوم Al 2 (SO 4) 3 نمکی است که از اسید سولفوریک قوی و یک باز ضعیف (هیدروکسید آلومینیوم) تشکیل می شود. در نتیجه، نمک در کاتیون تحت هیدرولیز قرار می گیرد:

در نتیجه تجمع یون های H+، محیط محلول نمک اسیدی می شود (B-1).

ب) سولفید پتاسیم K 2 S از یک باز قوی و یک اسید هیدروسولفید بسیار ضعیف تشکیل می شود. چنین نمک هایی در آنیون هیدرولیز می شوند:

در نتیجه تجمع یون های OH، محیط محلول نمک قلیایی (B-3) خواهد بود.

د) سدیم ارتوفسفات Na 3 PO 4 توسط یک باز قوی و یک اسید اورتوفسفریک نسبتا ضعیف تشکیل می شود. در نتیجه، نمک در آنیون تحت هیدرولیز قرار می گیرد:

در نتیجه تجمع یون های OH، محیط محلول نمک قلیایی (G-3) خواهد بود.

خلاصه کنید. محلول اول خنثی است، محلول دوم اسیدی است، دو مورد آخر قلیایی هستند.

برای به دست آوردن پاسخ صحیح، ابتدا ماهیت اسیدها و بازهای تشکیل دهنده این نمک ها را مشخص می کنیم.

الف) BeSO 4 توسط یک باز ضعیف و اسید سولفوریک قوی تشکیل می شود، چنین نمک هایی در کاتیون هیدرولیز می شوند.

ب) KNO 2 توسط یک باز قوی و یک اسید نیتروژن ضعیف تشکیل می شود، چنین نمک هایی در آنیون هیدرولیز می شوند.

ب) Pb(NO 3) 2 توسط یک باز ضعیف و اسید نیتریک قوی تشکیل می شود، چنین نمک هایی در کاتیون هیدرولیز می شوند.

د) CuCl 2 توسط یک باز ضعیف و یک اسید هیدروکلریک قوی تشکیل می شود، چنین نمک هایی در کاتیون هیدرولیز می شوند.

برای به دست آوردن پاسخ صحیح، اجازه دهید ماهیت اسیدها و بازهایی را که نمک های پیشنهادی را تشکیل می دهند مشخص کنیم:

الف) سولفید لیتیوم Li 2 S - نمکی که توسط یک باز قوی و یک اسید ضعیف تشکیل شده است، در آنیون هیدرولیز می شود.

ب) کلرات پتاسیم KClO 3 - نمکی که توسط یک باز قوی و یک اسید قوی تشکیل می شود و تحت هیدرولیز قرار نمی گیرد.

ب) نیتریت آمونیوم NH 4 NO 2 - نمکی که توسط یک باز ضعیف و یک اسید ضعیف تشکیل شده است، هیدرولیز هم در کاتیون و هم در آنیون رخ می دهد.

د) پروپیونات سدیم C 3 H 7 COONa - نمکی که توسط یک باز قوی و یک اسید ضعیف تشکیل شده است، هیدرولیز در طول آنیون اتفاق می افتد.

آ	ب	که در	جی

 

شاید خواندن آن مفید باشد:

• احضار شیاطین و هندسه جادویی;
• Rake - موجودی کشف شده در مجاورت Birobidzhan;
• چگونه اسلندرمن را در زندگی واقعی احضار کنیم؟;
• وحشت اسلاوی: وحشتناک ترین موجودات اسطوره ها و افسانه ها;
• طالع بینی مردان لئو در ماه آوریل;
• تاروت "عصر دلو" کارت های تاروت برای عصر دلو;
• طالع بینی عاشقانه برای آوریل لئو;
• تمام فال آنلاین درباره رابطه یک شخص با من;