Asidik alkali ve nötr çözelti ortamı mesajı. Tuzların hidrolizi

Tuzların hidrolizi. Sulu çözelti ortamı: asidik, nötr, alkali

Elektrolitik ayrışma teorisine göre, sulu bir çözeltide çözünen parçacıklar su molekülleri ile etkileşime girer. Böyle bir etkileşim bir hidroliz reaksiyonuna yol açabilir (Yunancadan. hidro- su, parçalanma- çürüme, ayrışma).

Hidroliz, bir maddenin su ile metabolik ayrışmasının reaksiyonudur.

Çeşitli maddeler hidrolize uğrar: inorganik tuzlar, metal karbürler ve hidritler, metal olmayan halojenürler; organik - haloalkanlar, esterler ve yağlar, karbonhidratlar, proteinler, polinükleotidler.

Tuzların sulu çözeltileri farklı pH değerlerine ve farklı ortam türlerine sahiptir - asidik ($pH 7$), nötr ($pH = 7$). Bu, sulu çözeltilerdeki tuzların hidrolize uğrayabileceği gerçeğiyle açıklanmaktadır.

Hidrolizin özü, tuz katyonlarının veya anyonlarının su molekülleri ile kimyasal etkileşiminin değişmesine dayanır. Bu etkileşim sonucunda hafif ayrışan bir bileşik (zayıf elektrolit) oluşur. Ve sulu bir tuz çözeltisinde, fazla miktarda serbest iyon $H^(+)$ veya $OH^(-)$ ortaya çıkar ve tuz çözeltisi sırasıyla asidik veya alkalin hale gelir.

Tuzların sınıflandırılması

Herhangi bir tuz, bir bazın bir asitle reaksiyonunun ürünü olarak düşünülebilir. Örneğin $KClO$ tuzu, güçlü baz $KOH$ ve zayıf asit $HClO$ tarafından oluşturulur.

Baz ve asidin kuvvetine bağlı olarak dört tip tuz ayırt edilebilir.

Çeşitli türdeki tuzların çözeltideki davranışını ele alalım.

1. Güçlü bir baz ve zayıf bir asitin oluşturduğu tuzlardır.

Örneğin, potasyum siyanür tuzu $KCN$, güçlü baz $KOH$ ve zayıf asit $HCN$ tarafından oluşturulur:

$(KOH)↙(\text"kuvvetli monoasit baz")←KCN→(HCN)↙(\text"zayıf monoasit")$

1) denklemle basitleştirilebilen su moleküllerinin (çok zayıf bir amfoterik elektrolit) hafif geri dönüşümlü ayrışması

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-);$

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

Bu işlemler sırasında oluşan $Н^(+)$ ve $CN^(-)$ iyonları birbirleriyle etkileşime girerek zayıf bir elektrolit olan hidrosiyanik asit $HCN$ moleküllerine bağlanırken, hidroksit - $ОН^(-) $ iyonu çözeltide kalır, böylece alkali ortamını belirler. Hidroliz $CN^(-)$ anyonunda meydana gelir.

Devam eden sürecin (hidroliz) tam iyonik denklemini yazalım:

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

Bu süreç tersine çevrilebilir ve kimyasal denge sola (başlangıç maddelerinin oluşumuna doğru) kaydırılır, çünkü su, hidrosiyanik asit $HCN$'den çok daha zayıf bir elektrolittir.

$CN^(-)+H_2O⇄HCN+OH^(-).$

Denklem şunu gösterir:

a) Çözeltide serbest hidroksit iyonları $OH^(-)$ vardır ve bunların konsantrasyonu saf sudakinden daha yüksektir, dolayısıyla $KCN$ tuz çözeltisi alkali ortam($pH > 7$);

b) $CN^(-)$ iyonları suyla reaksiyona girer, bu durumda şunu söylerler: anyon hidrolizi. Suyla reaksiyona giren diğer anyon örnekleri:

Sodyum karbonatın $Na_2CO_3$ hidrolizini ele alalım.

$(NaOH)↙(\text"kuvvetli monoasit baz")←Na_2CO_3→(H_2CO_3)↙(\text"zayıf dibazik asit")$

Tuzun hidrolizi $CO_3^(2-)$ anyonunda meydana gelir.

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

$CO_2^(2-)+H_2O⇄HCO_3^(-)+OH^(-).$

Hidroliz ürünleri - asit tuzu$NaHCO_3$ ve sodyum hidroksit $NaOH$.

Sulu bir sodyum karbonat çözeltisinin ortamı alkalidir ($pH > 7$), çünkü çözeltideki $OH^(-)$ iyonlarının konsantrasyonu artar. Asit tuzu $NaHCO_3$ da hidrolize uğrayabilir; bu çok küçük bir oranda meydana gelir ve ihmal edilebilir.

Anyon hidrolizi hakkında öğrendiklerinizi özetlemek gerekirse:

a) anyona göre tuzlar kural olarak geri dönüşümlü olarak hidrolize edilir;

b) bu tür reaksiyonlardaki kimyasal denge güçlü bir şekilde sola kayar;

c) ortamın benzer tuzların çözeltileri içindeki reaksiyonu alkalindir ($pH > 7$);

d) Zayıf polibazik asitlerin oluşturduğu tuzların hidrolizi asidik tuzlar üretir.

2. Kuvvetli asit ve zayıf bazın oluşturduğu tuzlardır.

Amonyum klorür $NH_4Cl$ hidrolizini ele alalım.

$(NH_3·H_2O)↙(\text"zayıf monoasit baz")←NH_4Cl→(HCl)↙(\text"güçlü monoasit")$

Sulu bir tuz çözeltisinde iki işlem meydana gelir:

1) su moleküllerinin hafif geri dönüşümlü ayrışması (çok zayıf bir amfoterik elektrolit), bu denklem ile basitleştirilebilir:

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-)$

2) tuzun tamamen ayrışması (güçlü elektrolit):

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

Ortaya çıkan $OH^(-)$ ve $NH_4^(+)$ iyonları birbirleriyle etkileşime girerek $NH_3·H_2O$ (zayıf elektrolit) üretirken, $H^(+)$ iyonları çözelti içinde kalır ve bu da onun oluşmasına neden olur. en asidik ortam.

Hidroliz için tam iyonik denklem şu şekildedir:

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

İşlem tersine çevrilebilir, kimyasal denge başlangıç maddelerinin oluşumuna doğru kaydırılır, çünkü su $Н_2О$, amonyak hidrat $NH_3·H_2O$'dan çok daha zayıf bir elektrolittir.

Hidroliz için kısaltılmış iyonik denklem:

$NH_4^(+)+H_2O⇄H^(+)+NH_3·H_2O.$

Denklem şunu gösterir:

a) Çözeltide serbest hidrojen iyonları $H^(+)$ vardır ve bunların konsantrasyonu saf sudakinden daha yüksektir, bu nedenle tuz çözeltisi asidik ortam($pH

b) amonyum katyonları $NH_4^(+)$ su ile reaksiyona katılır; bu durumda geleceğini söylüyorlar katyonla hidroliz.

Çoklu yüklü katyonlar su ile reaksiyona da katılabilir: çift şarjlı$М^(2+)$ (örneğin, $Ni^(2+), Cu^(2+), Zn^(2+)…$), toprak alkali metal katyonları hariç, üç şarj cihazı$M^(3+)$ (örneğin, $Fe^(3+), Al^(3+), Cr^(3+)…$).

Nikel nitratın $Ni(NO_3)_2$ hidrolizini ele alalım.

$(Ni(OH)_2)↙(\text"zayıf diasit bazı")←Ni(NO_3)_2→(HNO_3)↙(\text"güçlü monobazik asit")$

Tuzun hidrolizi $Ni^(2+)$ katyonunda meydana gelir.

Hidroliz için tam iyonik denklem şu şekildedir:

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

Hidroliz için kısaltılmış iyonik denklem:

$Ni^(2+)+H_2O⇄NiOH^(+)+H^(+).$

Hidroliz ürünleri - temel tuz$NiOHNO_3$ ve nitrik asit $HNO_3$.

Sulu bir nikel nitrat çözeltisinin ortamı asidiktir ($рН

$NiOHNO_3$ tuzunun hidrolizi çok daha az oranda meydana gelir ve ihmal edilebilir.

Katyonik hidroliz hakkında öğrendiklerinizi özetlemek gerekirse:

a) katyona göre, tuzlar kural olarak geri dönüşümlü olarak hidrolize edilir;

b) reaksiyonların kimyasal dengesi güçlü bir şekilde sola kaydırılır;

c) ortamın bu tür tuzların çözeltilerindeki reaksiyonu asidiktir ($pH

d) zayıf poliasit bazların oluşturduğu tuzların hidrolizi, bazik tuzlar üretir.

3. Zayıf bir baz ve zayıf bir asitin oluşturduğu tuzlardır.

Bu tür tuzların hem katyon hem de anyonun hidrolizine uğradığı zaten açıktır.

Zayıf bir baz katyon, su moleküllerindeki $OH^(-)$ iyonlarını bağlayarak zayıf temel; Zayıf bir asidin anyonu, su moleküllerindeki $H^(+)$ iyonlarını bağlayarak oluşturur zayıf asit. Bu tuzların çözeltilerinin reaksiyonu nötr, zayıf asidik veya hafif alkali olabilir. Bu, hidroliz sonucu oluşan iki zayıf elektrolitin (asit ve baz) ayrışma sabitlerine bağlıdır.

Örneğin, iki tuzun hidrolizini düşünün: amonyum asetat $NH_4(CH_3COO)$ ve amonyum format $NH_4(HCOO)$:

1) $(NH_3·H_2O)↙(\text"zayıf monoasit baz")←NH_4(CH_3COO)→(CH_3COOH)↙(\text"güçlü monobazik asit");$

2) $(NH_3·H_2O)↙(\text"zayıf monoasit baz")←NH_4(HCOO)→(HCOOH)↙(\text"zayıf monobazik asit").$

Bu tuzların sulu çözeltilerinde, $NH_4^(+)$ zayıf bazının katyonları, $OH^(-)$ hidroksi iyonları ile etkileşime girer (suyun $H_2O⇄H^(+)+OH^(-)$'yi ayrıştırdığını hatırlayın) ) ve $CH_3COO^(-)$ ve $HCOO^(-)$ anyonları zayıf asitler, $Н^(+)$ katyonları ile etkileşime girerek zayıf asitlerin (asetik $CH_3COOH$ ve formik $HCOOH$) moleküllerini oluşturur.

Hidrolizin iyonik denklemlerini yazalım:

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

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

Bu durumlarda, hidroliz de tersine çevrilebilir, ancak denge, iki zayıf elektrolit olan hidroliz ürünlerinin oluşumuna doğru kaydırılır.

İlk durumda, çözelti ortamı nötrdür ($pH = 7$), çünkü $K_D(CH_3COOH)=K+D(NH_3·H_2O)=1.8·10^(-5)$. İkinci durumda, çözelti ortamı zayıf asidiktir ($pH

Daha önce de fark ettiğiniz gibi çoğu tuzun hidrolizi tersinir bir süreçtir. Kimyasal denge durumunda tuzun yalnızca bir kısmı hidrolize edilir. Ancak bazı tuzlar su ile tamamen ayrışır. hidrolizleri geri dönüşü olmayan bir süreçtir.

“Asitlerin, bazların ve tuzların sudaki çözünürlüğü” tablosunda bir not bulacaksınız: “sulu ortamda ayrışırlar” - bu, bu tür tuzların geri dönüşü olmayan hidrolize uğradığı anlamına gelir. Örneğin, katyonun hidrolizi sırasında ortaya çıkan $H^(+)$ iyonları, anyonun hidrolizi sırasında oluşan $OH^(-)$ iyonlarına bağlı olduğundan, sudaki alüminyum sülfit $Al_2S_3$ geri dönüşü olmayan hidrolize uğrar. Bu, hidrolizi artırır ve çözünmeyen alüminyum hidroksit ve hidrojen sülfür gazının oluşumuna yol açar:

$Al_2S_3+6H_2O=2Al(OH)_3↓+3H_2S$

Bu nedenle alüminyum sülfit $Al_2S_3$, iki tuzun (örneğin alüminyum klorür $AlCl_3$ ve sodyum sülfit $Na_2S$) sulu çözeltileri arasındaki değişim reaksiyonuyla elde edilemez.

Geri dönüşü olmayan hidrolizin diğer durumları da mümkündür; bunların tahmin edilmesi zor değildir, çünkü işlemin geri döndürülemez olması için hidroliz ürünlerinden en az birinin reaksiyon küresini terk etmesi gerekir.

Katyonik ve anyonik hidroliz hakkında öğrendiklerinizi özetlemek gerekirse:

a) tuzlar hem katyonda hem de anyonda tersinir olarak hidrolize edilirse, hidroliz reaksiyonlarındaki kimyasal denge sağa kayar;

b) ortamın reaksiyonu, elde edilen bazın ve asidin ayrışma sabitlerinin oranına bağlı olarak nötr veya zayıf asidik veya zayıf alkalindir;

c) hidroliz ürünlerinden en az birinin reaksiyon küresini terk etmesi durumunda tuzlar hem katyonu hem de anyonu geri dönülemez şekilde hidrolize edebilir.

4. Güçlü bir baz ve güçlü bir asitin oluşturduğu tuzlar hidrolize uğramaz.

Belli ki bu sonuca kendin varmışsın.

Bir çözeltideki potasyum klorür $KCl$ davranışını ele alalım.

$(KOH)↙(\text"kuvvetli mono asit baz")←KCl→(HCl)↙(\text"kuvvetli mono asit").$

Sulu bir çözeltideki tuz iyonlara ayrışır ($KCl=K^(+)+Cl^(-)$), ancak suyla etkileşime girdiğinde zayıf bir elektrolit oluşamaz. Çözelti ortamı nötrdür ($pH=7$), çünkü Çözeltideki $H^(+)$ ve $OH^(-)$ iyonlarının konsantrasyonları saf suda olduğu gibi eşittir.

Bu tür tuzların diğer örnekleri arasında alkali metal halojenürler, nitratlar, perkloratlar, sülfatlar, kromatlar ve dikromatlar, alkalin toprak metal halojenürler (florürler dışında), nitratlar ve perkloratlar yer alır.

Tersinir hidroliz reaksiyonunun tamamen Le Chatelier ilkesine uyduğu da belirtilmelidir. Bu yüzden tuz hidrolizi artırılabilir(ve hatta bunu geri döndürülemez hale getirin):

a) su ekleyin (konsantrasyonu azaltın);

b) suyun endotermik ayrışmasını artıran çözeltiyi ısıtın:

$H_2O⇄H^(+)+OH^(-)-57$ kJ,

yani tuzun hidrolizi için gerekli olan $H^(+)$ ve $OH^(-)$ miktarı artar;

c) hidroliz ürünlerinden birini az çözünen bir bileşiğe bağlamak veya ürünlerden birini gaz fazına çıkarmak; örneğin, amonyum siyanürün $NH_4CN$ hidrolizi, amonyak hidratın amonyak $NH_3$ ve su $H_2O$ oluşturacak şekilde ayrışması nedeniyle önemli ölçüde artacaktır:

$NH_4^(+)+CN^(-)+H_2O⇄NH_3·H_2O+HCN.$

$NH_3()↖(⇄)H_2$

Tuzların hidrolizi

Efsane:

Aşağıdakiler yapılarak hidroliz bastırılabilir (hidrolize edilen tuz miktarı önemli ölçüde azaltılır):

a) çözünmüş maddenin konsantrasyonunu arttırmak;

b) çözeltiyi soğutun (hidrolizi azaltmak için tuz çözeltileri konsantre halde ve düşük sıcaklıklarda saklanmalıdır);

c) hidroliz ürünlerinden birinin çözeltiye eklenmesi; örneğin, hidroliz sonucu ortamı asidik ise çözeltiyi asitleştirin veya alkali ise alkalileştirin.

Hidrolizin anlamı

Tuzların hidrolizi hem pratik hem de biyolojik öneme sahiptir. Eski zamanlarda bile kül deterjan olarak kullanılıyordu. Kül, suda anyona hidrolize olan potasyum karbonat $K_2CO_3$ içerir; sulu çözelti, hidroliz sırasında oluşan $OH^(-)$ iyonları nedeniyle sabunlu hale gelir.

Şu anda günlük yaşamda sabun, çamaşır deterjanı ve diğer deterjanlar kullanıyoruz. Sabunun ana bileşeni, yüksek yağlı karboksilik asitlerin sodyum ve potasyum tuzlarıdır: hidrolize edilmiş stearatlar, palmitatlar.

Sodyum stearat $C_(17)H_(35)COONa$'nın hidrolizi aşağıdaki iyonik denklemle ifade edilir:

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

onlar. çözelti hafif alkali bir ortama sahiptir.

İnorganik asit tuzları (fosfatlar, karbonatlar), yıkama tozları ve diğer deterjanların bileşimine, ortamın pH'ını artırarak temizleme etkisini artıran özel olarak eklenir.

Çözeltinin gerekli alkali ortamını oluşturan tuzlar, fotoğraf geliştiricinin içinde bulunur. Bunlar sodyum karbonat $Na_2CO_3$, potasyum karbonat $K_2CO_3$, boraks $Na_2B_4O_7$ ve anyonda hidrolize olan diğer tuzlardır.

Toprağın asitliği yetersizse bitkilerde kloroz adı verilen bir hastalık gelişir. Belirtileri yaprakların sararması veya beyazlaması, büyüme ve gelişmede gecikmedir. $pH_(toprak) > 7,5$ ise buna amonyum sülfat gübresi $(NH_4)_2SO_4$ eklenir, bu da toprakta oluşan katyonun hidrolizi nedeniyle asitliğin artmasına yardımcı olur:

$NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3·H_2O$

Vücudumuzu oluşturan bazı tuzların hidrolizinin biyolojik rolü paha biçilmezdir. Örneğin kanda sodyum bikarbonat ve sodyum hidrojen fosfat tuzları bulunur. Görevleri çevrenin belirli bir tepkisini sürdürmektir. Bu, hidroliz işlemlerinin dengesindeki bir değişiklik nedeniyle oluşur:

$HCO_3^(-)+H_2O⇄H_2CO_3+OH^(-)$

$HPO_4^(2-)+H_2O⇄H_2PO_4^(-)+OH^(-)$

Kanda fazla miktarda $H^(+)$ iyonu varsa bunlar $OH^(-)$ hidroksit iyonlarına bağlanır ve denge sağa kayar. $OH^(-)$ hidroksit iyonlarının fazla olması durumunda denge sola kayar. Bu nedenle sağlıklı bir insanın kanının asitliği biraz dalgalanır.

Başka bir örnek: insan tükürüğü $HPO_4^(2-)$ iyonları içerir. Bunlar sayesinde ağız boşluğunda belli bir ortam ($pH=7-7.5$) korunur.

Hidroliz, maddelerin su ile etkileşimi sonucu çözelti ortamının değişmesidir.

Zayıf elektrolitlerin katyonları ve anyonları, su ile etkileşime girerek kararlı, hafif ayrışabilen bileşikler veya iyonlar oluşturabilir ve bunun sonucunda çözelti ortamı değişir. Hidroliz denklemlerindeki su formülleri genellikle H‑OH şeklinde yazılır. Su ile reaksiyona girdiğinde zayıf bazların katyonları sudan hidroksil iyonlarını uzaklaştırır ve çözeltide fazla H + oluşur. Çözelti ortamı asidik hale gelir. Zayıf asitlerin anyonları sudan H+ çeker ve ortamın reaksiyonu alkali hale gelir.

İnorganik kimyada çoğu zaman tuzların hidrolizi ile ilgilenilir. tuz iyonlarının çözünme sürecinde su molekülleri ile değişim etkileşimi ile. Hidroliz için 4 seçenek vardır.

1. Güçlü bir baz ve güçlü bir asitten tuz oluşur.

Bu tuz pratikte hidrolize uğramaz. Bu durumda tuz iyonlarının varlığında suyun ayrışma dengesi neredeyse hiç bozulmaz, bu nedenle pH = 7, ortam nötrdür.

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

2. Güçlü bir bazın katyonu ve zayıf bir asidin anyonundan bir tuz oluşuyorsa, anyonda hidroliz meydana gelir.

Na 2 CO 3 + HOH $\leftrightarrow$ NaHCO 3 + NaOH

OH - iyonları çözeltide biriktiği için ortam alkalidir, pH>7.

3. Zayıf bir bazın katyonu ve güçlü bir asidin anyonundan bir tuz oluşuyorsa, katyon boyunca hidroliz meydana gelir.

Cu 2+ + HOH $\leftrightarrow$ CuOH + + H +

СuCl 2 + HOH $\leftrightarrow$ CuOHCl + HCl

H+ iyonları çözeltide biriktiği için ortam asidiktir, pH<7.

4. Zayıf bir bazın katyonu ile zayıf bir asidin anyonunun oluşturduğu tuz, hem katyonun hem de anyonun hidrolize uğramasına neden olur.

CH 3 COONH 4 + HOH $\leftrightarrow$ NH 4 OH + CH 3 COOH

CH 3 COO ‑ + + HOH $\leftrightarrow$ NH 4 OH + CH 3 COOH

Bu tür tuzların çözeltileri ya hafif asidik ya da hafif alkali bir ortama sahiptir; pH değeri 7'ye yakındır. Ortamın reaksiyonu asit ve bazın ayrışma sabitlerinin oranına bağlıdır. Çok zayıf asit ve bazların oluşturduğu tuzların hidrolizi pratikte geri döndürülemez. Bunlar esas olarak alüminyum, krom ve demirin sülfürleri ve karbonatlarıdır.

Al 2 S 3 + 3HOH $\leftrightarrow$ 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

Bir tuz çözeltisinin ortamını belirlerken, çözeltinin ortamının güçlü bileşen tarafından belirlendiğini dikkate almak gerekir. Tuz, güçlü bir elektrolit olan bir asitten oluşuyorsa çözelti asidiktir. Baz güçlü bir elektrolit ise alkalidir.

Örnek.Çözelti alkali bir ortama sahiptir

1) Pb(NO3)2; 2) Na2C03; 3) NaCl; 4) NaNO3

1) Pb(NO 3) 2 kurşun(II) nitrat. Tuz zayıf bir bazdan oluşur ve kuvvetli asitÇözüm ortamı anlamına gelir ekşi.

2) Na2C03 sodyum karbonat. Tuz oluştu güçlü temel ve zayıf bir asit, yani çözelti ortamı alkalin.

3) NaCl; 4) NaNO 3 Tuzları, güçlü baz NaOH ve güçlü asitler HC1 ve HNO 3'ten oluşur. Çözelti ortamı nötrdür.

Doğru cevap 2) Na2C03

Gösterge kağıdı tuz çözeltilerine batırıldı. NaCl ve NaNO 3 çözeltilerinde renk değiştirmez yani çözelti ortamı doğal. Çözeltide Pb(NO 3) 2 kırmızıya döner, çözelti ortamı ekşi. Bir çözeltide Na 2 CO 3 maviye döner, çözelti ortamı alkalin.

Bir madde çözeltisinin bir çözücü içindeki reaksiyonu üç tipte olabilir: nötr, asidik ve alkalin. Reaksiyon, çözeltideki H + hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna bağlıdır.

Saf su çok küçük bir oranda H+ iyonlarına ve hidroksil iyonları OH-'ye ayrışır.

PH değeri

Hidrojen indeksi, hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu ifade etmenin uygun ve genel olarak kabul edilen bir yoludur. Saf su için, H + konsantrasyonu OH - konsantrasyonuna eşittir ve litre başına gram iyon cinsinden ifade edilen H + ve OH - konsantrasyonlarının ürünü 1,10 -14'e eşit sabit bir değerdir.

Bu üründen hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayabilirsiniz: =√1,10 -14 =10 -7 /g-ion/l/.

Bu denge /"nötr"/ durum genellikle pH 7/p - konsantrasyonun negatif logaritması, H - hidrojen iyonları, 7 - ters işaretli üs/ ile gösterilir.

PH'ı 7'den büyük olan bir çözelti alkalidir, içinde OH-'den daha az H + iyonu vardır; pH'ı 7'den düşük olan bir çözelti asidiktir, OH-'den daha fazla H + iyonu içerir.

Uygulamada kullanılan sıvılar, genellikle 0 ila 1 pH aralığında değişen bir hidrojen iyonu konsantrasyonuna sahiptir.

Göstergeler

Göstergeler, bir çözeltideki hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna bağlı olarak rengini değiştiren maddelerdir. Göstergeler kullanılarak ortamın tepkisi belirlenir. En iyi bilinen göstergeler bromobenzen, bromotimol, fenolftalein, metil oranj vb.'dir. Göstergelerin her biri belirli pH sınırları dahilinde çalışır. Örneğin bromotimolün rengi pH 6,2'de sarıdan pH 7,6'da maviye değişir; nötr kırmızı gösterge - pH 6,8'de kırmızıdan pH 8'de sarıya; bromobenzen - pH 4,0'da sarıdan pH 5,6'da maviye; fenolftalein - pH 8,2'de renksizden pH 10,0'da mora, vb.

Göstergelerin hiçbiri 0'dan 14'e kadar olan pH ölçeğinin tamamında çalışmaz. Ancak restorasyon uygulamasında yüksek asit veya alkali konsantrasyonlarının belirlenmesi gerekli değildir. Çoğu zaman her iki yönde de nötrden 1 - 1,5 pH birimilik sapmalar vardır.

Restorasyon uygulamasında çevrenin tepkisini belirlemek için, tarafsızlıktan en ufak sapmaları işaret edecek şekilde seçilen çeşitli göstergelerin bir karışımı kullanılır. Bu karışıma “evrensel gösterge” denir.

Evrensel gösterge şeffaf turuncu bir sıvıdır. Ortamın alkaliliğe doğru hafif bir değişmesiyle gösterge çözeltisi yeşilimsi bir renk alır, alkaliliğin artmasıyla maviye döner. Test sıvısının alkalinitesi ne kadar yüksek olursa mavi renk o kadar yoğun olur.

Ortamın asitliğe doğru hafif bir değişmesiyle, evrensel göstergenin çözeltisi, asitlik artışıyla birlikte pembe olur - kırmızı (karmin veya benekli renk tonu).

Resimlerde ortamın tepkisinde değişiklikler, küfün zarar görmesi sonucu ortaya çıkar; Etiketlerin alkalin yapıştırıcı (kazein, ofis yapıştırıcısı vb.) ile yapıştırıldığı alanlarda sıklıkla değişiklikler bulunur.

Analizi gerçekleştirmek için evrensel bir göstergeye ek olarak damıtılmış suya, temiz beyaz filtre kağıdına ve bir cam çubuğa ihtiyacınız vardır.

Analizin ilerlemesi

Filtre kağıdına bir damla damıtılmış su konulur ve ıslanmasına izin verilir. Bu damlanın yanına ikinci bir damla damlatılarak test alanına uygulanır. Daha iyi temas için ikinci damlanın üstte olduğu kağıt bir cam rafla ovalanır. Daha sonra filtre kağıdına su damlacıklarının olduğu bölgelere bir damla evrensel indikatör uygulanır. İlk su damlası, rengi test alanındaki çözeltiye batırılmış bir damlayla karşılaştırılan bir kontrol görevi görür. Kontrol damlasıyla renkteki bir tutarsızlık, bir değişikliği, yani ortamın nötr olmaktan sapmasını gösterir.

ALKALİ ORTAMIN NÖTRALLEŞTİRİLMESİ

Muamele edilen alan% 2'lik sulu asetik veya sitrik asit çözeltisi ile nemlendirilir. Bunu yapmak için cımbızın etrafına az miktarda pamuk sarın, asit solüsyonunda nemlendirin, sıkın ve belirtilen alana uygulayın.

Reaksiyon kontrol ettiğinizden emin olun Evrensel gösterge!

İşlem tüm alan tamamen etkisiz hale getirilene kadar devam eder.

Bir hafta sonra ortam kontrolü tekrarlanmalıdır.

ASİDİK ORTAMIN NÖTRALLEŞTİRİLMESİ

Muamele edilen alan %2'lik sulu amonyum oksit hidrat/amonyak/ çözeltisi ile nemlendirilir. Nötralizasyon prosedürü alkalin ortamdakiyle aynıdır.

Ortam kontrolü bir hafta sonra tekrarlanmalıdır.

UYARI: Nötrleştirme işlemi büyük özen gerektirir çünkü aşırı işlem, tedavi edilen alanın peroksidasyonuna veya alkalinleşmesine yol açabilir. Ayrıca çözeltilerdeki su kanvasın büzülmesine neden olabilir.

Evrensel bir göstergenin belirli tuzların çözeltileri üzerindeki etkisini inceliyoruz

Görüldüğü gibi ilk çözeltinin ortamı nötrdür (pH = 7), ikincisi ise asidiktir (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Böyle ilginç bir gerçeği nasıl açıklayabiliriz? 🙂

Öncelikle pH'ın ne olduğunu ve neye bağlı olduğunu hatırlayalım.

pH bir hidrojen indeksidir, bir çözeltideki hidrojen iyonlarının konsantrasyonunun bir ölçüsüdür (Latince potentia hidrojeni - hidrojenin gücü kelimelerinin ilk harflerine göre).

pH, litre başına mol cinsinden ifade edilen hidrojen iyonu konsantrasyonunun negatif ondalık logaritması olarak hesaplanır:

25 °C'deki saf suda, hidrojen iyonları ve hidroksit iyonlarının konsantrasyonları aynıdır ve 10-7 mol/l (pH = 7) miktarındadır.

Bir çözeltideki her iki iyon türünün derişimleri eşit olduğunda çözelti nötrdür. Çözelti > zaman asidiktir ve > zaman alkalidir.

Bazı sulu tuz çözeltilerinde hidrojen iyonları ve hidroksit iyonlarının konsantrasyonlarının eşitliğinin ihlaline neden olan nedir?

Gerçek şu ki, iyonlarından birinin (veya ) tuz iyonlarıyla hafifçe ayrışmış, az çözünen veya uçucu bir ürün oluşumuyla bağlanması nedeniyle suyun ayrışma dengesinde bir değişiklik vardır. Hidrolizin özü budur.

- bu, tuz iyonlarının su iyonlarıyla kimyasal etkileşimidir ve zayıf bir elektrolitin - bir asit (veya asit tuzu) veya bir baz (veya bazik tuz) oluşumuna yol açar.

"Hidroliz" kelimesi su ile ayrışma anlamına gelir ("hidro" - su, "liz" - ayrışma).

Hangi tuz iyonunun suyla etkileşime girdiğine bağlı olarak üç tip hidroliz ayırt edilir:

katyonla hidroliz (sadece katyon suyla reaksiyona girer);
anyonla hidroliz (sadece anyon suyla reaksiyona girer);
eklem hidrolizi - katyonda ve anyonda hidroliz (hem katyon hem de anyon suyla reaksiyona girer).

Herhangi bir tuz, bir baz ile bir asidin etkileşimi sonucu oluşan bir ürün olarak düşünülebilir:

Bir tuzun hidrolizi, iyonlarının su ile etkileşimi olup, asidik veya alkali bir ortamın ortaya çıkmasına neden olur, ancak buna çökelti veya gaz oluşumu eşlik etmez.
Hidroliz süreci yalnızca katılımla gerçekleşir çözünür tuzlar ve iki aşamadan oluşur:
1)ayrışmaçözeltideki tuzlar - geri döndürülemez reaksiyon (ayrışma derecesi veya %100);
2) aslında yani tuz iyonlarının su ile etkileşimi, - geri dönüşümlü reaksiyon (hidroliz derecesi ˂ 1 veya %100)
1. ve 2. aşamanın denklemleri - birincisi geri döndürülemez, ikincisi geri döndürülebilir - bunları ekleyemezsiniz!
Katyonların oluşturduğu tuzlara dikkat edin. alkaliler ve anyonlar güçlü asitler hidrolize uğramazlar; yalnızca suda çözündüklerinde ayrışırlar. KCl, NaN03, NaS04 ve BaI tuzlarının çözeltilerinde ortam doğal.

Anyonla hidroliz

Etkileşim durumunda anyonlar tuzun suyla çözülmesi işlemine denir anyonda tuzun hidrolizi.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (ayrışma)
2) NO2 - + H20 ↔ HNO2 + OH - (hidroliz)
KNO2 tuzunun ayrışması tamamen meydana gelir, NO2 anyonunun hidrolizi çok küçük bir ölçüde meydana gelir (0,1 M çözelti için -% 0,0014 oranında), ancak bu, çözeltinin hale gelmesi için yeterlidir. alkalin(hidroliz ürünleri arasında bir OH - iyonu vardır), içerir P H = 8.14.
Anyonlar yalnızca hidrolize uğrar zayıf asitler (bu örnekte, zayıf nitröz asit HNO2'ye karşılık gelen nitrit iyonu NO2). Zayıf bir asidin anyonu, suda bulunan hidrojen katyonunu çeker ve bu asidin bir molekülünü oluştururken, hidroksit iyonu serbest kalır:
NO 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Örnekler:
a) NaClO = Na + + ClO -
ClO - + H20 ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H20 ↔ HCN + OH -
c) Na 2 C03 = 2Na + + C03 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 — + OH —
d) K 3 PO 4 = 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH —
e) BaS = Ba 2+ + S 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS — + OH —
Lütfen (c-e) örneklerinde su moleküllerinin sayısını artıramayacağınızı ve hidroanyonlar (HCO 3, HPO 4, HS) yerine karşılık gelen asitlerin (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S) formüllerini yazamayacağınızı unutmayın. ). Hidroliz geri dönüşümlü bir reaksiyondur ve “sonuna kadar” (asit oluşumuna kadar) ilerleyemez.
Eğer H2C03 gibi kararsız bir asit, NaC03 tuzunun bir çözeltisinde oluşmuşsa, çözeltiden CO2 gazı salınımı gözlemlenecektir (H2C03 = C02 + H20). Bununla birlikte, soda suda çözüldüğünde, gaz çıkışı olmadan şeffaf bir çözelti oluşur; bu, yalnızca karbonik asit hidranyonları HCO3 - çözeltisinde ortaya çıkan anyonun hidrolizinin tamamlanmamış olduğunun kanıtıdır.
Tuzun anyonla hidroliz derecesi, hidroliz ürününün (asit) ayrışma derecesine bağlıdır. Asit ne kadar zayıfsa hidroliz derecesi de o kadar yüksek olur.Örneğin, CO 3 2-, PO 4 3- ve S 2- iyonları, H2 CO 3 ve H 2 S'nin ayrışması 2. aşamada olduğundan ve H 3'ten NO 2 iyonundan daha büyük ölçüde hidrolize edilir. 3. aşamada PO 4, HNO 2 asidinin ayrışmasından önemli ölçüde daha az ilerler. Bu nedenle, örneğin Na 2 CO 3, K 3 PO 4 ve BaS gibi çözümler son derece alkali(sodanın dokunulduğunda ne kadar sabunlu olduğundan bunu görmek kolaydır) .

Bir çözeltideki OH iyonlarının fazlalığı bir göstergeyle kolaylıkla tespit edilebilir veya özel cihazlarla (pH metre) ölçülebilir.
Anyon tarafından kuvvetli bir şekilde hidrolize edilen bir tuzun konsantre bir çözeltisinde ise,
örneğin Na2C03, alüminyum ekleyin, ardından ikincisi (amfoterisite nedeniyle) alkali ile reaksiyona girecek ve hidrojen salınımı gözlemlenecektir. Bu hidrolizin ek bir kanıtıdır çünkü soda çözeltisine NaOH alkali eklemedik!

Orta kuvvetli asitlerin (ortofosforik ve kükürtlü) tuzlarına özellikle dikkat edin. İlk aşamada bu asitler oldukça iyi ayrışır, dolayısıyla asit tuzları hidrolize uğramaz ve bu tür tuzların çözelti ortamı asidiktir (tuzda hidrojen katyonunun varlığından dolayı). Ve orta tuzlar anyonda hidrolize olur - ortam alkalidir. Yani hidrosülfitler, hidrojen fosfatlar ve dihidrojen fosfatlar anyonda hidrolize olmaz, ortam asidiktir. Sülfit ve fosfatlar anyon tarafından hidrolize edilir, ortam alkalidir.

Katyonla hidroliz

Çözünmüş bir tuz katyonu suyla etkileşime girdiğinde bu işleme denir.
tuzun katyonda hidrolizi

1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 − (ayrışma)
2) Ni 2+ + H2O ↔ NiOH + + H + (hidroliz)

Ni(NO3)2 tuzunun ayrışması tamamen meydana gelir, Ni2+ katyonunun hidrolizi çok küçük ölçüde meydana gelir (0,1 M çözelti için -% 0,001 oranında), ancak bu, ortamın asidik hale gelmesi için yeterlidir. (Hidroliz ürünleri arasında H+ iyonu mevcuttur).

Sadece az çözünen bazik ve amfoterik hidroksitlerin katyonları ve amonyum katyonu hidrolize uğrar. NH4+. Metal katyonu, hidroksit iyonunu su molekülünden ayırır ve hidrojen katyonu H +'yı serbest bırakır.

Hidrolizin bir sonucu olarak, amonyum katyonu zayıf bir baz - amonyak hidrat ve bir hidrojen katyonu oluşturur:

NH 4 + + H 2 Ö ↔ NH 3 H 2 Ö + H +

Hidroksokasyonlar (örneğin, NiOH +) yerine su moleküllerinin sayısını artıramayacağınızı ve hidroksit formülleri (örneğin, Ni(OH) 2) yazamayacağınızı lütfen unutmayın. Eğer hidroksitler oluşmuşsa, tuz çözeltilerinden gözlenmeyen çökelme oluşacaktır (bu tuzlar şeffaf çözeltiler oluşturur).
Fazla hidrojen katyonları bir göstergeyle kolaylıkla tespit edilebilir veya özel cihazlarla ölçülebilir. Katyon tarafından güçlü bir şekilde hidrolize edilen konsantre bir tuz çözeltisine magnezyum veya çinko eklenir ve ikincisi asitle reaksiyona girerek hidrojen açığa çıkarır.

Tuz çözünmezse, iyonlar su ile etkileşime girmediğinden hidroliz olmaz.

Yorum ve çözüm içeren ödevler

Önceki yıllarda, bu içerik öğesine hakimiyet çoktan seçmeli görevlerle (temel zorluk seviyesi) test ediliyordu. İşte bu tür görevlere örnekler.

Örnek 39. Sulu bir çözeltinin asidik bir reaksiyonu vardır

1) kalsiyum nitrat

2) stronsiyum klorür

3) alüminyum klorür

4) sezyum sülfat

Zayıf bir baz ile kuvvetli bir asidin oluşturduğu orta tuzların (katyonla hidroliz) asidik reaksiyona girdiğini hatırlayalım. Önerilen cevaplar arasında böyle bir tuz var - alüminyum klorür. Sonuç olarak, çözeltisinin ortamı asidiktir:

Örnek 40. Demir(III) sülfatın sulu çözeltileri ve

1) kalsiyum nitrat

2) stronsiyum klorür

3) bakır klorür

4) sezyum sülfat

Demir(III) sülfatın sulu ortamı, zayıf bir baz ve güçlü bir asitten oluşan tüm tuzlarda olduğu gibi asidiktir:

Cevap seçeneklerinde yalnızca bir benzer tuz vardır - bakır klorür. Sonuç olarak, çözeltisinin ortamı da asidiktir:

2017 sınav kağıdında, bu içerik öğesine ilişkin bilgi, artan düzeyde karmaşıklığa sahip görevlerle (kısa cevaplı görevler) test edilecektir. İşte bu tür görevlere örnekler.

Örnek 41. Tuzun adını sulu çözeltisinin reaksiyonuyla eşleştirin.

Sulu bir tuz çözeltisinin ortamı, hidroliz türüne (mümkünse) göre belirlenir. Önerilen tuzların her birinin hidrolize karşı tutumunu ele alalım.

A) Potasyum nitrat KNO 3, güçlü bir asit ve güçlü bir bazın tuzudur. Bu bileşimin tuzları hidrolize uğramaz. Bu tuzun sulu çözeltisinin ortamı nötrdür (A-2).

B) Alüminyum sülfat Al 2 (SO 4) 3, güçlü sülfürik asit ve zayıf bir bazın (alüminyum hidroksit) oluşturduğu bir tuzdur. Sonuç olarak, tuz katyonda hidrolize uğrayacaktır:

H+ iyonlarının birikmesi sonucu tuz çözeltisi ortamı asidik olacaktır (B-1).

B) Potasyum sülfit K 2 S, güçlü bir baz ve çok zayıf bir hidrosülfit asitten oluşur. Bu tür tuzlar anyonda hidrolize uğrar:

OH iyonlarının birikmesi sonucunda tuz çözeltisinin ortamı alkali (B-3) olacaktır.

D) Sodyum ortofosfat Na3P04, güçlü bir baz ve oldukça zayıf bir ortofosforik asitten oluşur. Sonuç olarak, tuz anyonda hidrolize uğrayacaktır:

OH iyonlarının birikmesi sonucunda tuz çözeltisinin ortamı alkali (G-3) olacaktır.

Özetleyin. İlk çözelti nötr, ikincisi asidik, son ikisi ise alkalidir.

Doğru cevaba ulaşmak için öncelikle bu tuzları oluşturan asit ve bazların doğasını tespit ediyoruz.

A) BeS04 zayıf bir baz ve kuvvetli sülfürik asitten oluşur, bu tür tuzlar katyonda hidrolize uğrar.

B) KNO2 güçlü bir baz ve zayıf bir nitröz asitten oluşur; bu tür tuzlar anyonda hidrolize uğrar.

B) Pb(NO3)2 zayıf bir baz ve güçlü nitrik asitten oluşur, bu tür tuzlar katyonda hidrolize uğrar.

D) CuCl2 zayıf bir baz ve güçlü bir hidroklorik asitten oluşur; bu tür tuzlar katyonda hidrolize uğrar.

Doğru cevaba ulaşmak için önerilen tuzları oluşturan asit ve bazların doğasını belirleyelim:

A) lityum sülfür Li2S - güçlü bir baz ve zayıf bir asitten oluşan bir tuz, anyonda hidrolize uğrar;

B) potasyum klorat KClO3 - güçlü bir baz ve güçlü bir asitten oluşan ve hidrolize uğramayan bir tuz;

B) amonyum nitrit NH4NO2 - zayıf bir baz ve zayıf bir asitten oluşan bir tuz, hem katyonda hem de anyonda hidroliz meydana gelir;

D) sodyum propiyonat C3H7COONa - güçlü bir baz ve zayıf bir asitten oluşan bir tuz, anyon boyunca hidroliz meydana gelir.

A	B	İÇİNDE	G

Okumak faydalı olabilir: