สมการไอออนิกของการไฮโดรไลซิส k2s ประเภทของเกลือไฮโดรไลซิส
ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กโทรไลต์คือการกำจัดไอออนบางชนิดออกจากสารละลายเนื่องจากการก่อตัวของสารที่แยกตัวออกอย่างอ่อนหรือสารที่ปล่อยออกมาจากสารละลายในรูปของตะกอนหรือก๊าซ เพื่อให้สะท้อนสาระสำคัญและกลไกของปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนได้อย่างถูกต้อง สมการปฏิกิริยาจะต้องเขียนในรูปของไอออนและโมเลกุล โดยที่อิเล็กโทรไลต์ที่แรงถูกเขียนขึ้นในรูปของไอออนที่อ่อนแอและละลายได้น้อย - ในรูปแบบโมเลกุล
ตัวอย่างที่ 5ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรไลต์อย่างแรง
HNO 3 + NaOH = นาโน 3 + ชม 2 อู๋
สมการโมเลกุลไอออนเต็ม: ชม+ + ไม่ 3 - + นา+ + โอ้- = นา+ + ไม่ 3 - + ชม 2 อู๋
สมการโมเลกุลไอออนโดยย่อ: ชม+ + โอ้- = ชม 2 อู๋(แสดงลักษณะทางเคมีของปฏิกิริยา)
สรุป: ในการแก้ปัญหาของอิเล็กโทรไลต์อย่างแรง ปฏิกิริยาเกิดขึ้นจากการจับตัวของไอออนกับการก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อน(ในกรณีนี้คือน้ำ)
ตัวอย่าง 6.ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรไลต์อ่อนHCN + NH 4 โอ้ = NH 4 CN + ชม 2 อู๋
: HCN + NH 4 โอ้ = NH 4 + + CN- + ชม 2 อู๋
ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรไลต์แบบอ่อน (ตัวอย่างที่ 6) ประกอบด้วยสองขั้นตอน: การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์แบบอ่อน (หรือที่ละลายได้เพียงเล็กน้อย) ออกเป็นไอออนและการจับตัวของไอออนเพื่อสร้างอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนลง เนื่องจากกระบวนการสลายตัวเป็นไอออนและการจับของไอออนสามารถย้อนกลับได้ ปฏิกิริยาของการแลกเปลี่ยนไอออนจึงสามารถย้อนกลับได้
ทิศทางของปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงของพลังงานกิ๊บส์ . ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติเท่านั้นในทิศทางที่ ดีจี< 0 จนกว่าจะถึงสภาวะสมดุลเมื่อ ดีจี = 0. การวัดเชิงปริมาณของขอบเขตที่ปฏิกิริยาเริ่มจากซ้ายไปขวาคือค่าคงที่สมดุล ถึง กับ.สำหรับปฏิกิริยาที่แสดงไว้ในตัวอย่างที่ 6: ถึง กับ = [ NH 4 +][ CN- ]/[ HCN][ NH 4 โอ้].
ค่าคงที่สมดุลเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานกิ๊บส์โดยสมการ:
ดีจี0 ตู่ = - 2,3 RTlgK ค (15)
ถ้า ถึง กับ > 1 , ดีจี < 0 ปฏิกิริยาโดยตรงจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติถ้า ถึง กับ < 1, ดีจี > 0 ปฏิกิริยาดำเนินไปในทิศทางตรงกันข้าม
ค่าคงที่สมดุล ถึง กับคำนวณผ่านค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่แยกตัวอ่อน:
ถึง กับ =K อ้างอิง ใน /ถึง แยง. (16)
สำหรับปฏิกิริยาที่แสดงในตัวอย่างที่ 6 ค่าคงที่สมดุลคำนวณโดยสมการ:
ถึง กับ = K HCN . K NH 4 โอ้ / K ชม 2 อู๋\u003d 4.9.10-9.!, 76.10-5 / 1014 \u003d 8.67.K C\u003e 1 , ติดตาม. ปฏิกิริยาดำเนินไปในทิศทางไปข้างหน้า.
กฎทั่วไปที่ตามมาจากนิพจน์สำหรับ K กับ , คือว่า ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนดำเนินไปในทิศทางของการจับตัวของไอออนที่แรงขึ้น กล่าวคือ ในทิศทางของการก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่มีค่าคงที่การแยกตัวมีค่าต่ำกว่า
7. ไฮโดรไลซิสของเกลือ
การไฮโดรไลซิสของเกลือเป็นปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนระหว่างเกลือกับน้ำไฮโดรไลซิสเป็นปฏิกิริยาย้อนกลับของการทำให้เป็นกลาง: KatAn + ชม 2 อู๋Û KatOH + ฮัน (17)
กรดเบสเกลือ
สารละลายเกลือจะกลายเป็นด่างอันเป็นผลมาจากการไฮโดรไลซิสทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของกรดและเบสที่เกิดขึ้น (pH> 7) หรือเปรี้ยว (pH< 7).
ไฮโดรไลซิสมีสี่ประเภท:
1. เกลือของกรดแก่และเบสแก่ – การไฮโดรไลซิสไม่ได้อยู่ภายใต้เนื่องจากเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอจะไม่เกิดขึ้น ดังนั้นในสารละลายของเกลือดังกล่าว pH=7, เหล่านั้น. เป็นกลางปานกลาง .
2. เกลือของเบสแก่และกรดอ่อน – การไฮโดรไลซิสดำเนินไปตามประจุลบ สำหรับสารละลายของเกลือของเบสแก่และกรดพอลิเบสิก การไฮโดรไลซิสจะเกิดขึ้นจริงในระยะแรกด้วยการก่อตัวของเกลือที่เป็นกรด
ตัวอย่าง7. หาค่า pH ของสารละลายเซนติโมลของโพแทสเซียมซัลไฟด์ (กับ K 2 ส =0.01โมล/ลิตร).
เค 2 ส – เกลือของกรด dibasic อ่อน H 2 S.
การไฮโดรไลซิสของเกลือแสดงโดยสมการ:
K 2 ส + ชม 2 อู๋Û KHS + เกาะ(เกิดเกลือที่เป็นกรด - KHS)
สมการปฏิกิริยาอิออน-โมเลกุล:
ส 2- + ชม 2 อู๋Û HS - + โอ้ - (18)
ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยา (ค่าคงที่ไฮโดรไลซิส) เท่ากับ: ถึง จี =K ชม 2 อู๋ / K HS - = 10 -14 / 1.2 . 10 - 14 \u003d 0.83 เช่น กิโลกรัม<1, ติดตาม. ยอดคงเหลือถูกเลื่อนไปทางซ้าย ส่วนเกินที่เกิดขึ้นของ OH - ไอออนนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติของสิ่งแวดล้อม เมื่อรู้ KG คุณสามารถคำนวณความเข้มข้นของ OH - ไอออนแล้วจึงหาค่า pH ของสารละลาย K G \u003d [ HS - ]/[ S 2- ]. สมการ (18) แสดงว่า = [ เอชเอส- ]. เนื่องจากเกลือถูกไฮโดรไลซ์อย่างอ่อน (K G< 1), то можно принять, что = 0,01моль/л, тогда = Ö К Г. = Ö 0,83 . 10 -2 = 9 . 10 - 2 . Из уравнения (6) =10-14/[ OH-]=10 -14 /9 . 10 - 2 = 1,1 . 10 - 11 .
จากสมการ (7) pH = -lg1.1 10 - 11 = 11
บทสรุป.เพราะpH> 7 จากนั้นสภาพแวดล้อมจะเป็นด่าง
3. เกลือของเบสอ่อนและกรดแก่ – การไฮโดรไลซิสดำเนินการผ่านไอออนบวก
สำหรับเกลือที่เกิดจากกรดแก่และเบสโพลิแอซิด การไฮโดรไลซิสจะดำเนินการอย่างเด่นชัดในระยะแรกด้วยการก่อตัวของเกลือพื้นฐาน
ตัวอย่างที่ 8ไฮโดรไลซิสของเกลือของแมงกานีสคลอไรด์ (เกลือ C = 0.01 โมล/ลิตร)
MnCI 2 + ชม 2 อู๋Û MnOHCI + HCI(สร้างเกลือ MnOHCI พื้นฐาน)
สมการไอออนิก - โมเลกุล: มิน 2+ + ชม 2 อู๋Û MnOH + + ชม + (ขั้นตอนแรกของการไฮโดรไลซิส)
ค่าคงที่ของไฮโดรไลซิส: ถึง จี = K ชม 2 อู๋ / K MnOH + = 10 -14 /4 . 10 - 4 = 2,5 . 10 - 11 .
ไอออน H + ที่มากเกินไปทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติของตัวกลาง การคำนวณค่า pH ของสารละลายดำเนินการคล้ายกับตัวอย่างที่ 7
ค่าคงที่ไฮโดรไลซิสคือ: ถึง จี =[ ชม + ] . [ MnOH + /[ มิน 2+ ]. เนื่องจากเกลือนี้ละลายได้ดีในน้ำและแยกตัวออกเป็นไอออนได้อย่างสมบูรณ์ กับ เกลือ =[ Mn2+ ] = 0.01 โมล/ลิตร
ดังนั้น [ ชม + ] = Ö ถึง จี . [ มิน 2+ ] =เออ 2.5 . 10 - 11. 10 - 2 \u003d 5. 10 - 7, pH = 6.3.
บทสรุป. เพราะpH < 7 แล้วสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด.
4. เกลือของเบสอ่อนและกรดอ่อน- ไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นทั้งในไอออนบวกและประจุลบ
ในกรณีส่วนใหญ่ เกลือเหล่านี้จะไฮโดรไลซ์อย่างสมบูรณ์เพื่อสร้างเบสและกรด
ตัวอย่างที่ 9ไฮโดรไลซิสของเกลือแอมโมเนียมอะซิเตท CH 3 COONH 4 + ชม 2 อู๋Û CH 3 COOH + NH 4 โอ้
สมการไอออนิก - โมเลกุล: CH 3 ซีโอโอ - + NH 4 + + ชม 2 อู๋Û CH 3 COOH + NH 4 โอ้ .
ค่าคงที่ไฮโดรไลซิสคือ: ถึง จี = K ชม 2 อู๋ /ถึง ถึงคุณ . ถึง หลัก .
ธรรมชาติของตัวกลางถูกกำหนดโดยความแข็งแรงสัมพัทธ์ของกรดและเบส
ไฮโดรไลซิส- นี่คือปฏิกิริยาทางเคมีของไอออนของเกลือที่ละลายในน้ำซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่แยกออกจากกันอย่างอ่อน (โมเลกุลของกรดหรือเบสอ่อน, แอนไอออนของกรดหรือไอออนบวกของเกลือพื้นฐาน) และมีการเปลี่ยนแปลงpH ปานกลาง
1.
นา3
ป4
เป็นเกลือของ NaOH เบสแก่ (ด่าง) และกรดปานกลาง (ฟอสฟอริก) H3PO4 การไฮโดรไลซิสของเกลือดำเนินการตามประเภทประจุลบเพราะ ไอออนบวกของ Na+ ซึ่งจับกับไฮดรอกซิลแอนไอออน OH¯ ทำให้เกิดอิเล็กโทรไลต์ NaOH ที่แรง ซึ่งจะแยกตัวออกเป็นไอออน
กรดฟอสฟอริกไทรเบสิกสร้างเกลือสามประเภท:
NaH2PO4 - Na ฟอสเฟตปฐมภูมิ ละลายได้สูง
Na2HPO4 - Na ฟอสเฟตทุติยภูมิที่ไม่ละลายน้ำ
Na3PO4 - Na ระดับตติยภูมิไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติ
จากนี้เป็นที่ชัดเจนว่าในระหว่างการไฮโดรไลซิสของ Na3PO4 นั่นคือ ปฏิกิริยาที่นำไปสู่การก่อตัวของเกลือที่แยกตัวเล็กน้อย (ละลายได้ไม่ดี) จะก่อให้เกิดโซเดียมฟอสเฟต Na2HPO4 ทุติยภูมิ
1 ขั้นตอน
สมการโมเลกุลไอออนิก
PO4¯³ + H2O ↔ HPO4¯² + OH¯
สมการโมเลกุล:
Na3PO4 + H2O ↔ Na2HPO4 + NaOH
2 ขั้นตอน
สมการโมเลกุลไอออนิก
Na2HPO4 + H2O↔ H2PO4¯² +OH¯
สมการโมเลกุล
Na2HPO4 + H2O↔ NaH2PO4 + NaOH
3 ขั้นตอน
สมการโมเลกุลไอออนิก
H2PO4¯+ H2O = H3PO4 + OH¯
สมการโมเลกุล
NaH2PO4 + H2O = H3PO4 + NaOH
โดยปกติ ปฏิกิริยาจะผ่านขั้นตอนแรก จากนั้นไฮดรอกซิลไอออนOH¯จะสะสมและไม่ยอมให้ปฏิกิริยาไปถึงจุดสิ้นสุด
เนื่องจากเกลือที่เป็นกรดและเบสแก่ (อัลคาไล) เกิดขึ้น ปฏิกิริยาของสารละลายจะเป็นด่าง กล่าวคือ pH>7.
2. เกลือK2
S, โพแทสเซียมซัลไฟด์เป็นเกลือของเบสแก่และกรดไฮโดรฟลูออริกอ่อน H2S การไฮโดรไลซิสของเกลือจะไปในสองขั้นตอนเพราะ กรดไฮโดรซัลไฟด์เป็นไดเบสิกตามชนิดประจุลบ เกลือ K2S เมื่อละลายในน้ำ จะแยกตัวเป็นไอออนบวก K+ และประจุลบซัลไฟด์ S¯² ไอออนบวก K+ ไม่สามารถจับไอออนไฮดรอกซิลได้เนื่องจาก ในกรณีนี้จะเกิด KOH อิเล็กโทรไลต์แบบแรง ซึ่งจะแยกตัวออกเป็นไอออนทันที และประจุลบซัลไฟด์ S¯² ของกรดอ่อนจะจับกับกลุ่มไฮดรอกซิลเป็นสารประกอบที่แยกตัวต่ำ
1 ขั้นตอน
S¯² + H2O = HS¯ + OH¯
สมการโมเลกุล
K2S + H2O = KHS + KOH
2 ขั้นตอน
สมการโมเลกุลไอออนิก
HS¯ + H2O = H2S + OH¯
สมการโมเลกุล
KHS + H2O = H2S + KOH
ไฮโดรไลซิสดำเนินการผ่านขั้นตอนแรกด้วยการเกิดปฏิกิริยาเป็นด่างอย่างแรง pH>7
3.
CuSO4 คอปเปอร์ซัลเฟตเป็นเกลือของกรดแก่และด่างอ่อน Cu(OH)2 การไฮโดรไลซิสของเกลือจะดำเนินการกับการก่อตัวของไอออนบวกของเกลือพื้นฐาน CuOH+
1 ขั้นตอน
สมการโมเลกุลไอออนิก
Cu+² + H2O↔ CuOH+ + H+
สมการโมเลกุล
CuSO4+ H2O ↔ (CuOH)2SO4 + H2SO4
ในขั้นตอนที่ 2 ปฏิกิริยาจะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากไฮโดรเจนไอออนที่แรงมากเกินไปของกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ตัวกลางเป็นกรด pH<7.
1.4. ไฮโดรไลซิสของเกลือ
ไฮโดรไลซิสเป็นกระบวนการของการแลกเปลี่ยนปฏิกิริยาของเกลือไอออนกับน้ำซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสารที่แยกตัวได้ไม่ดีและมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยา ( pH) สิ่งแวดล้อม.
สาระสำคัญของการไฮโดรไลซิสของเกลือคือการเปลี่ยนแปลงสมดุลของการแยกตัวของน้ำเนื่องจากการจับตัวของไอออนตัวใดตัวหนึ่งกับการก่อตัวของสารที่แยกตัวได้ไม่ดีหรือละลายได้น้อย อันเป็นผลมาจากการไฮโดรไลซิส โมเลกุลของกรดและเบสอ่อน แอนไอออนของเกลือที่เป็นกรดหรือไอออนบวกของเกลือพื้นฐานสามารถเกิดขึ้นได้ ในกรณีส่วนใหญ่ การไฮโดรไลซิสเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ ด้วยอุณหภูมิและการเจือจางที่เพิ่มขึ้น การไฮโดรไลซิสจะเพิ่มขึ้น ไฮโดรไลซิสดำเนินการแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความแรงของกรดและเบสที่สร้างเกลือ ให้เราพิจารณากรณีต่างๆ ของการไฮโดรไลซิสของเกลือ
ก) เกลือเกิดจากกรดอ่อนและเบสแก่ ( K 2 ส).
เมื่อละลายในน้ำ K 2 S จะแยกตัวออก
K 2 S2K + + S 2- .
เมื่อรวบรวมสมการไฮโดรไลซิส ก่อนอื่น จำเป็นต้องหาไอออนของเกลือที่จับไอออนของน้ำให้เป็นสารประกอบที่มีความแตกตัวต่ำ กล่าวคือ ไอออนสำหรับไฮโดรไลซิส
ในกรณีนี้ ไอออน S 2- จะจับกับไอออนบวกของ H + ทำให้เกิดไอออน HS -
S 2– + H 2 OHS – + OH –
สมการไฮโดรไลซิสในรูปโมเลกุล
K 2 S + H 2 OKHS + KOH
ในทางปฏิบัติ การไฮโดรไลซิสของเกลือส่วนใหญ่จำกัดอยู่ที่ระยะแรกด้วยการก่อตัวของเกลือที่เป็นกรด (ในกรณีนี้คือ KHS) ดังนั้น การไฮโดรไลซิสของเกลือที่เกิดจากเบสแก่และกรดอ่อน (เช่น K 2 S) จะเกิดขึ้นที่ไอออนของเกลือ ส่วนเกินของ OH - ไอออนในสารละลายทำให้เกิดปฏิกิริยาด่างของตัวกลางในสารละลาย (pH> 7)
ข)คOl เกิดจากเบสอ่อนและกรดแก่ (CuCl 2, อัล 2 ( ดังนั้น 4 ) 3).
เมื่อละลายในน้ำ CuCl 2 จะแยกออกจากกัน
CUCl 2 ลูกบาศ์ก 2+ + 2Cl -
ไอออน Cu 2+ รวมกับ OH - ไอออนเพื่อสร้างไฮดรอกซีไอออน CuOH + การไฮโดรไลซิสของเกลือจำกัดอยู่ที่ระยะแรก และการก่อตัวของโมเลกุล Cu(OH) 2 จะไม่เกิดขึ้น สมการโมเลกุลไอออนมีรูปแบบ
ลูกบาศ์ก 2+ + HOHCuOH + + H + .
ในกรณีนี้ ผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสจะเป็นเกลือพื้นฐานและกรด สมการไฮโดรไลซิสในรูปโมเลกุลเขียนได้ดังนี้
CuCl 2 + H 2 OcuOHCl + HCl
ดังนั้นการไฮโดรไลซิสของเกลือที่เกิดจากเบสอ่อนและกรดแก่ (ในกรณีนี้คือ CuCl 2) จะดำเนินการที่เกลือไอออนบวก ส่วนเกินของ H + ไอออนในสารละลายทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เป็นกรดของตัวกลางในสารละลาย (pH<7).
เมื่อละลายน้ำอัล 2 (SO 4 ) 3 dissociates
อัล 2 (SO 4 ) 3 2 อัล 3+ + 3 SO 4 2-.
ในกรณีนี้ ไอออนอัล 3+ รวมกับ OH - ไอออนสร้างไฮดรอกซีไอออน AlOH 2+ . ไฮโดรไลซิสของเกลือถูก จำกัด ไว้ที่ขั้นตอนแรกและการก่อตัวของโมเลกุลอัล(OH ) 3 ไม่เกิดขึ้น สมการโมเลกุลไอออนมีรูปแบบ
อัล 3+ + H 2 O AlOH 2+ + H + .
ผลิตภัณฑ์ของอิเล็กโทรไลซิสคือเกลือพื้นฐานและกรด
สมการไฮโดรไลซิสในรูปโมเลกุลเขียนได้ดังนี้
อัล 2 (SO 4) 3 +2 H 2 O 2AlOHSO 4 + H 2 SO 4
c) เกลือเกิดจากกรดอ่อนและเบสอ่อน (CH 3 COONH 4)
CH 3 COO - + NH 4 + + H 2 O CH 3 COOH + NH 4 OH
ในกรณีนี้จะเกิดสารประกอบที่แยกตัวเล็กน้อยสองชนิด และค่าความเป็นกรด - ด่างของสารละลายขึ้นอยู่กับความแข็งแรงสัมพัทธ์ของกรดและเบส หากผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสสามารถขจัดออกจากสารละลายได้ การไฮโดรไลซิสก็จะดำเนินไปจนเสร็จสิ้น ตัวอย่างเช่น
อัล 2 S 3 + 6 H 2 O \u003d 2Al (OH) 3↓ + 3H 2 วินาที .
กรณีอื่นๆ ของการไฮโดรไลซิสที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ก็เป็นไปได้เช่นกัน ซึ่งคาดเดาได้ไม่ยากเพราะสำหรับกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ จำเป็นต้องมีผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสอย่างน้อยหนึ่งผลิตภัณฑ์ออกจากทรงกลมของปฏิกิริยา
ช) เกลือที่เกิดจากกรดแก่และเบสแก่ ( NaCl, K 2 ดังนั้น 4 , RbBrเป็นต้น) ไม่ผ่านการไฮโดรไลซิส เพราะ สารประกอบที่มีความแตกตัวต่ำเพียงชนิดเดียวคือ H 2 O (рН=7) สารละลายของเกลือเหล่านี้เป็นกลาง ตัวอย่างเช่น
NaCl + H2O NaOH + HCl
นา + + Cl - + H 2 O นา + + OH – + H + + Cl –
H 2 O H + + OH -.
ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสแบบย้อนกลับได้นั้นอยู่ภายใต้หลักการของ Le Chatelier อย่างสมบูรณ์ ดังนั้น สามารถเพิ่มการย่อยด้วยเกลือได้ (และแม้กระทั่งทำให้ไม่สามารถย้อนกลับได้) ด้วยวิธีต่อไปนี้:
1) เติมน้ำ;
2) ให้ความร้อนแก่สารละลายซึ่งเพิ่มความเข้มข้นการแยกตัวดูดความร้อนของน้ำ ซึ่งหมายความว่าจำนวนไอออน H + และ OH เพิ่มขึ้น ซึ่งจำเป็นสำหรับการไฮโดรไลซิสของเกลือ
3) ผูกมัดผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสตัวใดตัวหนึ่งลงในสารประกอบที่ละลายได้เพียงเล็กน้อยหรือนำผลิตภัณฑ์ตัวใดตัวหนึ่งออกจากเฟสของแก๊ส เช่น การไฮโดรไลซิสของแอมโมเนียมไซยาไนด์ NH4CN จะเพิ่มขึ้นอย่างมากโดยการสลายตัวของแอมโมเนียไฮเดรตกับการก่อตัวของแอมโมเนีย NH 3 และน้ำ:
NH 4 + + CN - + H 2 O NH 3 + H 2 O + HCN
ไฮโดรไลซิสสามารถระงับได้ โดยดำเนินการดังนี้
1) เพิ่มความเข้มข้นของตัวถูกละลาย
2) ทำให้สารละลายเย็นลง (เพื่อทำให้ไฮโดรไลซิสอ่อนลง ควรเก็บสารละลายเกลือไว้อย่างเข้มข้นและที่อุณหภูมิต่ำ)
3) แนะนำผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสหนึ่งในสารละลาย ตัวอย่างเช่น ทำให้สารละลายเป็นกรดหากตัวกลางเป็นกรดเนื่องจากการไฮโดรไลซิส หรือทำให้เป็นด่างหากเป็นด่าง
การเพิ่มประสิทธิภาพร่วมกันของการไฮโดรไลซิส สมมติว่ามีการสร้างสมดุลในภาชนะที่แตกต่างกัน
CO 3 2– + H 2 O HCO 3 – + OH –
อัล 3+ + H 2 O AlOH 2+ + H +
เกลือทั้งสองถูกไฮโดรไลซ์เล็กน้อย แต่ถ้าสารละลายผสมกันจะเกิดการเกาะกันของไอออน H + และ OH ตามหลักการ Le Chatelier สมดุลทั้งสองจะถูกเลื่อนไปทางขวา ไฮโดรไลซิสถูกปรับปรุงและดำเนินการอย่างสมบูรณ์
2 AlCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3↓ + 3 CO 2 + 6 NaCl
มันถูกเรียกว่า การเพิ่มประสิทธิภาพร่วมกันของการไฮโดรไลซิส . ดังนั้น หากคุณผสมสารละลายของเกลือ ซึ่งตัวหนึ่งถูกไฮโดรไลซ์โดยไอออนบวก และอีกตัวหนึ่งใช้ประจุลบ การไฮโดรไลซิสจะเพิ่มขึ้นและดำเนินไปอย่างสมบูรณ์
โอเอ Napilkova, N.S. Dozortseva
ไฮโดรไลซิสของเกลือ- นี่คือปฏิกิริยาทางเคมีของเกลือไอออนกับไอออนของน้ำ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อน
หากเราพิจารณาเกลือเป็นผลจากการทำให้เป็นกลางของเบสที่มีกรด เกลือสามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่ม โดยแต่ละกลุ่มจะไฮโดรไลซิสจะดำเนินการในลักษณะของตัวเอง
1). ไฮโดรไลซิสเป็นไปไม่ได้
เกลือที่เกิดจากเบสแก่และกรดแก่ ( KBr, NaCl, นาโน 3) จะไม่เกิดการไฮโดรไลซิส เนื่องจากในกรณีนี้ อิเล็กโทรไลต์แบบอ่อนจะไม่เกิด
pH ของสารละลายดังกล่าว = 7 ปฏิกิริยาของตัวกลางยังคงเป็นกลาง
2). ไฮโดรไลซิสโดยไอออนบวก (เฉพาะไอออนบวกที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ)
ในเกลือที่เกิดจากเบสอ่อนและกรดแก่ ( FeCl2,NH4Cl, อัล 2 (SO 4) 3, MgSO4) ไอออนบวกผ่านการไฮโดรไลซิส:
FeCl 2 + HOH<=>เฟ(OH)Cl + HCl
เฟ 2+ + 2Cl - + H + + OH -<=>FeOH + + 2Cl - +
ชม +
อันเป็นผลมาจากการไฮโดรไลซิสทำให้เกิดอิเล็กโทรไลต์อ่อน H + ไอออนและไอออนอื่น ๆ
สารละลายpH< 7 (раствор приобретает кислую реакцию).
3).การไฮโดรไลซิสด้วยประจุลบ (เฉพาะประจุลบที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ)
เกลือที่เกิดจากเบสแก่และกรดอ่อน ( KClO, K 2 SiO 3, Na2CO3, CH 3 COON) ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสที่ประจุลบ ส่งผลให้เกิดอิเล็กโทรไลต์อ่อน ไฮดรอกไซด์ไอออน OH - และไอออนอื่นๆ
K 2 SiO 3 + HOH<=>KHSiO 3 + เกาะ
2K + +SiO 3 2- + H + + OH -<=>HSiO 3 - + 2K + + OH -
ค่า pH ของสารละลายดังกล่าวคือ > 7 (สารละลายจะได้ปฏิกิริยาอัลคาไลน์)
4). ไฮโดรไลซิสร่วม (ทั้งประจุบวกและประจุลบทำปฏิกิริยากับน้ำ)
เกลือที่เกิดจากเบสอ่อนและกรดอ่อน ( CH 3 COOH 4, (NH 4) 2 CO 3, Al2S3) ไฮโดรไลซ์ทั้งไอออนบวกและประจุลบ เป็นผลให้เกิดเบสและกรดที่แตกตัวต่ำ ค่า pH ของสารละลายของเกลือดังกล่าวขึ้นอยู่กับความแข็งแรงสัมพัทธ์ของกรดและเบส การวัดความแรงของกรดและเบสคือค่าคงที่การแตกตัวของรีเอเจนต์ที่สอดคล้องกัน
ปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อมของสารละลายเหล่านี้สามารถเป็นกลาง เป็นกรดเล็กน้อยหรือเป็นด่างเล็กน้อย:
อัล 2 S 3 + 6H 2 O \u003d\u003e 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S
ไฮโดรไลซิสเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้
ไฮโดรไลซิสดำเนินไปอย่างกลับไม่ได้หากปฏิกิริยาทำให้เกิดเบสที่ไม่ละลายน้ำและ (หรือ) กรดระเหย
อัลกอริทึมสำหรับการรวบรวมสมการไฮโดรไลซิสของเกลือ
|
แนวทางการให้เหตุผล |
ตัวอย่าง |
||||
|
1. เรากำหนดความแข็งแรงของอิเล็กโทรไลต์ - เบสและกรดที่สร้างเกลือที่เป็นปัญหา จดจำ! ไฮโดรไลซิสมักจะดำเนินการผ่านอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ อิเล็กโทรไลต์ที่แรงจะอยู่ในสารละลายในรูปของไอออนที่ไม่จับกับน้ำ
|
นา 2 CO 3 - โซเดียมคาร์บอเนต เกลือที่เกิดจากเบสแก่ (NaOH) และกรดอ่อน (ชม 2 CO 3 ) |
||||
|
2. เราบันทึกการแยกตัวของเกลือในสารละลายที่เป็นน้ำ กำหนดไอออนของอิเล็กโทรไลต์อ่อนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเกลือ: |
2 นา + + CO 3 2- + ชม + โอ้ - ↔ นี่คือการไฮโดรไลซิสด้วยประจุลบ จากอิเล็กโทรไลต์อ่อน จะมีประจุลบอยู่ในเกลือCO 3 2- จะถูกผูกมัดโดยโมเลกุลของน้ำให้เป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อนๆ - เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสด้วยประจุลบ |
||||
|
3. เราเขียนสมการไฮโดรไลซิสอิออนที่สมบูรณ์ - อิออนอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอถูกผูกมัดโดยโมเลกุลของน้ำ |
2Na + + CO 3 2- + H+ OH - ↔ (HCO 3) - + 2Na + + OH - ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาประกอบด้วย OH - ไอออน ดังนั้นสิ่งแวดล้อมจึงเป็นด่างpH>7 |
||||
|
4 . เราเขียนโมเลกุลไฮโดรไลซิส |
นา 2 CO 3 + HOH ↔ NaHCO 3 + NaOH |
การใช้งานจริง
ในทางปฏิบัติ ครูต้องจัดการกับไฮโดรไลซิส เช่น เมื่อเตรียมสารละลายของเกลือที่ไฮโดรไลซ์ได้ (เช่น ตะกั่วอะซิเตท) "วิธีการ" ปกติ: เทน้ำลงในขวด, เทเกลือ, เขย่า มีตะกอนสีขาวหลงเหลืออยู่ เพิ่มน้ำเขย่าตะกอนไม่หายไป เพิ่มจากกาต้มน้ำ น้ำร้อน- การตกตะกอนดูยิ่งใหญ่ขึ้น ... และเหตุผลก็คือการตกตะกอนของเกลือเกิดขึ้นพร้อมกัน และการตกตะกอนสีขาวที่เราเห็นนั้นเป็นผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิส - เกลือพื้นฐานที่ละลายได้ไม่ดี การดำเนินการเพิ่มเติมทั้งหมดของเรา การเจือจาง การให้ความร้อน เพิ่มระดับการไฮโดรไลซิสเท่านั้น วิธีการระงับไฮโดรไลซิส? อย่าให้ความร้อนอย่าเตรียมสารละลายที่เจือจางเกินไปและเนื่องจากการไฮโดรไลซิสที่ไอออนบวกส่วนใหญ่จะรบกวนการเติมกรด ดีกว่าที่สอดคล้องกันนั่นคืออะซิติก
ในกรณีอื่น ๆ เป็นที่พึงปรารถนาที่จะเพิ่มระดับของการไฮโดรไลซิสและเพื่อให้สารละลายโซดาล้างอัลคาไลน์ทำงานมากขึ้นเราจึงให้ความร้อน - ระดับการไฮโดรไลซิสของโซเดียมคาร์บอเนตเพิ่มขึ้น
ไฮโดรไลซิสมีบทบาทสำคัญในกระบวนการกำจัดน้ำโดยการเติมอากาศ เมื่อน้ำอิ่มตัวด้วยออกซิเจน ไบคาร์บอเนตของเหล็ก (II) ที่บรรจุอยู่ในนั้นจะถูกออกซิไดซ์เป็นเกลือของเหล็ก (III) ซึ่งผ่านการไฮโดรไลซิสอย่างรุนแรงกว่ามาก เป็นผลให้เกิดไฮโดรไลซิสอย่างสมบูรณ์และเหล็กถูกแยกออกในรูปของการตกตะกอนของเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์
การใช้เกลืออะลูมิเนียมเป็นสารตกตะกอนในกระบวนการทำน้ำให้บริสุทธิ์ก็ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้เช่นกัน เกลืออลูมิเนียมที่เติมลงในน้ำต่อหน้าไอออนของไบคาร์บอเนตจะถูกไฮโดรไลซ์อย่างสมบูรณ์และอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ขนาดใหญ่จับตัวเป็นก้อนทำให้เกิดสิ่งสกปรกต่างๆ"เพิ่มไฮโดรไลซิสของเกลือเมื่อถูกความร้อน"
งานเพื่อการเสริมแรง
№1.เขียนสมการไฮโดรไลซิสของเกลือและหาตัวกลางของสารละลายในน้ำ (pH) และประเภทของไฮโดรไลซิส:
นา 2 SiO 3, AlCl 3, K 2 S.
ลำดับที่ 2 เขียนสมการไฮโดรไลซิสของเกลือ กำหนดประเภทของไฮโดรไลซิสและตัวกลางของสารละลาย:
โพแทสเซียมซัลไฟต์ โซเดียมคลอไรด์ เหล็ก (III) โบรไมด์
ลำดับที่ 3 เขียนสมการไฮโดรไลซิส กำหนดชนิดของไฮโดรไลซิสและตัวกลางของสารละลายเกลือที่เป็นน้ำสำหรับสารต่อไปนี้:
โพแทสเซียมซัลไฟด์ - K 2 S, อะลูมิเนียมโบรไมด์ - AlBr 3 , ลิเธียมคลอไรด์ - LiCl, โซเดียมฟอสเฟต - Na 3 PO 4 , โพแทสเซียมซัลเฟต - K 2 SO 4 , สังกะสีคลอไรด์ - ZnCl 2 , โซเดียมซัลไฟต์ - Na 2 SO 3 , แอมโมเนียมซัลเฟต - (NH 4) 2 SO 4, แบเรียมโบรไมด์ - BaBr 2
ปฏิกิริยาทางเคมีของเกลือไอออนกับไอออนของน้ำ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอและมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในค่า pH ของสารละลายเรียกว่า การไฮโดรไลซิสของเกลือ
เกลือใดๆ ถือเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของกรดและเบส ประเภทของเกลือไฮโดรไลซิสขึ้นอยู่กับลักษณะของเบสและกรดที่ก่อตัวเป็นเกลือ เกลือไฮโดรไลซิสมี 3 ประเภท
ไอออนไฮโดรไลซิสไปถ้าเกลือเกิดจากไอออนบวกของเบสแก่และแอนไอออนของกรดอ่อน
ตัวอย่างเช่น เกลือ CH 3 COOHa เกิดจาก NaOH เบสแก่และกรด monobasic CH 3 COOH ที่อ่อนแอ ไอออนของอิเล็กโทรไลต์อ่อน CH 3 COO - ถูกไฮโดรไลซิส
สมการไอออนิก-โมเลกุลของการไฮโดรไลซิสของเกลือ:
CH 3 COO - + ไม่ใช่ "CH 3 COOH + OH -
H + ไอออนน้ำจับกับไอออน CH 3 COO - เป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อน CH 3 COOH, OH ไอออน - สะสมในสารละลายสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง (pH> 7)
สมการโมเลกุลของการไฮโดรไลซิสของเกลือ:
CH 3 COONa + H 2 O "CH 3 COOH + NaOH
การไฮโดรไลซิสของเกลือของกรดพอลิเบสิกดำเนินไปเป็นขั้นตอน โดยสร้างเกลือที่เป็นกรดเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง
ตัวอย่างเช่น เกลือ K 2 S เกิดจาก KOH เบสแก่และกรด dibasic อ่อน H 2 S การไฮโดรไลซิสของเกลือนี้ดำเนินการในสองขั้นตอน
ด่าน 1: S 2– + HOH « HS – + OH –
K 2 S + H 2 O "KHS + KOH
ระยะที่ 2: HS - - + HOH "H 2 S + OH -
KHS + H 2 O « H 2 S + KOH
ปฏิกิริยาของตัวกลางเป็นด่าง (pH> 7) เนื่องจาก OH - ไอออนสะสมในสารละลาย การไฮโดรไลซิสของเกลือยิ่งแรง ค่าคงที่การแยกตัวที่เล็กลงซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการไฮโดรไลซิสของกรดอ่อน (ตารางที่ 3) ทางนี้, สารละลายน้ำเกลือที่เกิดจากเบสแก่และกรดอ่อนมีลักษณะเป็นปฏิกิริยาด่างของตัวกลาง
ไฮโดรไลซิสโดยไอออนบวกไปถ้าเกลือเกิดจากไอออนบวกของเบสอ่อนและแอนไอออนของกรดแก่ ตัวอย่างเช่น เกลือ CuSO 4 เกิดจากเบสไดแอซิดอ่อน Cu(OH) 2 และกรดแก่ H 2 SO 4 ไฮโดรไลซิสดำเนินไปตามไอออนบวก Cu 2+ และดำเนินการในสองขั้นตอนด้วยการก่อตัวของเกลือพื้นฐานเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง
ด่าน 1: Cu 2+ + HOH « CuOH + + H +
2CuSO 4 + 2H 2 O "(CuOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4
ด่าน 2: CuOH + + HOH « Cu (OH) 2 + H +
(CuOH) 2 SO 4 + 2H 2 O « 2Cu(OH) 2 + H 2 SO 4
ไฮโดรเจนไอออน H + สะสมในสารละลาย สร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (pH<7). Чем меньше константа диссоциации образующегося при гидролизе основания, тем сильнее идет гидролиз.
ดังนั้นสารละลายที่เป็นน้ำของเกลือที่เกิดจากเบสอ่อนและกรดแก่มีลักษณะเฉพาะโดยปฏิกิริยากรดของตัวกลาง
ไฮโดรไลซิสโดยประจุบวกและประจุลบไปถ้าเกลือเกิดจากไอออนบวกของเบสอ่อนและแอนไอออนของกรดอ่อน ตัวอย่างเช่น เกลือ CH 3 COONH 4 เกิดจากเบสอ่อน NH 4 OH และกรดอ่อน CH 3 COOH ไฮโดรไลซิสดำเนินการตาม NH 4 + cation และ CH 3 COO - anion:
NH 4 + + CH 3 COO - + HOH "NH 4 OH + CH 3 COOH
สารละลายที่เป็นน้ำของเกลือประเภทนี้ ขึ้นอยู่กับระดับการแตกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอที่เป็นผลลัพธ์ มีสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง เป็นกรดเล็กน้อยหรือเป็นด่างเล็กน้อย
เมื่อผสมสารละลายของเกลือ เช่น CrCl 3 และ Na 2 S เกลือแต่ละชนิดจะถูกไฮโดรไลซ์อย่างถาวรจนสิ้นสุดด้วยการก่อตัวของเบสอ่อนและกรดอ่อน
ไฮโดรไลซิสของเกลือ CrCl 3 ดำเนินไปตามไอออนบวก:
Cr 3+ + HOH « CrOH 2+ + H +
การไฮโดรไลซิสของเกลือ Na 2 S ดำเนินไปตามประจุลบ:
S 2– + HOH « HS – + OH –
เมื่อผสมสารละลายของเกลือ CrCl 3 และ Na 2 S การไฮโดรไลซิสของเกลือแต่ละชนิดจะได้รับการปรับปรุงร่วมกัน เนื่องจากไอออน H + และ OH ก่อให้เกิดอิเล็กโทรไลต์อ่อน H 2 O และสมดุลไอออนิกของเกลือแต่ละชนิดจะเปลี่ยนไปสู่การก่อตัวของปลาย ผลิตภัณฑ์: โครเมียมไฮดรอกไซด์ Cr (OH) 3 และกรดไฮโดรซัลไฟด์ H 2 S.
สมการไอออนิกโมเลกุลของการไฮโดรไลซิสร่วมของเกลือ:
2Cr 3+ + 3S 2– + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ¯ + 3H 2 S
สมการโมเลกุล:
2CrCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl
เกลือที่เกิดจากไอออนบวกของเบสแก่และแอนไอออนของกรดแก่จะไม่ถูกไฮโดรไลซิส เนื่องจากไม่มีไอออนของเกลือที่ก่อให้เกิดอิเล็กโทรไลต์อ่อนที่มีไอออน H + และ OH สารละลายที่เป็นน้ำของเกลือดังกล่าวมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง