Сборник основных формул по химии для ВУЗов - страница 9
, и его соли с сильной кислотой ВА, концентрация – с>соли. Например, аммиачный буфер – раствор гидроксида аммония и хлорида аммония NH>4OH + NH>4Cl.
рН = 14 – рК>осн – lg(с>соли/с>осн).
6.7. Гидролиз солей
Гидролиз солей – взаимодействие ионов соли с водой с образованием слабого электролита.
Примеры уравнений реакций гидролиза.
I. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой:
Na>2CO>3 + H>2O ↔ NaHCO>3 + NaOH
2Na>+ + CO>3>2- + H>2O ↔ 2Na>+ + HCO>3¯ + OH¯
CO>3>2- + H>2O ↔ HCO>3¯ + OH¯, pH > 7, щелочная среда.
По второй ступени гидролиз практически не идет.
II. Соль образована слабым основанием и сильной кислотой:
AlCl>3 + H>2O ↔ (AlOH)Cl>2 + HCl
Al>3+ + ЗCl¯ + H>2O ↔ AlOH>2+ + 2Cl¯ + Н>+ + Cl¯
Al>3+ + H>2O ↔ AlOH>2+ + Н>+, рН < 7.
По второй ступени гидролиз идет меньше, а по третьей ступени практически не идет.
III. Соль образована сильным основанием и сильной кислотой:
KNO>3 + H>2O ≠
К>+ + NO>3¯ + Н>2O ≠ нет гидролиза, рН ≈ 7.
IV. Соль образована слабым основанием и слабой кислотой:
CH>3COONH>4 + H>2O ↔ CH>3COOH + NH>4OH
CH>3COO¯ + NH>4>+ + H>2O ↔ CH>3COOH + NH>4OH, рН = 7.
В ряде случаев, когда соль образована очень слабыми основаниями и кислотами, идет полный гидролиз. В таблице растворимости у таких солей символ – «разлагаются водой»:
Al>2S>3 + 6Н>2O = 2Al(OH)>3↓ + 3H>2S↑
Возможность полного гидролиза следует учитывать в обменных реакциях:
Al>2(SO>4)>3 + 3Na>2CO>3 + 3H>2O = 2Al(OH)>3↓ + 3Na>2SO>4 + 3CO>2↑
Степень гидролиза h– отношение концентрации гидролизованных молекул к общей концентрации растворенных молекул.
Для солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой:
[OH¯] = ch, рOH = – lg[OH¯], рН = 14 – рOH.
Из выражения следует, что степень гидролиза h (т. е. гидролиз) увеличивается:
а) с увеличением температуры, так как увеличивается K(H>2O);
б) с уменьшением диссоциации кислоты, образующей соль: чем слабее кислота, тем больше гидролиз;
в) с разбавлением: чем меньше с, тем больше гидролиз.
Для солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой
[Н>+] = ch, рН = – lg[H>+].
Для солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой
6.8. Протолитическая теория кислот и оснований
Протолиз – процесс передачи протона.
Протолиты – кислоты и основания, отдающие и принимающие протоны.
Кислота – молекула или ион, способные отдавать протон. Каждой кислоте соответствует сопряженное с нею основание. Сила кислот характеризуется константой кислоты К>к.
Н>2CO>3 + Н>2O ↔ Н>3O>+ + HCO>3¯
К>к = 4 × 10>-7
[Al(Н>2O)>6]>3+ + Н>2O ↔ [Al(Н>2O)>5OH]>2+ + Н>3O>+
К>к = 9 × 10>-6
Основание – молекула или ион, способные принимать протон. Каждому основанию соответствует сопряженная с ним кислота. Сила оснований характеризуется константой основания К>0.
NH>3 × Н>2O (Н>2O) ↔ NH>4>+ + OH¯
К>0= 1,8 ×10>-5
Амфолиты – протолиты, способные к отдаче и к присоединению протона.
HCO>3¯ + H>2O ↔ Н>3O>+ + CO>3>2-
HCO>3¯ – кислота.
HCO>3¯ + H>2O ↔ Н>2CO>3 + OH¯
HCO>3¯ – основание.
Для воды: Н>2O+ Н>2O ↔ Н>3O>+ + OH¯
K(H>2O) = [Н>3O>+][OH¯] = 10>-14 и рН = – lg[H>3O>+].
Константы К>ки К>0для сопряженных кислот и оснований связаны между собой.
НА + Н>2O ↔ Н>3O>+ + А¯,
А¯ + Н>2O ↔ НА + OH¯,
Отсюда
7. Константа растворимости. Растворимость
В системе, состоящей из раствора и осадка, идут два процесса – растворение осадка и осаждение. Равенство скоростей этих двух процессов является условием равновесия.
Насыщенный раствор – раствор, который находится в равновесии с осадком.
Закон действия масс в применении к равновесию между осадком и раствором дает:
Поскольку [AgCl>тв] = const,
К • [AgCl>тв] = K>s(AgCl) = [Ag>+] • [Cl¯].
В общем виде имеем:
А>mB>n(тв.) ↔ mA>+n + nB>-m
K>s(A>mB>n) = [А>+n]>m • [В>-m]>n.
Константа растворимости K>s(или произведение растворимости ПР) – произведение концентраций ионов в насыщенном растворе малорастворимого электролита – есть величина постоянная и зависит лишь от температуры.
Растворимость малорастворимого вещества s может быть выражена в молях на литр. В зависимости от величины s вещества могут быть разделены на малорастворимые – s < 10>-4 моль/л, среднерастворимые – 10>-4 моль/л ≤ s ≤ 10>-2 моль/л и хорошо растворимые s >10>-2 моль/л.
Растворимость соединений связана с их произведением растворимости.
