Mga solusyon kung saan ang mga asin ay may reaksyong alkalina. Pagpapasiya ng reaksyon ng kapaligiran ng solusyon at ang kanilang neutralisasyon

Lecture: Hydrolysis ng mga asin. May tubig na kapaligiran ng solusyon: acidic, neutral, alkaline

Patuloy naming pinag-aaralan ang mga pattern ng mga reaksiyong kemikal. Habang pinag-aaralan ang paksa, nalaman mo na sa panahon ng electrolytic dissociation sa isang may tubig na solusyon, ang mga particle ng mga sangkap na kasangkot sa reaksyon ay natutunaw sa tubig. Ito ay hydrolysis. Ang iba't ibang mga inorganic at organikong sangkap, lalo na ang mga asin, ay nakalantad dito. Kung walang pag-unawa sa proseso ng salt hydrolysis, hindi mo maipaliwanag ang mga phenomena na nagaganap sa mga buhay na organismo.

Ang kakanyahan ng hydrolysis ng asin ay bumaba sa proseso ng pagpapalitan ng pakikipag-ugnayan ng mga ion (cation at anion) ng asin sa mga molekula ng tubig. Bilang isang resulta, ang isang mahina na electrolyte ay nabuo - isang mababang-dissociating compound. Lumalabas ang labis na libreng H + o OH - ions sa isang may tubig na solusyon. Tandaan, ang dissociation kung saan ang mga electrolyte ay bumubuo ng H + ions, at kung aling OH - ions. Tulad ng iyong nahulaan, sa unang kaso ay nakikitungo tayo sa isang acid, na nangangahulugang ang isang may tubig na daluyan na may H + ions ay magiging acidic. Sa pangalawang kaso, alkalina. Sa tubig mismo, ang daluyan ay neutral, dahil ito ay bahagyang naghihiwalay sa H + at OH - mga ion ng pantay na konsentrasyon.

Ang kalikasan ng kapaligiran ay maaaring matukoy gamit ang mga tagapagpahiwatig. Nakikita ng phenolphthalein ang isang alkaline na kapaligiran at nagiging pulang-pula ang solusyon. Ang litmus ay nagiging pula kapag nalantad sa acid, ngunit nananatiling asul kapag nalantad sa alkali. Ang methyl orange ay orange, nagiging dilaw sa isang alkaline na kapaligiran, at pink sa isang acidic na kapaligiran. Ang uri ng hydrolysis ay depende sa uri ng asin.

Mga uri ng asin

Kaya, ang anumang asin ay maaaring maging pakikipag-ugnayan ng isang acid at isang base, na, tulad ng naiintindihan mo, ay maaaring maging malakas at mahina. Ang mga malakas ay ang mga na ang antas ng dissociation α ay malapit sa 100%. Dapat tandaan na ang sulfurous (H 2 SO 3) at phosphoric (H 3 PO 4) acids ay madalas na inuri bilang medium-strength acids. Kapag nilulutas ang mga problema sa hydrolysis, ang mga acid na ito ay dapat na uriin bilang mahina.

Mga acid:

Malakas: HCl; HBr; Hl; HNO3; HClO4; H2SO4. Ang kanilang acidic residues ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig.

Mahina: HF; H2CO3; H 2 SiO 3 ; H2S; HNO2; H2SO3; H3PO4; mga organikong asido. At ang kanilang acidic residues ay nakikipag-ugnayan sa tubig, kumukuha ng mga hydrogen cation H+ mula sa mga molekula nito.

Dahilan:

Malakas: natutunaw na metal hydroxides; Ca(OH) 2 ; Sr(OH)2. Ang kanilang mga metal na kasyon ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig.

Mahina: hindi matutunaw na metal hydroxides; Ammonium hydroxide (NH 4 OH). At ang mga metal na kasyon dito ay nakikipag-ugnayan sa tubig.

Batay sa materyal na ito, isaalang-alang natinmga uri ng asin :

Mga asin na may isang malakas na base at isang malakas na acid. Halimbawa: Ba (NO 3) 2, KCl, Li 2 SO 4. Mga Tampok: huwag makipag-ugnayan sa tubig, na nangangahulugang hindi sila napapailalim sa hydrolysis. Ang mga solusyon ng naturang mga asin ay may neutral na kapaligiran ng reaksyon.

Mga asin na may malakas na base at mahinang acid. Halimbawa: NaF, K 2 CO 3, Li 2 S. Mga Tampok: ang acidic residues ng mga asing-gamot na ito ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang hydrolysis ay nangyayari sa anion. Ang daluyan ng mga may tubig na solusyon ay alkalina.

Mga asin na may mahinang base at malakas na acid. Halimbawa: Zn(NO 3) 2, Fe 2 (SO 4) 3, CuSO 4. Mga tampok: tanging ang mga metal na cation ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang hydrolysis ng cation ay nangyayari. Ang kapaligiran ay acidic.

Mga asin na may mahinang base at mahinang acid. Halimbawa: CH 3 COONH 4, (NH 4) 2 CO 3, HCOONH 4. Mga Tampok: parehong mga cation at anion ng acidic residues ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang hydrolysis ay nangyayari sa cation at anion.

Isang halimbawa ng hydrolysis sa isang cation at ang pagbuo ng acidic medium:

Hydrolysis ng ferric chloride FeCl 2

FeCl 2 + H 2 O ↔ Fe(OH)Cl + HCl(molecular equation)

Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - ↔ FeOH + + 2Cl - + H+ (buong ionic equation)

Fe 2+ + H 2 O ↔ FeOH + + H + (maikling ionic equation)

Isang halimbawa ng hydrolysis ng isang anion at ang pagbuo ng isang alkaline na kapaligiran:

Hydrolysis ng sodium acetate CH 3 COONa

CH 3 COONa + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NaOH(molecular equation)

Na + + CH 3 COO - + H 2 O ↔ Na + + CH 3 COOH + OH- (buong ionic equation)

CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -(maikling ionic equation)

Halimbawa ng co-hydrolysis:

• Hydrolysis ng aluminyo sulfide Al2S 3

Al 2 S 3 + 6H2O ↔ 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S

Sa kasong ito, nakikita natin ang kumpletong hydrolysis, na nangyayari kung ang asin ay nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang hindi matutunaw o pabagu-bago ng isip na base at isang mahinang hindi matutunaw o pabagu-bago ng isip na acid. Sa talahanayan ng solubility mayroong mga gitling sa naturang mga asing-gamot. Kung sa panahon ng isang reaksyon ng palitan ng ion isang asin ang nabuo na hindi umiiral sa isang may tubig na solusyon, pagkatapos ay kailangan mong isulat ang reaksyon ng asin na ito sa tubig.

Halimbawa:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 ↔ Fe 2 (CO 3) 3+ 6NaCl

Fe 2 (CO 3) 3+ 6H 2 O ↔ 2Fe(OH) 3 + 3H 2 O + 3CO 2

Idinagdag namin ang dalawang equation na ito at binabawasan ang nauulit sa kaliwa at kanang bahagi:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O ↔ 6NaCl + 2Fe(OH) 3 ↓ + 3CO 2

Pinag-aaralan namin ang epekto ng isang unibersal na tagapagpahiwatig sa mga solusyon ng ilang mga asin

Tulad ng nakikita natin, ang kapaligiran ng unang solusyon ay neutral (pH = 7), ang pangalawa ay acidic (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Paano natin maipapaliwanag ang gayong kawili-wiling katotohanan? 🙂

Una, tandaan natin kung ano ang pH at kung ano ang nakasalalay dito.

Ang pH ay isang hydrogen index, isang sukatan ng konsentrasyon ng mga hydrogen ions sa isang solusyon (ayon sa mga unang titik ng mga salitang Latin na potentia hydrogeni - ang lakas ng hydrogen).

Ang pH ay kinakalkula bilang negatibong decimal logarithm ng konsentrasyon ng hydrogen ion na ipinahayag sa mga moles bawat litro:

Sa purong tubig sa 25 °C, ang mga konsentrasyon ng mga hydrogen ions at hydroxide ions ay pareho at ang halaga ay 10 -7 mol/l (pH = 7).

Kapag ang mga konsentrasyon ng parehong uri ng mga ion sa isang solusyon ay pantay, ang solusyon ay neutral. Kapag ang solusyon ay acidic, at kapag ito ay alkaline.

Ano ang sanhi ng paglabag sa pagkakapantay-pantay ng mga konsentrasyon ng hydrogen ions at hydroxide ions sa ilang may tubig na solusyon ng mga asin?

Ang katotohanan ay mayroong pagbabago sa balanse ng dissociation ng tubig dahil sa pagbubuklod ng isa sa mga ions nito ( o ) sa mga ion ng asin na may pagbuo ng isang bahagyang dissociated, matipid na natutunaw o pabagu-bago ng isip na produkto. Ito ang kakanyahan ng hydrolysis.

- ito ang kemikal na pakikipag-ugnayan ng mga ion ng asin sa mga ion ng tubig, na humahantong sa pagbuo ng isang mahinang electrolyte - isang acid (o acid salt) o isang base (o pangunahing asin).

Ang salitang "hydrolysis" ay nangangahulugang agnas sa pamamagitan ng tubig ("hydro" - tubig, "lysis" - decomposition).

Depende sa kung aling salt ion ang nakikipag-ugnayan sa tubig, tatlong uri ng hydrolysis ay nakikilala:

1. hydrolysis sa pamamagitan ng cation (ang cation lamang ang tumutugon sa tubig);
2. hydrolysis sa pamamagitan ng anion (ang anion lamang ang tumutugon sa tubig);
3. joint hydrolysis - hydrolysis sa cation at sa anion (kapwa ang cation at anion ay tumutugon sa tubig).

Ang anumang asin ay maaaring ituring bilang isang produkto na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng isang base at isang acid:

Ang hydrolysis ng asin ay ang pakikipag-ugnayan ng mga ions nito sa tubig, na humahantong sa paglitaw ng isang acidic o alkaline na kapaligiran, ngunit hindi sinamahan ng pagbuo ng precipitate o gas.
Ang proseso ng hydrolysis ay nangyayari lamang sa pakikilahok nalulusaw asin at binubuo ng dalawang yugto:
1)paghihiwalay mga asin sa solusyon - hindi maibabalik reaksyon (degree ng dissociation, o 100%);
2) talaga , ibig sabihin. pakikipag-ugnayan ng mga ion ng asin sa tubig, - nababaligtad reaksyon (degree ng hydrolysis ˂ 1, o 100%)
Mga equation ng ika-1 at ika-2 yugto - ang una sa kanila ay hindi maibabalik, ang pangalawa ay mababaligtad - hindi mo maidaragdag ang mga ito!
Tandaan na ang mga asin ay nabuo sa pamamagitan ng mga kasyon alkalis at mga anion malakas Ang mga acid ay hindi sumasailalim sa hydrolysis; naghihiwalay lamang sila kapag natunaw sa tubig. Sa mga solusyon ng mga asing-gamot KCl, NaNO 3, NaSO 4 at BaI, ang daluyan neutral.

Hydrolysis sa pamamagitan ng anion

Sa kaso ng pakikipag-ugnayan mga anion dissolved salt with water ang proseso ay tinatawag hydrolysis ng asin at anion.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (dissociation)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (hydrolysis)
Ang dissociation ng KNO 2 salt ay ganap na nangyayari, ang hydrolysis ng NO 2 anion ay nangyayari sa isang napakaliit na lawak (para sa isang 0.1 M na solusyon - sa pamamagitan ng 0.0014%), ngunit ito ay sapat na para sa solusyon na maging alkalina(kabilang sa mga produkto ng hydrolysis mayroong isang OH - ion), naglalaman ito p H = 8.14.
Ang mga anion ay sumasailalim lamang sa hydrolysis mahina acids (sa halimbawang ito, ang nitrite ion NO 2, na tumutugma sa mahinang nitrous acid HNO 2). Ang anion ng isang mahinang acid ay umaakit sa hydrogen cation na nasa tubig at bumubuo ng isang molekula ng acid na ito, habang ang hydroxide ion ay nananatiling libre:
HINDI 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Mga halimbawa:
a) NaClO = Na + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
c) Na 2 CO 3 = 2Na + + CO 3 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 —
Pakitandaan na sa mga halimbawa (c-e) hindi mo maaaring dagdagan ang bilang ng mga molekula ng tubig at sa halip na mga hydroanion (HCO 3, HPO 4, HS) isulat ang mga formula ng kaukulang mga acid (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). Ang hydrolysis ay isang reversible reaction, at hindi ito maaaring magpatuloy "hanggang sa dulo" (hanggang sa pagbuo ng acid).
Kung ang isang hindi matatag na acid bilang H 2 CO 3 ay nabuo sa isang solusyon ng asin nito NaCO 3, pagkatapos ay ang paglabas ng CO 2 gas mula sa solusyon ay masusunod (H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O). Gayunpaman, kapag ang soda ay natunaw sa tubig, ang isang transparent na solusyon ay nabuo nang walang ebolusyon ng gas, na kung saan ay katibayan ng hindi pagkakumpleto ng hydrolysis ng anion na may hitsura sa solusyon ng carbonic acid hydranions lamang HCO 3 -.
Ang antas ng hydrolysis ng asin sa pamamagitan ng anion ay depende sa antas ng dissociation ng produkto ng hydrolysis - ang acid. Kung mas mahina ang acid, mas mataas ang antas ng hydrolysis. Halimbawa, ang mga CO 3 2-, PO 4 3- at S 2- ions ay hydrolyzed sa mas malaking lawak kaysa sa NO 2 ion, dahil ang dissociation ng H 2 CO 3 at H 2 S ay nasa ika-2 yugto, at H 3 Ang PO 4 sa Ang ika-3 yugto ay nagpapatuloy nang makabuluhang mas mababa kaysa sa paghihiwalay ng acid HNO 2. Samakatuwid, ang mga solusyon, halimbawa, Na 2 CO 3, K 3 PO 4 at BaS ay magiging mataas ang alkalina(na madaling makita kung gaano kasabon ang soda sa pagpindot) .

Ang labis na mga OH ions sa isang solusyon ay madaling matukoy gamit ang isang indicator o nasusukat gamit ang mga espesyal na device (pH meter).
Kung sa isang puro solusyon ng asin na malakas na na-hydrolyzed ng anion,
halimbawa, Na 2 CO 3, magdagdag ng aluminyo, pagkatapos ang huli (dahil sa amphotericity) ay tutugon sa alkali at ang paglabas ng hydrogen ay masusunod. Ito ay karagdagang ebidensya ng hydrolysis, dahil hindi namin idinagdag ang NaOH alkali sa soda solution!

Magbayad ng espesyal na pansin sa mga asing-gamot ng medium-strength acid - orthophosphoric at sulfurous. Sa unang hakbang, ang mga acid na ito ay naghihiwalay nang maayos, kaya ang kanilang mga acidic na asing-gamot ay hindi sumasailalim sa hydrolysis, at ang kapaligiran ng solusyon ng naturang mga asing-gamot ay acidic (dahil sa pagkakaroon ng isang hydrogen cation sa asin). At ang mga medium na asing-gamot ay nag-hydrolyze sa anion - ang medium ay alkalina. Kaya, ang mga hydrosulfites, hydrogen phosphate at dihydrogen phosphate ay hindi hydrolyze sa anion, ang medium ay acidic. Ang mga sulfite at phosphate ay na-hydrolyzed ng anion, ang medium ay alkaline.

Hydrolysis sa pamamagitan ng cation

Kapag ang isang dissolved salt cation ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang proseso ay tinatawag
hydrolysis ng asin sa cation

1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 − (dissociation)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (hydrolysis)

Ang dissociation ng Ni(NO 3) 2 asin ay nangyayari nang buo, ang hydrolysis ng Ni 2+ cation ay nangyayari sa isang napakaliit na lawak (para sa isang 0.1 M na solusyon - ng 0.001%), ngunit ito ay sapat na para sa medium na maging acidic (ang H + ion ay naroroon sa mga produktong hydrolysis ).

Tanging ang mga cation ng hindi gaanong natutunaw na basic at amphoteric hydroxides at ammonium cation ang sumasailalim sa hydrolysis NH4+. Hinahati ng metal cation ang hydroxide ion mula sa molekula ng tubig at naglalabas ng hydrogen cation H +.

Bilang resulta ng hydrolysis, ang ammonium cation ay bumubuo ng isang mahinang base - ammonia hydrate at isang hydrogen cation:

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +

Pakitandaan na hindi mo maaaring taasan ang bilang ng mga molekula ng tubig at magsulat ng mga formula ng hydroxide (halimbawa, Ni(OH) 2) sa halip na mga hydroxocation (halimbawa, NiOH +). Kung ang hydroxides ay nabuo, kung gayon ang pag-ulan ay bubuo mula sa mga solusyon sa asin, na hindi sinusunod (ang mga asing-gamot na ito ay bumubuo ng mga transparent na solusyon).
Ang mga sobrang hydrogen cation ay madaling matukoy gamit ang indicator o nasusukat gamit ang mga espesyal na device. Magnesium o zinc ay idinagdag sa isang puro solusyon ng asin na malakas na na-hydrolyzed ng cation, at ang huli ay tumutugon sa acid upang maglabas ng hydrogen.

Kung ang asin ay hindi matutunaw, pagkatapos ay walang hydrolysis, dahil ang mga ions ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig.

Aklat ng problema sa pangkalahatan at di-organikong kimika

7. Mga may tubig na solusyon ng mga protolith. 7.1. Tubig. Neutral, acidic at alkaline na kapaligiran. Malakas na protolith

Teoretikal na bahagi

Ang modernong teorya ng mga acid at base ay teorya ng proton Brønsted–Lowry, na nagpapaliwanag ng pagpapakita ng acidic o pangunahing paggana ng mga sangkap sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga ito ay tumutugon protolysis– pagpapalitan ng mga reaksyon ng mga proton (hydrogen cations) H +:

NA+E A - +HINDI +

acidbase base acid

Ayon sa teoryang ito acid- Ito naglalaman ng proton substance HA, na isang donor ng proton nito; ang base ay isang substance E na tumatanggap ng proton na naibigay ng isang acid. Sa pangkalahatan, ang reactant ay acid HA at ang reactant ay base E, at ang produkto ay base A - at ang produkto - acid HE + ay nakikipagkumpitensya sa isa't isa para sa pagkakaroon ng isang proton, na humahantong sa reversible acid-base na reaksyon sa estado protolytic punto ng balanse. Samakatuwid, ang sistema ay naglalaman ng apat na sangkap na bumubuo ng dalawang conjugate acid-base na pares: HA / A - at HINDI + /E. Ang mga sangkap na nagpapakita ng acidic o pangunahing mga katangian ay tinatawag mga protolith .

7.1. Tubig. Neutral, acidic at alkaline na kapaligiran. Malakas mga protolith

Ang pinakakaraniwang likidong solvent sa Earth ay tubig. Bilang karagdagan sa mga molekula ng H 2 O, ang dalisay na tubig ay naglalaman ng mga hydroxide ions na OH - at mga oxonium cations H 3 O + dahil sa patuloy na reaksyon. autoprotolysis tubig:

H 2 O + H 2 O OH − + H 3 O

acid base base acid

Ang isang quantitative na katangian ng water autoprotolysis ay ionic na produkto tubig:

K SA= [H 3 O + ][ OH – ] = 1 . 10 –14 (25 ° MAY)

Samakatuwid, sa malinis na tubig

[H 3 O + ] = [OH – ] =1. 10 –7 mol/l (25° MAY)

Ang nilalaman ng mga oxonium cation at hydroxide ions ay ipinahayag din sa pamamagitan ng halaga ng pH pHAt index ng hydroxyl pOH:

pH = -lg ,pOH = -lg [ OH – ]

Sa malinis na tubig sa 25 ° SApH = 7, pOH = 7, pH + pOH = 14.

Sa dilute (mas mababa sa 0.1 mol/l) may tubig na solusyon ng mga sangkap, ang halagapHmaaaring pantay, mas malaki o mas kauntipHmalinis na tubig. SapH= 7 ang daluyan ng isang may tubig na solusyon ay tinatawag na neutral, kapagpH < 7 – кислотной, при pH> 7 – alkalina. Makabuluhang pagtaas sa konsentrasyon ng ionH 3 O + sa tubig (paglikha acidic kapaligiran) ay nakakamit sa pamamagitan ng hindi maibabalik na reaksyon ng protolysis ng mga sangkap tulad ng hydrogen chloride, perchloric at sulfuric acid:

HCl+H2O= Cl – +H 3 O + ,pH< 7

HClO4+H 2 O=ClO 4 – +H 3 O + ,pH< 7

H2SO4+2H 2 O=SO 4 2– +2H 3 O + ,pH< 7

Mga ionCl – , ClO 4 – , KAYA 4 2– , na pinagsama sa mga acid na ito, ay hindi nagtataglay ng mga pangunahing katangian sa tubig. Ang ilang mga hydroanion ay kumikilos nang katulad sa isang may tubig na solusyon, halimbawa ang hydrogen sulfate ion:

HSO 4 – + H 2 O=SO 4 2– +H 3 O + ,pH< 7

Dahil sa irreversibility ng protolysis reactions, ang ion mismoH 3 O + , mga sangkapHCl, HClO 4 AtH 2 KAYA 4 , katulad sa kanila protolytic ari-arianHClO 3 , HBr, HBrO 3 , HI, HIO 3 , HNO 3 , HNCS, H 2 SeO 4 , HMnO 4 , mga ionHSO 4 – , HSeO 4 – at ilang iba pa sa may tubig na solusyon ay isinasaalang-alang malakas na acids. Sa isang dilute na solusyon ng malakas na acid HA (ibig sabihin, sa Sa SA mas mababa sa 1 mol/l) ang konsentrasyon ng mga oxonium cations at pH ay nauugnay sa analytical (sa pamamagitan ng paghahanda) molar concentration Sa ON gaya ng sumusunod:

[ H 3 O + ] = Sa ON ,pH = - lg[ H 3 O + ] = - lgSa NAKA-ON

Halimbawa 1 . Tukuyin ang halaga ng pH sa isang 0.006 M na solusyon ng sulfuric acid sa25 ° SA .

Solusyon

Ang isang makabuluhang pagtaas sa konsentrasyon ng mga OH - ions sa tubig (paglikha ng isang alkaline na kapaligiran) ay nakakamit sa pamamagitan ng paglusaw at kumpletong electrolytic dissociation ng mga sangkap tulad ng potassium at barium hydroxides, na tinatawag na alkalis:

KOH = K + + OH – ; Va(OH) 2 + 2OH – , pH >7

Mga sangkap KOH, B A(OH) 2,NaOHat ang mga katulad na pangunahing hydroxides sa solidong estado ay mga ionic na kristal; sa panahon ng kanilang electrolytic dissociation sa isang may tubig na solusyon, ang mga OH - ions ay nabuo (ito matibay na base) , pati na rin ang mga ionK + , Va 2+ ,Na + atbp., na walang acidic na katangian sa tubig. Sa isang ibinigay na analytical na konsentrasyon ng alkali MOH sa isang dilute na solusyon ( Sa Bmas mababa sa 0.1 mol/l) mayroon kaming:

[OH – ] = Sa M OH; pH = 14 – pOH = 14 +lg[OH – ] = 14 +lgSa MOH

Halimbawa 2 . Tukuyin ang pH sa isang 0.012 M barium hydroxide solution sa 25° SA.

Sa kemikal, ang pH ng isang solusyon ay maaaring matukoy gamit ang mga tagapagpahiwatig ng acid-base.

Ang mga tagapagpahiwatig ng acid-base ay mga organikong sangkap na ang kulay ay nakasalalay sa kaasiman ng daluyan.

Ang pinakakaraniwang tagapagpahiwatig ay litmus, methyl orange, at phenolphthalein. Ang litmus ay nagiging pula sa isang acidic na kapaligiran at asul sa isang alkaline na kapaligiran. Ang phenolphthalein ay walang kulay sa isang acidic na kapaligiran, ngunit nagiging pulang-pula sa isang alkaline na kapaligiran. Ang methyl orange ay nagiging pula sa isang acidic na kapaligiran, at dilaw sa isang alkaline na kapaligiran.

Sa pagsasanay sa laboratoryo, ang isang bilang ng mga tagapagpahiwatig ay madalas na pinaghalo, pinili upang ang kulay ng pinaghalong magbago sa isang malawak na hanay ng mga halaga ng pH. Sa kanilang tulong, maaari mong matukoy ang pH ng isang solusyon na may katumpakan ng isa. Ang mga mixture na ito ay tinatawag mga pangkalahatang tagapagpahiwatig.

Mayroong mga espesyal na aparato - pH meter, kung saan maaari mong matukoy ang pH ng mga solusyon sa hanay mula 0 hanggang 14 na may katumpakan ng 0.01 pH unit.

Hydrolysis ng mga asin

Kapag ang ilang mga asin ay natunaw sa tubig, ang ekwilibriyo ng proseso ng paghihiwalay ng tubig ay nasisira at, nang naaayon, ang pH ng kapaligiran ay nagbabago. Ito ay dahil ang mga asin ay tumutugon sa tubig.

Hydrolysis ng mga asin – chemical exchange interaction ng mga dissolved salt ions sa tubig, na humahantong sa pagbuo ng mahinang dissociating na mga produkto (molecules ng mahina acids o bases, anions ng acid salts o cations ng basic salts) at sinamahan ng pagbabago sa pH ng medium.

Isaalang-alang natin ang proseso ng hydrolysis depende sa likas na katangian ng mga base at acid na bumubuo sa asin.

Mga asin na nabuo sa pamamagitan ng malakas na acid at malakas na base (NaCl, kno3, Na2so4, atbp.).

Sabihin nating na kapag ang sodium chloride ay tumutugon sa tubig, ang isang hydrolysis reaction ay nangyayari upang bumuo ng isang acid at isang base:

NaCl + H 2 O ↔ NaOH + HCl

Upang makakuha ng tamang ideya ng likas na katangian ng pakikipag-ugnayan na ito, isulat natin ang equation ng reaksyon sa ionic form, na isinasaalang-alang na ang tanging mahinang dissociating compound sa sistemang ito ay tubig:

Na + + Cl - + HOH ↔ Na + + OH - + H + + Cl -

Kapag kinansela ang magkaparehong mga ion sa kaliwa at kanang bahagi ng equation, nananatili ang water dissociation equation:

H 2 O ↔ H + + OH -

Tulad ng makikita mo, walang labis na H + o OH - ions sa solusyon kumpara sa kanilang nilalaman sa tubig. Bilang karagdagan, walang iba pang mahinang paghihiwalay o bahagyang natutunaw na mga compound na nabuo. Mula dito ay napagpasyahan natin na ang mga asing-gamot na nabuo ng mga malakas na acid at base ay hindi sumasailalim sa hydrolysis, at ang reaksyon ng mga solusyon ng mga asing-gamot na ito ay pareho sa tubig, neutral (pH = 7).

Kapag bumubuo ng mga ion-molecular equation para sa mga reaksyon ng hydrolysis, kinakailangan:

1) isulat ang salt dissociation equation;

2) matukoy ang likas na katangian ng cation at anion (hanapin ang cation ng isang mahinang base o ang anion ng isang mahinang acid);

3) isulat ang ionic-molecular equation ng reaksyon, na isinasaalang-alang na ang tubig ay isang mahinang electrolyte at ang kabuuan ng mga singil ay dapat na pareho sa magkabilang panig ng equation.

Mga asin na nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang acid at isang malakas na base

(Na 2 CO 3 , K 2 S,CH 3 COONa At atbp. .)

Isaalang-alang ang reaksyon ng hydrolysis ng sodium acetate. Ang asin na ito sa solusyon ay nahahati sa mga ion: CH 3 COONa ↔ CH 3 COO - + Na + ;

Ang Na + ay ang cation ng isang malakas na base, ang CH 3 COO - ay ang anion ng isang mahinang acid.

Ang mga Na + cation ay hindi maaaring magbigkis ng mga ion ng tubig, dahil ang NaOH, isang matibay na base, ay ganap na nadidisintegrate sa mga ion. Anion ng mahinang acetic acid CH 3 COO - nagbubuklod ng mga hydrogen ions upang bumuo ng bahagyang dissociated acetic acid:

CH 3 COO - + HON ↔ CH 3 COOH + OH -

Ito ay makikita na bilang isang resulta ng hydrolysis ng CH 3 COONa, isang labis na hydroxide ions ay nabuo sa solusyon, at ang reaksyon ng daluyan ay naging alkalina (pH > 7).

Sa gayon maaari nating tapusin iyon ang mga asin na nabuo sa pamamagitan ng mahinang acid at malakas na base ay nag-hydrolyze sa anion ( An n - ). Sa kasong ito, ang mga anion ng asin ay nagbubuklod sa mga H ion + , at ang mga OH ions ay naipon sa solusyon - , na nagdudulot ng alkaline na kapaligiran (pH>7):

Isang n - + HOH ↔ Han (n -1)- + OH - , (sa n=1 HAn ay nabuo – isang mahinang acid).

Ang hydrolysis ng mga asing-gamot na nabuo ng di- at ​​tribasic na mga mahinang asido at malakas na base ay nagpapatuloy nang sunud-sunod

Isaalang-alang natin ang hydrolysis ng potassium sulfide. K 2 S dissociates sa solusyon:

K 2 S ↔ 2K + + S 2- ;

Ang K + ay ang cation ng isang malakas na base, ang S 2 ay ang anion ng isang mahinang acid.

Ang mga potassium cation ay hindi nakikibahagi sa reaksyon ng hydrolysis; ang mahinang hydrosulfide anion lamang ang nakikipag-ugnayan sa tubig. Sa reaksyong ito, ang unang hakbang ay ang pagbuo ng mahinang paghihiwalay ng mga HS - ions, at ang pangalawang hakbang ay ang pagbuo ng isang mahinang acid H 2 S:

Unang yugto: S 2- + HOH ↔ HS - + OH - ;

Ika-2 yugto: HS - + HOH ↔ H 2 S + OH - .

Ang mga OH ions na nabuo sa unang yugto ng hydrolysis ay makabuluhang binabawasan ang posibilidad ng hydrolysis sa susunod na yugto. Bilang isang resulta, ang isang proseso na nangyayari lamang sa unang yugto ay karaniwang may praktikal na kahalagahan, na, bilang isang patakaran, ay limitado sa kapag tinatasa ang hydrolysis ng mga asing-gamot sa ilalim ng normal na mga kondisyon.