Избранные главы курса химии. Павлов А.И. - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

52 53
А. И. Павлов. Избранные главы курса химии
Тема 9. ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ
При растворении солей в воде наряду с процессами электролити-
ческой диссоциации с образованием гидратированных ионов могут
протекать обменные реакции между молекулами воды и растворенно-
го вещества. Процесс взаимодействия молекул соли с молекулами воды,
приводящий к образованию слабого электролита, называется гидроли-
зом солей. Слабыми электролитами считаются слабая кислота, слабое
основание или нерастворимое соединение.
Следует помнить, что вода является очень слабым электролитом.
Равновесие реакции Н
2
О ↔ Н
+
+ ОН
−
или 2Н
2
О ↔ Н
3
О
+
+ ОН
−
характеризует ионное произведение воды
K
(H
2
O)
= [Н
+
] ⋅ [ОН
−
] = 10
–14
(Т = 25 °С).
В чистой воде при 25 °С [Н
+
] = [ОН
−
] = 10
–7
моль/л.
Концентрацию ионов водорода в растворе удобно выражать в ло-
гарифмической шкале. Отрицательный десятичный логарифм этой кон-
центрации называют водородным показателем и обозначают рН.
pН = –lg [Н
+
].
Для нейтрального раствора рН = 7, для кислого рН < 7, для
щелочного рН > 7.
Помимо водородного показателя, существует также гидроксидный
показатель:
рОН = –lg [OH
−
].
Водородный и гидроксидный показатели взаимосвязаны
уравнением рН + рОН = 14 (для 20 °С).
Характер гидролиза определяется природой соли. Различают несколь-
ко вариантов взаимодействия соли с водой. Следует иметь в виду, что соли,
образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не
подвергаются. Соли подобного типа просто диссоциируют в воде на ионы.
Их растворы имеют нейтральную реакцию со значением рН = 7.
Пример 1. Соль, образованная сильным основанием и слабой
кислотой, гидролизуется по аниону, так как анион образует с ионами
водорода воды слабую кислоту:
KCN + H
2
O ↔ KOH + HCN
или, в ионной форме,
CN
−
+ H
2
O ↔ OH
−
+ HCN
Реакция среды в таких растворах щелочная с рН > 7.
Соли, образованные многоосновными кислотами, например Н
2
СО
3
,
гидролизуются ступенчато:
1. K
2
СО
3
+ Н
2
О ↔ KНСО
3
+ KОН
или, в ионной форме,
СО
3
−2
+ Н
2
О ↔ НСО
3
−
+ ОН
−
2. KНСО
3
+ Н
2
О ↔ Н
2
СО
3
+ KОН
или, в ионной форме,
НСО
3
−
+ Н
2
О ↔ Н
2
СО
3
+ KОН
Пример 2. Соль, образованная слабым основанием и сильной
кислотой, гидролизуется по катиону, так как катион образует с ионами
гидроксила слабое основание. Так как в результате гидролиза образу-
ется сильная кислота, то раствор такой соли имеет рН < 7. Соли слабых
многокислотных оснований гидролизуются ступенчато:
1. Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2Н
2
О ↔ 2FeОНSO
4
+ Н
2
SO
4
Fe
+3
+ Н
2
О ↔ (FeОН)
+2
+ Н
+
2. 2FeОНSO
4
+ 2Н
2
О ↔ [Fe(ОН)
2
]
2
SO
4
+ Н
2
SO
4
(FeОН)
+2
+ Н
2
О ↔ (FeОН)
2
+
+ Н
+
3. [Fe(ОН)
2
]
2
SO
4
+ 2Н
2
О ↔ 2Fe(ОН)
3
+ Н
+
Fe(ОН)
2
+
+ Н
2
О ↔ Fe(ОН)
3
+ Н
2
SO
4
Пример 3. Соль, образованная слабым основанием и слабой кис-
лотой, гидролизуется и по катиону, и по аниону с образованием слабой
кислоты и слабого основания:
NН
4
СН
3
СОО + Н
2
О ↔ NН
4
ОН + СН
3
СООН
NН
4
+
+ СН
3
СОО
−
+ Н
2
О ↔ NН
4
ОН + СН
3
СООН
Значение водородного показателя таких растворов зависит от силы
образующихся слабых кислоты и основания; обычно для растворов
таких солей рН составляет 6–8.
Кислотность или щелочность среды, как правило, определяют
приборами – рН-метрами. Для ориентировочного определения харак-
тера среды можно воспользоваться химическими индикаторами. Хи-
мические индикаторы – это вещества, меняющие свою окраску в зави-
симости от характера среды.
Тема 9. Водородный показатель. Гидролиз солей

Страницы