Koh ισχυρή ή αδύναμη βάση. Παραδείγματα ισχυρών και αδύναμων οξέων και βάσεων. Ασθενής βάση και ασθενές οξύ

Όλα τα οξέα, οι ιδιότητες και οι βάσεις τους χωρίζονται σε ισχυρά και αδύναμα. Αλλά μην τολμήσετε να μπερδέψετε έννοιες όπως «ισχυρό οξύ» ή «ισχυρή βάση» με τη συγκέντρωσή τους. Για παράδειγμα, δεν μπορείτε να φτιάξετε ένα συμπυκνωμένο διάλυμα ασθενούς οξέος ή ένα αραιό διάλυμα ισχυρής βάσης. Για παράδειγμα, το υδροχλωρικό οξύ, όταν διαλύεται στο νερό, δίνει σε καθένα από τα δύο μόρια νερού ένα από τα πρωτόνια του.

Όταν συμβεί χημική αντίδρασηστο ιόν υδρονίου, το ιόν υδρογόνου συνδέεται πολύ ισχυρά με το μόριο του νερού. Η ίδια η αντίδραση θα συνεχιστεί μέχρι να εξαντληθούν πλήρως τα αντιδραστήριά του. Το νερό μας σε αυτή την περίπτωση παίζει το ρόλο της βάσης, καθώς δέχεται ένα πρωτόνιο από το υδροχλωρικό οξύ. Τα οξέα που διασπώνται πλήρως σε υδατικά διαλύματα ονομάζονται ισχυρά οξέα.

Όταν γνωρίζουμε την ίδια την αρχική συγκέντρωση ενός ισχυρού οξέος, τότε σε αυτή την περίπτωση δεν είναι δύσκολο να υπολογίσουμε τη συγκέντρωση ιόντων υδρονίου και ιόντων χλωρίου στο διάλυμα. Για παράδειγμα, εάν πάρετε και διαλύσετε 0,2 mol αέριου υδροχλωρικού οξέος σε 1 λίτρο νερού, η συγκέντρωση των ιόντων μετά τη διάσπαση θα είναι ακριβώς η ίδια.

Παραδείγματα ισχυρών οξέων:

1) HCl, υδροχλωρικό οξύ;
2) HBr, υδροβρώμιο;
3) ΗΙ, υδρογόνο;
4) HNO3, νιτρικό οξύ;
5) HClO4 - υπερχλωρικό οξύ;
6) Το H2SO4 είναι θειικό οξύ.

Όλα τα γνωστά οξέα (με εξαίρεση το θειικό οξύ) αναφέρονται παραπάνω και είναι μονοπρωτικά, αφού τα άτομά τους δίνουν ένα πρωτόνιο το καθένα. Τα μόρια θειικού οξέος μπορούν εύκολα να δωρίσουν δύο από τα πρωτόνια τους, γι' αυτό και το θειικό οξύ είναι διπρωτικό.

Οι ηλεκτρολύτες είναι ισχυρές βάσεις· διασπώνται πλήρως σε υδατικά διαλύματα για να σχηματίσουν ένα ιόν υδροξειδίου.

Όπως και με τα οξέα, ο υπολογισμός της συγκέντρωσης του ιόντος υδροξειδίου είναι πολύ εύκολος αφού γνωρίζετε την αρχική συγκέντρωση του διαλύματος. Για παράδειγμα, ένα διάλυμα NaOH με συγκέντρωση 2 mol/l διασπάται στην ίδια συγκέντρωση ιόντων.

Αδύναμα οξέα. Θεμέλια και ακίνητα

Όσο για τα αδύναμα οξέα, δεν διασπώνται πλήρως, δηλαδή εν μέρει. Η διάκριση ισχυρών και αδύναμων οξέων είναι πολύ απλή: εάν στον πίνακα αναφοράς δίπλα στο όνομα του οξέος εμφανίζεται η σταθερά του, τότε αυτό το οξύ είναι ασθενές. αν δεν δοθεί η σταθερά, τότε αυτό το οξύ είναι ισχυρό.

Οι αδύναμες βάσεις αντιδρούν επίσης καλά με το νερό για να σχηματίσουν ένα σύστημα ισορροπίας. Τα αδύναμα οξέα χαρακτηρίζονται επίσης από μια σταθερά διάστασης Κ.

Για να κατανοήσουμε πώς προχωρά η υδρόλυση των αλάτων στα υδατικά τους διαλύματα, δίνουμε πρώτα έναν ορισμό αυτής της διαδικασίας.

Ορισμός και χαρακτηριστικά της υδρόλυσης

Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τη χημική δράση ιόντων νερού με ιόντα άλατος, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται μια ασθενής βάση (ή οξύ) και η αντίδραση του μέσου επίσης αλλάζει. Οποιοδήποτε αλάτι μπορεί να αναπαρασταθεί ως προϊόν χημική αλληλεπίδρασηβάσεις και οξέα. Ανάλογα με το ποια είναι η δύναμή τους, υπάρχουν αρκετές επιλογές για την πορεία της διαδικασίας.

Τύποι υδρόλυσης

Στη χημεία, εξετάζονται τρεις τύποι αντιδράσεων μεταξύ κατιόντων άλατος και νερού. Κάθε διαδικασία πραγματοποιείται με μια αλλαγή στο pH του μέσου, επομένως αναμένεται να χρησιμοποιηθούν διαφορετικοί τύποι δεικτών για τον προσδιορισμό της τιμής του pH. Για παράδειγμα, η μωβ λίθος χρησιμοποιείται για μια όξινη αντίδραση, η φαινολοφθαλεΐνη είναι κατάλληλη για μια αλκαλική αντίδραση. Ας αναλύσουμε λεπτομερέστερα τα χαρακτηριστικά κάθε παραλλαγής υδρόλυσης. Οι ισχυρές και οι ασθενείς βάσεις μπορούν να προσδιοριστούν από τον πίνακα διαλυτότητας και η ισχύς των οξέων μπορεί να προσδιοριστεί από τον πίνακα.

Υδρόλυση με κατιόν

Ως παράδειγμα τέτοιου άλατος, λάβετε υπόψη το χλωριούχο σίδηρο (2). Το υδροξείδιο του σιδήρου (2) είναι αδύναμη βάση, ενώ το υδροχλωρικό οξύ είναι ισχυρή βάση. Κατά τη διαδικασία αλληλεπίδρασης με το νερό (υδρόλυση), εμφανίζεται ο σχηματισμός ενός βασικού άλατος (υδροξοχλωριούχος σίδηρος 2) και σχηματίζεται επίσης υδροχλωρικό οξύ. Στο διάλυμα εμφανίζεται ένα όξινο περιβάλλον, μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας μπλε λυχνία (pH μικρότερο από 7). Σε αυτή την περίπτωση, η ίδια η υδρόλυση προχωρά μέσω του κατιόντος, αφού χρησιμοποιείται μια ασθενής βάση.

Ας δώσουμε ένα ακόμη παράδειγμα διαδικασίας υδρόλυσης για την περιγραφόμενη περίπτωση. Εξετάστε το άλας χλωριούχου μαγνησίου. Το υδροξείδιο του μαγνησίου είναι μια ασθενής βάση, ενώ το υδροχλωρικό οξύ είναι μια ισχυρή βάση. Κατά τη διαδικασία της αλληλεπίδρασης με τα μόρια του νερού, το χλωριούχο μαγνήσιο μετατρέπεται σε βασικό άλας (υδροξοχλωρίδιο). Το υδροξείδιο του μαγνησίου, ο γενικός τύπος του οποίου είναι M(OH) 2 , είναι ελάχιστα διαλυτό στο νερό, αλλά το ισχυρό υδροχλωρικό οξύ κάνει το διάλυμα όξινο.

Υδρόλυση ανιόντων

Η επόμενη παραλλαγή της υδρόλυσης είναι χαρακτηριστική για ένα άλας, το οποίο σχηματίζεται από μια ισχυρή βάση (αλκάλι) και ένα ασθενές οξύ. Ως παράδειγμα για αυτήν την περίπτωση, εξετάστε το ανθρακικό νάτριο.

Αυτό το άλας περιέχει ισχυρή βάση νατρίου και ασθενές ανθρακικό οξύ. Η αλληλεπίδραση με τα μόρια του νερού προχωρά με το σχηματισμό ενός όξινου άλατος - διττανθρακικού νατρίου, δηλαδή, λαμβάνει χώρα υδρόλυση του ανιόντος. Επιπλέον, σχηματίζεται το διάλυμα που δίνει στο διάλυμα ένα αλκαλικό περιβάλλον.

Ας δώσουμε ένα άλλο παράδειγμα για αυτήν την περίπτωση. Το θειώδες κάλιο είναι ένα άλας που σχηματίζεται από μια ισχυρή βάση - καυστικό κάλιο, καθώς και μια αδύναμη. Στη διαδικασία αλληλεπίδρασης με το νερό (κατά την υδρόλυση) σχηματίζεται υδροθειώδες κάλιο (όξινο άλας) και υδροξείδιο του καλίου (αλκάλι). Το περιβάλλον στο διάλυμα θα είναι αλκαλικό, μπορεί να επιβεβαιωθεί χρησιμοποιώντας φαινολοφθαλεΐνη.

Πλήρης υδρόλυση

Το άλας ενός ασθενούς οξέος και μιας ασθενούς βάσης υφίσταται πλήρη υδρόλυση. Ας προσπαθήσουμε να μάθουμε ποια είναι η ιδιαιτερότητά του και ποια προϊόντα θα σχηματιστούν ως αποτέλεσμα αυτής της χημικής αντίδρασης.

Ας αναλύσουμε την υδρόλυση μιας ασθενούς βάσης και ενός ασθενούς οξέος χρησιμοποιώντας ως παράδειγμα θειούχο αλουμίνιο. Αυτό το άλας σχηματίζεται από το υδροξείδιο του αργιλίου, το οποίο είναι μια ασθενής βάση, καθώς και από ένα ασθενές υδροθειικό οξύ. Κατά την αλληλεπίδραση με το νερό, παρατηρείται πλήρης υδρόλυση, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζεται αέριο υδρόθειο, καθώς και υδροξείδιο του αργιλίου με τη μορφή ιζήματος. Μια τέτοια αλληλεπίδραση συμβαίνει τόσο στο κατιόν όσο και στο ανιόν· επομένως, αυτή η επιλογή υδρόλυσης θεωρείται πλήρης.

Το θειούχο μαγνήσιο μπορεί επίσης να αναφερθεί ως παράδειγμα της αλληλεπίδρασης αυτού του τύπου άλατος με το νερό. Αυτό το άλας περιέχει υδροξείδιο του μαγνησίου, ο τύπος του είναι Mg (OH) 2. Είναι αδύναμη βάση, αδιάλυτη στο νερό. Επιπλέον, υπάρχει υδροσουλφιδικό οξύ μέσα στο θειούχο μαγνήσιο, το οποίο είναι ασθενές. Κατά την αλληλεπίδραση με το νερό, λαμβάνει χώρα πλήρης υδρόλυση (σύμφωνα με το κατιόν και το ανιόν), ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζεται υδροξείδιο του μαγνησίου με τη μορφή ιζήματος και το υδρόθειο απελευθερώνεται επίσης με τη μορφή αερίου.

Αν σκεφτούμε την υδρόλυση ενός άλατος, το οποίο σχηματίζεται από ένα ισχυρό οξύ και μια ισχυρή βάση, θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεν προχωρά. Το μέσο σε διαλύματα αλάτων όπως το χλωριούχο κάλιο παραμένει ουδέτερο.

συμπέρασμα

Ισχυρές και ασθενείς βάσεις, οξέα που σχηματίζουν άλατα, επηρεάζουν το αποτέλεσμα της υδρόλυσης, την αντίδραση του μέσου στο διάλυμα που προκύπτει. Παρόμοιες διαδικασίες είναι ευρέως διαδεδομένες στη φύση.

Η υδρόλυση έχει ιδιαίτερη σημασία στον χημικό μετασχηματισμό φλοιός της γης. Περιέχει μεταλλικά σουλφίδια, τα οποία είναι ελάχιστα διαλυτά στο νερό. Καθώς συμβαίνει η υδρόλυση τους, ο σχηματισμός υδρόθειου, η απελευθέρωσή του κατά τη διαδικασία της ηφαιστειακής δραστηριότητας στην επιφάνεια της γης.

Τα πυριτικά πετρώματα, όταν μετατρέπονται σε υδροξείδια, προκαλούν σταδιακή καταστροφή των πετρωμάτων. Για παράδειγμα, ένα ορυκτό όπως ο μαλαχίτης είναι προϊόν υδρόλυσης ανθρακικών χαλκού.

Μια εντατική διαδικασία υδρόλυσης εμφανίζεται επίσης στους ωκεανούς. και το ασβέστιο, που εκτελούνται από το νερό, έχουν ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, η διαδικασία της φωτοσύνθεσης στα θαλάσσια φυτά προχωρά καλά και οι θαλάσσιοι οργανισμοί αναπτύσσονται πιο εντατικά.

Το λάδι περιέχει ακαθαρσίες νερού και άλατα ασβεστίου και μαγνησίου. Στη διαδικασία θέρμανσης του πετρελαίου, αλληλεπιδρούν με τους υδρατμούς. Κατά την υδρόλυση, σχηματίζεται υδροχλώριο, η αλληλεπίδραση του οποίου με το μέταλλο προκαλεί την καταστροφή του εξοπλισμού.

Αφού διαβάσετε το άρθρο, θα μπορείτε να διαχωρίσετε τις ουσίες σε άλατα, οξέα και βάσεις. Το άρθρο περιγράφει ποιο είναι το pH ενός διαλύματος, ποιες κοινές ιδιότητες έχουν τα οξέα και οι βάσεις.

Με απλά λόγια, ένα οξύ είναι οτιδήποτε με Η και μια βάση είναι οτιδήποτε με ΟΗ. ΑΛΛΑ! Δεν είναι πάντα. Για να ξεχωρίσετε ένα οξύ από μια βάση, πρέπει να τα ... θυμάστε! Μετανιώνω. Για να κάνουμε τη ζωή με κάποιο τρόπο ευκολότερη, οι τρεις φίλοι μας, ο Arrhenius και ο Bronsted με τον Lowry, κατέληξαν σε δύο θεωρίες που ονομάζονται με το όνομά τους.

Όπως τα μέταλλα και τα αμέταλλα, τα οξέα και οι βάσεις είναι ο διαχωρισμός των ουσιών σύμφωνα με παρόμοιες ιδιότητες. Η πρώτη θεωρία οξέων και βάσεων ανήκε στον Σουηδό επιστήμονα Arrhenius. Ένα οξύ Arrhenius είναι μια κατηγορία ουσιών που, σε αντίδραση με το νερό, διασπώνται (αποσυντίθενται), σχηματίζοντας ένα κατιόν υδρογόνου H +. Οι βάσεις Arrhenius σε υδατικό διάλυμα σχηματίζουν ΟΗ - ανιόντα. Η ακόλουθη θεωρία προτάθηκε το 1923 από τους επιστήμονες Brönsted και Lowry. Η θεωρία Brønsted-Lowry ορίζει τα οξέα ως ουσίες ικανές να δώσουν ένα πρωτόνιο σε μια αντίδραση (ένα κατιόν υδρογόνου ονομάζεται πρωτόνιο στις αντιδράσεις). Οι βάσεις, αντίστοιχα, είναι ουσίες ικανές να δεχτούν ένα πρωτόνιο σε μια αντίδραση. Η τρέχουσα θεωρία είναι η θεωρία Lewis. Η θεωρία Lewis ορίζει τα οξέα ως μόρια ή ιόντα ικανά να δέχονται ζεύγη ηλεκτρονίων, σχηματίζοντας έτσι προσαγωγές Lewis (το προϊόν προσθήκης είναι μια ένωση που σχηματίζεται από το συνδυασμό δύο αντιδραστηρίων χωρίς να σχηματίζονται παραπροϊόντα).

Στην ανόργανη χημεία, κατά κανόνα, με τον όρο οξύ εννοούν το οξύ Bronsted-Lowry, δηλαδή ουσίες ικανές να δώσουν ένα πρωτόνιο. Αν εννοούν τον ορισμό ενός οξέος Lewis, τότε στο κείμενο ένα τέτοιο οξύ ονομάζεται οξύ Lewis. Αυτοί οι κανόνες ισχύουν για οξέα και βάσεις.

Διάσταση

Η διάσπαση είναι η διαδικασία αποσύνθεσης μιας ουσίας σε ιόντα σε διαλύματα ή τήγματα. Για παράδειγμα, η διάσταση του υδροχλωρικού οξέος είναι η διάσπαση του HCl σε H + και Cl - .

Ιδιότητες οξέων και βάσεων

Οι βάσεις τείνουν να είναι σαπουνώδεις στην αφή, ενώ τα οξέα τείνουν να έχουν ξινή γεύση.

Όταν μια βάση αντιδρά με πολλά κατιόντα, σχηματίζεται ένα ίζημα. Όταν ένα οξύ αντιδρά με ανιόντα, συνήθως απελευθερώνεται αέριο.

Οξέα που χρησιμοποιούνται συνήθως:
H 2 O, H 3 O +, CH 3 CO 2 H, H 2 SO 4, HSO 4 -, HCl, CH 3 OH, NH 3

Βάσεις που χρησιμοποιούνται συνήθως:
OH - , H 2 O, CH 3 CO 2 - , HSO 4 - , SO 4 2 - , Cl -

Ισχυρά και αδύναμα οξέα και βάσεις

Ισχυρά οξέα

Τέτοια οξέα που διασπώνται πλήρως στο νερό, παράγοντας κατιόντα υδρογόνου Η+ και ανιόντα. Ένα παράδειγμα ισχυρού οξέος είναι το υδροχλωρικό οξύ HCl:

HCl (διάλυμα) + H 2 O (l) → H 3 O + (διάλυμα) + Cl - (διάλυμα)

Παραδείγματα ισχυρών οξέων: HCl, HBr, HF, HNO 3 , H 2 SO 4 , HClO 4

Κατάλογος ισχυρών οξέων

HCl - υδροχλωρικό οξύ
HBr - υδροβρώμιο
HI - υδροιώδιο
HNO 3 - νιτρικό οξύ
HClO 4 - υπερχλωρικό οξύ
H 2 SO 4 - θειικό οξύ

Αδύναμα οξέα

Διαλύεται στο νερό μόνο εν μέρει, για παράδειγμα, HF:

HF (διάλυμα) + H2O (l) → H3O + (διάλυμα) + F - (διάλυμα) - σε μια τέτοια αντίδραση, περισσότερο από το 90% του οξέος δεν διασπάται:
= < 0,01M для вещества 0,1М

Τα ισχυρά και τα αδύναμα οξέα μπορούν να διακριθούν με τη μέτρηση της αγωγιμότητας των διαλυμάτων: η αγωγιμότητα εξαρτάται από τον αριθμό των ιόντων, όσο ισχυρότερο είναι το οξύ, τόσο περισσότερο διασπάται, επομένως, όσο ισχυρότερο είναι το οξύ, τόσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα.

Κατάλογος ασθενών οξέων

Υδροφθορικό HF
H 3 PO 4 φωσφορικό
H 2 SO 3 θειούχο
H 2 S υδρόθειο
H 2 CO 3 άνθρακας
H 2 SiO 3 πυρίτιο

Δυνατές βάσεις

Οι ισχυρές βάσεις διασπώνται πλήρως στο νερό:

NaOH (διάλυμα) + H 2 O ↔ NH 4

Οι ισχυρές βάσεις περιλαμβάνουν υδροξείδια μετάλλων της πρώτης (αλκαλίνια, αλκαλιμέταλλα) και της δεύτερης (αλκαλικά εδάφη, μέταλλα αλκαλικών γαιών).

Λίστα ισχυρών βάσεων

NaOH υδροξείδιο του νατρίου (καυστική σόδα)
KOH υδροξείδιο του καλίου (καυστική ποτάσα)
LiOH υδροξείδιο λιθίου
Ba(OH) 2 υδροξείδιο του βαρίου
Ca(OH) 2 υδροξείδιο του ασβεστίου (σβησμένος ασβέστης)

Αδύναμες βάσεις

Σε μια αναστρέψιμη αντίδραση παρουσία νερού, σχηματίζει ιόντα ΟΗ:

NH 3 (διάλυμα) + H 2 O ↔ NH + 4 (διάλυμα) + OH - (διάλυμα)

Οι πιο αδύναμες βάσεις είναι ανιόντα:

F - (διάλυμα) + H 2 O ↔ HF (διάλυμα) + OH - (διάλυμα)

Λίστα αδύναμων βάσεων

Mg(OH) 2 υδροξείδιο μαγνησίου
Fe (OH) 2 υδροξείδιο σιδήρου (II).
Zn(OH) 2 υδροξείδιο ψευδαργύρου
NH 4 OH υδροξείδιο του αμμωνίου
Fe (OH) 3 υδροξείδιο σιδήρου (III).

Αντιδράσεις οξέων και βάσεων

Ισχυρό οξύ και ισχυρή βάση

Μια τέτοια αντίδραση ονομάζεται εξουδετέρωση: εάν η ποσότητα των αντιδραστηρίων είναι επαρκής για να διαχωριστεί πλήρως το οξύ και η βάση, το διάλυμα που προκύπτει θα είναι ουδέτερο.

Παράδειγμα:
H 3 O + + OH - ↔ 2H 2 O

Ασθενής βάση και ασθενές οξύ

Γενική άποψη της αντίδρασης:
Ασθενής βάση (διάλυμα) + H 2 O ↔ Ασθενές οξύ (διάλυμα) + ΟΗ - (διάλυμα)

Ισχυρή βάση και ασθενές οξύ

Η βάση διασπάται πλήρως, το οξύ διασπάται μερικώς, το διάλυμα που προκύπτει έχει ασθενείς ιδιότητες βάσης:

HX (διάλυμα) + OH - (διάλυμα) ↔ H 2 O + X - (διάλυμα)

Ισχυρό οξύ και αδύναμη βάση

Το οξύ διασπάται πλήρως, η βάση δεν διασπάται πλήρως:

Διάσπαση νερού

Διάσπαση είναι η διάσπαση μιας ουσίας στα συστατικά της μόρια. Οι ιδιότητες ενός οξέος ή μιας βάσης εξαρτώνται από την ισορροπία που υπάρχει στο νερό:

H 2 O + H 2 O ↔ H 3 O + (διάλυμα) + OH - (διάλυμα)
K c = / 2
Η σταθερά ισορροπίας του νερού στους t=25°: K c = 1,83⋅10 -6 , λαμβάνει χώρα και η ακόλουθη ισότητα: = 10 -14 , που ονομάζεται σταθερά διάστασης του νερού. Για καθαρό νερό = = 10 -7, από όπου -lg = 7,0.

Αυτή η τιμή (-lg) ονομάζεται pH - το δυναμικό του υδρογόνου. Εάν το pH< 7, то вещество имеет кислотные свойства, если pH >7, τότε η ουσία έχει βασικές ιδιότητες.

Μέθοδοι για τον προσδιορισμό του pH

ενόργανη μέθοδος

Μια ειδική συσκευή μετρητή pH είναι μια συσκευή που μετατρέπει τη συγκέντρωση των πρωτονίων σε ένα διάλυμα σε ηλεκτρικό σήμα.

δείκτες

Μια ουσία που αλλάζει χρώμα σε ένα συγκεκριμένο εύρος τιμών pH ανάλογα με την οξύτητα του διαλύματος, χρησιμοποιώντας διάφορους δείκτες, μπορείτε να επιτύχετε ένα αρκετά ακριβές αποτέλεσμα.

Αλας

Ένα άλας είναι μια ιοντική ένωση που σχηματίζεται από ένα κατιόν διαφορετικό από το H + και ένα ανιόν διαφορετικό από το O 2-. Σε ένα ασθενές υδατικό διάλυμα, τα άλατα διασπώνται πλήρως.

Για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων οξέος-βάσης ενός διαλύματος άλατος, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ποια ιόντα υπάρχουν στο διάλυμα και να ληφθούν υπόψη οι ιδιότητές τους: ουδέτερα ιόντα που σχηματίζονται από ισχυρά οξέα και βάσεις δεν επηρεάζουν το pH: ούτε ιόντα H + ούτε OH - απελευθερώνονται στο νερό. Για παράδειγμα, Cl-, NO-3, SO2-4, Li+, Na+, K+.

Τα ανιόντα που σχηματίζονται από αδύναμα οξέα παρουσιάζουν αλκαλικές ιδιότητες (F - , CH 3 COO - , CO 2- 3), κατιόντα με αλκαλικές ιδιότητες δεν υπάρχουν.

Όλα τα κατιόντα, εκτός από τα μέταλλα της πρώτης και δεύτερης ομάδας, έχουν όξινες ιδιότητες.

ρυθμιστικό διάλυμα

Τα διαλύματα που διατηρούν το pH τους όταν προστίθεται μικρή ποσότητα ισχυρού οξέος ή ισχυρής βάσης αποτελούνται γενικά από:

Μίγμα ασθενούς οξέος, αντίστοιχου άλατος και ασθενούς βάσης
Ασθενής βάση, αντίστοιχο αλάτι και ισχυρό οξύ

Για να παρασκευαστεί ένα ρυθμιστικό διάλυμα ορισμένης οξύτητας, είναι απαραίτητο να αναμειχθεί ένα ασθενές οξύ ή βάση με το αντίστοιχο αλάτι, λαμβάνοντας υπόψη:

Εύρος pH στο οποίο το ρυθμιστικό διάλυμα θα είναι αποτελεσματικό
Η χωρητικότητα ενός διαλύματος είναι η ποσότητα ισχυρού οξέος ή ισχυρής βάσης που μπορεί να προστεθεί χωρίς να επηρεαστεί το pH του διαλύματος.
Δεν πρέπει να εμφανιστούν ανεπιθύμητες αντιδράσεις που θα μπορούσαν να αλλάξουν τη σύνθεση του διαλύματος

Δοκιμή:

Έχουμε ορίσει υδρόλυσηθυμήθηκε μερικά γεγονότα για άλατα. Τώρα θα συζητήσουμε τα ισχυρά και αδύναμα οξέα και θα ανακαλύψουμε ότι το «σενάριο» της υδρόλυσης εξαρτάται ακριβώς από το ποιο οξύ και ποια βάση σχημάτισε αυτό το άλας.

← Υδρόλυση αλάτων. Μέρος Ι

Ισχυροί και αδύναμοι ηλεκτρολύτες

Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι όλα τα οξέα και οι βάσεις μπορούν να χωριστούν υπό όρους ισχυρόςΚαι αδύναμος. Ισχυρά οξέα (και, γενικά, ισχυροί ηλεκτρολύτες) διασπώνται σχεδόν πλήρως σε υδατικό διάλυμα. Οι αδύναμοι ηλεκτρολύτες αποσυντίθενται σε ιόντα σε μικρό βαθμό.

Τα ισχυρά οξέα περιλαμβάνουν:

H 2 SO 4 (θειικό οξύ),
HClO 4 (υπερχλωρικό οξύ),
HClO 3 (χλωρικό οξύ),
HNO 3 (νιτρικό οξύ),
HCl (υδροχλωρικό οξύ),
HBr (υδροβρωμικό οξύ),
HI (υδροϊωδικό οξύ).

Ακολουθεί μια λίστα με αδύναμα οξέα:

H 2 SO 3 (θειικό οξύ),
H 2 CO 3 (ανθρακικό οξύ),
H 2 SiO 3 (πυριτικό οξύ),
H 3 PO 3 (φωσφορώδες οξύ),
H 3 PO 4 (ορθοφωσφορικό οξύ),
HClO 2 (χλωριούχο οξύ),
HClO (υποχλωρικό οξύ),
HNO 2 (νιτρώδες οξύ),
HF (υδροφθορικό οξύ),
H 2 S (υδροθειικό οξύ),
τα περισσότερα οργανικά οξέα, π.χ. οξικό (CH3COOH).

Φυσικά, είναι αδύνατο να απαριθμήσουμε όλα τα οξέα που υπάρχουν στη φύση. Παρατίθενται μόνο τα πιο «δημοφιλή». Θα πρέπει επίσης να γίνει κατανοητό ότι η διαίρεση των οξέων σε ισχυρά και αδύναμα είναι μάλλον αυθαίρετη.

Τα πράγματα είναι πολύ πιο απλά με δυνατές και αδύναμες βάσεις. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον πίνακα διαλυτότητας. Όλες οι ισχυρές βάσεις είναι διαλυτόςσε νερό βάσης, εκτός από NH 4 OH. Αυτές οι ουσίες ονομάζονται αλκάλια (NaOH, KOH, Ca (OH) 2, κ.λπ.)

Οι αδύναμες βάσεις είναι:

όλα τα αδιάλυτα στο νερό υδροξείδια (π.χ. Fe(OH) 3, Cu(OH) 2 κ.λπ.),
NH 4 OH (υδροξείδιο του αμμωνίου).

Υδρόλυση άλατος. Βασικά στοιχεία

Μπορεί να φαίνεται σε όσους διαβάζουν αυτό το άρθρο ότι έχουμε ήδη ξεχάσει το κύριο θέμα της συζήτησης και έχουμε πάει κάπου στο πλάι. Αυτό είναι λάθος! Η κουβέντα μας για οξέα και βάσεις, για ισχυρούς και ασθενείς ηλεκτρολύτες σχετίζεται άμεσα με την υδρόλυση των αλάτων. Τώρα θα πειστείτε για αυτό.

Επιτρέψτε μου λοιπόν να σας δώσω τα βασικά στοιχεία:

Δεν υποβάλλονται σε υδρόλυση όλα τα άλατα. Υπάρχει υδρολυτικά σταθερόενώσεις όπως το χλωριούχο νάτριο.
Η υδρόλυση των αλάτων μπορεί να είναι πλήρης (μη αναστρέψιμη) και μερική (αναστρέψιμη).
Κατά την αντίδραση υδρόλυσης, σχηματίζεται ένα οξύ ή βάση, η οξύτητα του μέσου αλλάζει.
Προσδιορίζεται η θεμελιώδης δυνατότητα υδρόλυσης, η κατεύθυνση της αντίστοιχης αντίδρασης, η αναστρεψιμότητα ή η μη αντιστρεψιμότητά της όξινη δύναμηΚαι με δύναμη θεμελίωσηςπου σχηματίζουν αυτό το αλάτι.
Ανάλογα με την ισχύ του αντίστοιχου οξέος και αντιστ. βάσεις, όλα τα άλατα μπορούν να χωριστούν σε 4 ομάδες. Κάθε μία από αυτές τις ομάδες έχει το δικό της «σενάριο» υδρόλυσης.

Παράδειγμα 4. Το άλας NaNO 3 σχηματίζεται από ένα ισχυρό οξύ (HNO 3) και μια ισχυρή βάση (NaOH). Δεν λαμβάνει χώρα υδρόλυση, δεν σχηματίζονται νέες ενώσεις, η οξύτητα του μέσου δεν αλλάζει.

Παράδειγμα 5. Το άλας NiSO 4 σχηματίζεται από ένα ισχυρό οξύ (H 2 SO 4) και μια ασθενή βάση (Ni (OH) 2). Η υδρόλυση λαμβάνει χώρα στο κατιόν, κατά τη διάρκεια της αντίδρασης σχηματίζεται ένα οξύ και ένα βασικό άλας.

Παράδειγμα 6. Το ανθρακικό κάλιο σχηματίζεται από ένα ασθενές οξύ (H 2 CO 3) και μια ισχυρή βάση (KOH). Υδρόλυση ανιόντων, σχηματισμός αλκαλίου και όξινου άλατος. Αλκαλικό διάλυμα.

Παράδειγμα 7. Το θειούχο αλουμίνιο σχηματίζεται από ένα ασθενές οξύ (H 2 S) και μια ασθενή βάση (Al (OH) 3). Η υδρόλυση λαμβάνει χώρα τόσο στο κατιόν όσο και στο ανιόν. μη αναστρέψιμη αντίδραση. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, σχηματίζεται H2S και υδροξείδιο του αργιλίου. Η οξύτητα του περιβάλλοντος αλλάζει ελαφρώς.

Δοκιμάστε το μόνοι σας:

Άσκηση 2. Τι τύποι είναι τα ακόλουθα άλατα: FeCl 3 , Na 3 PO 3 , KBr, NH 4 NO 2 ; Αυτά τα άλατα υφίστανται υδρόλυση; Κατιόν ή ανιόν; Τι σχηματίζεται κατά την αντίδραση; Πώς αλλάζει η οξύτητα του περιβάλλοντος; Οι εξισώσεις αντίδρασης δεν μπορούν ακόμη να γραφτούν.

Μένει να συζητήσουμε διαδοχικά 4 ομάδες αλάτων και η καθεμία από αυτές να δώσει ένα συγκεκριμένο «σενάριο» υδρόλυσης. Στο επόμενο μέρος, θα ξεκινήσουμε με άλατα που σχηματίζονται από μια αδύναμη βάση και ένα ισχυρό οξύ.

		Θεμέλια
μέτριας αντοχής
	Υδροξείδια αλκαλιμετάλλων (KOH, NaOH, ZiOH), Ba(OH) 2, κ.λπ.		Na 4 OH και αδιάλυτες στο νερό βάσεις (Ca (OH) 2, Zi (OH) 2, AL (OH) 3, κ.λπ.

Η σταθερά υδρόλυσης είναι ίση με την αναλογία του προϊόντος των συγκεντρώσεων των προϊόντων υδρόλυσης προς τη συγκέντρωση του μη υδρολυμένου άλατος.

Παράδειγμα 1Να υπολογιστεί ο βαθμός υδρόλυσης του NH 4 Cl.

Λύση:Από τον πίνακα βρίσκουμε Kd (NH 4 OH) \u003d 1,8 ∙ 10 -3, από εδώ

Kγ \u003d Kv / Kd k \u003d \u003d 10 -14 / 1,8 10 -3 \u003d 5,56 10 -10.

Παράδειγμα 2Υπολογίστε τον βαθμό υδρόλυσης του ZnCl 2 σε 1 βήμα σε διάλυμα 0,5 Μ.

Λύση:Ιονική εξίσωση για την υδρόλυση του Zn 2 + H 2 OZnOH + + H +

Kd ZnOH +1=1,5∙10 -9; hγ=√(Kv/ [Kd βασικό ∙Cm]) = 10 -14 /1,5∙10 -9 ∙0,5=0,36∙10 -2 (0,36%).

Παράδειγμα 3Να κάνετε ιοντικές-μοριακές και μοριακές εξισώσεις υδρόλυσης αλάτων: α) KCN; β) Na 2 CO 3; γ) ZnSO 4 . Προσδιορίστε την αντίδραση των διαλυμάτων του μέσου αυτών των αλάτων.

Λύση:α) Το κυανιούχο κάλιο KCN είναι άλας ενός ασθενούς μονοβασικού οξέος (βλ. Πίνακα Ι του Παραρτήματος) HCN και μιας ισχυρής βάσης ΚΟΗ. Όταν διαλύονται στο νερό, τα μόρια KCN διασπώνται πλήρως σε κατιόντα K+ και ανιόντα CN. Τα κατιόντα K + δεν μπορούν να δεσμεύσουν ιόντα ΟΗ - νερού, καθώς το ΚΟΗ είναι ισχυρός ηλεκτρολύτης. Τα ανιόντα, από την άλλη πλευρά, CN - δεσμεύουν ιόντα H + νερού, σχηματίζοντας μόρια ενός αδύναμου ηλεκτρολύτη HCN. Το άλας υδρολύεται στο ανιόν. Εξίσωση ιοντικής-μοριακής υδρόλυσης

CN - + H 2 O HCN + OH -

ή σε μοριακή μορφή

KCN + H 2 O HCN + ΚΟΗ

Ως αποτέλεσμα της υδρόλυσης, μια ορισμένη περίσσεια ιόντων ΟΗ - εμφανίζεται στο διάλυμα, επομένως το διάλυμα KCN έχει αλκαλική αντίδραση (pH > 7).

β) Το ανθρακικό νάτριο Na 2 CO 3 είναι άλας ενός ασθενούς πολυβασικού οξέος και μιας ισχυρής βάσης. Σε αυτή την περίπτωση, τα ανιόντα του άλατος CO 3 2-, που δεσμεύουν τα ιόντα υδρογόνου του νερού, σχηματίζουν ανιόντα του όξινου άλατος του HCO - 3 και όχι των μορίων H 2 CO 3, καθώς τα ιόντα HCO - 3 διασπώνται πολύ πιο δύσκολα από Μόρια H 2 CO 3. Υπό κανονικές συνθήκες, η υδρόλυση προχωρά στο πρώτο στάδιο. Το άλας υδρολύεται στο ανιόν. Εξίσωση ιοντικής-μοριακής υδρόλυσης

CO2-3 + H 2 OHCO - 3 + OH -

ή σε μοριακή μορφή

Na 2 CO 3 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH

Στο διάλυμα εμφανίζεται περίσσεια ιόντων ΟΗ - άρα το διάλυμα Na 2 CO 3 έχει αλκαλική αντίδραση (pH> 7).

γ) Ο θειικός ψευδάργυρος ZnSO 4 είναι άλας μιας ασθενούς πολυόξινης βάσης Zn (OH) 2 και ενός ισχυρού οξέος H 2 SO 4. Στην περίπτωση αυτή, τα κατιόντα Zn + δεσμεύουν ιόντα υδροξειδίου του νερού, σχηματίζοντας κατιόντα του βασικού άλατος ZnOH + . Ο σχηματισμός μορίων Zn(OH) 2 δεν συμβαίνει, καθώς τα ιόντα ZnOH + διαχωρίζονται πολύ πιο δύσκολα από τα μόρια Zn(OH) 2. Υπό κανονικές συνθήκες, η υδρόλυση προχωρά στο πρώτο στάδιο. Το άλας υδρολύεται στο κατιόν. Εξίσωση ιοντικής-μοριακής υδρόλυσης

Zn 2+ + H 2 OZnOH + + H +

ή σε μοριακή μορφή

2ZnSO 4 + 2H 2 O (ZnOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4

Στο διάλυμα εμφανίζεται περίσσεια ιόντων υδρογόνου, οπότε το διάλυμα ZnSO 4 έχει όξινη αντίδραση (pH< 7).

Παράδειγμα 4Ποια προϊόντα σχηματίζονται όταν αναμειγνύονται διαλύματα A1(NO 3) 3 και K 2 CO 3; Να γίνει μια εξίσωση ιόντων-μοριακής και μοριακής αντίδρασης.

Λύση.Το άλας A1 (NO 3) 3 υδρολύεται από το κατιόν και το K 2 CO 3 - από το ανιόν:

A1 3+ + H 2 O A1OH 2+ + H +

CO 2-3 + H 2 O HCO - s + OH -

Εάν τα διαλύματα αυτών των αλάτων βρίσκονται στο ίδιο δοχείο, τότε υπάρχει αμοιβαία ενίσχυση της υδρόλυσης καθενός από αυτά, επειδή τα ιόντα H + και OH - σχηματίζουν ένα ασθενές μόριο ηλεκτρολύτη H 2 O. Στην περίπτωση αυτή, η υδρολυτική ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά και η υδρόλυση καθενός από τα άλατα που λαμβάνονται πηγαίνει στο τέλος με το σχηματισμό A1 (OH) 3 και CO 2 (H 2 CO 3). Ιωνική-μοριακή εξίσωση:

2A1 3+ + ZSO 2- 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + ZSO 2

μοριακή εξίσωση: ZSO 2 + 6KNO 3

2A1 (NO 3) 3 + ZK 2 CO 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3