Для решения задач этого раздела рекомендуем воспользоваться литературой 4, 6, 8, 14 и таблицами 4,5.
Вода является очень слабым электролитом, степень ее диссоциации равна 
. Полярные молекулы воды в очень небольшой степени диссоциируют на ионы:
= 
+ 
,
или с учетом гидратации:
2 = 
+
На основании законов химического равновесия получим выражение константы диссоциации воды:
,
отсюда
По данным измерения электропроводности при температуре 
, а молярная концентрация чистой воды 
. Получаем значение 
Произведение 
называется ионным произведением воды.
Если 
, то концентрация каждого из ионов воды равна 
=10-7 моль/л. Ионы водорода являются носителем кислотных свойств, а гидроксид-ионы – щелочных, следовательно, при равенстве их концентраций реакция среды раствора является нейтральной.
При 
моль/л реакция среды будет кислой, а при 
- щелочной. Таким образом, концентрация ионов водорода является мерой его кислотности или щелочности.
Более удобен способ выражения реакции среды с помощью отрицательного десятичного логарифма концентрации водородных ионов, именуемого водородным показателем рН:
В нейтральной среде рН = 7; в кислой – рН < 7; в щелочной – рН > 7.
Растворение различных веществ в воде часто сопровождается химическим взаимодействием обменного характера. Процессы подобного типа объединяют под общим названием гидролиза. Гидролиз – это химический процесс обменного разложения вещества с водой. Гидролиз солей – частный случай взаимодействия растворенных солей с водой, где их составные части соединяются с составными частями воды с образованием соответствующего слабого электролита.
Реакцию гидролиза соли можно представить общим уравнением:
МА + НОН ⇄ МОН + НА,
соль вода основание кислота
где М – металл, А – остаток кислоты (анион).
Соли, образованные сильными кислотами и сильными основаниями (например, 
, 
и др.), гидролизу не подвергаются. Гидролиз характерен для солей, образованных: 1) слабой кислотой и сильным основанием, 2) сильной кислотой и слабым основанием, 3) слабой кислотой и слабым основанием. Приведем примеры.
Пример 1. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей: а) 
; б) 
; в) 
. Определите реакцию среды растворов этих солей.
Решение: а) Цианид калия – соль слабой одноосновной кислоты 
и сильного основания 
. При растворении в воде молекулы полностью диссоциируют на катионы 
и анионы 
. Катионы не будут связывать ионы воды, так как – сильный электролит, анионы же связывают ионы воды, образуя молекулы слабого электролита . Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
+ ⇄ +
или в молекулярной форме
+ ⇄ +
В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов , поэтому раствор имеет щелочную реакцию (pH>7).
б) Карбонат натрия – соль слабой многоосновной кислоты 
и сильного основания 
. В этом случае анионы соли 
, связывая водородные ионы воды, образуют анионы кислой соли 
, а не молекулы . В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
+ ⇄ +
или в молекулярной форме
+ ⇄ 
+
В растворе появляется избыток ионов OH
, поэтому раствор имеет щелочную реакцию (pH>7).
в) Сульфат цинка – соль слабого многокислотного основания 
и сильной кислоты 
. В этом случае катионы 
связывают гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной соли 
. Образование молекул не происходит, так как ионы диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы . В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
+ 
⇄ +
или в молекулярной форме
2 + 2 ⇄ 
+
В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор имеет кислую реакцию (pH< 7).
Пример 2. Какие продукты образуются при смешивании растворов 
и 
? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение реакции.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
