Теоретичні передумови до заняття. Вода – дуже слабкий електроліт, який незначною мірою дисоціює на йони Н+ і ОН¯
Йонний добуток води.
Вода – дуже слабкий електроліт, який незначною мірою дисоціює на йони Н+ і ОН¯. Для характеристики процесу дисоціації води можна застосувати закон діючих мас, тоді отримаємо:
де КдН2О – константа дисоціації води;
[Н2О] – концентрація недисоційованих молекул води, що перебувають в стані рівноваги з йонами Гідрогену Н+ і гідроксид – йонами ОН¯.
Концентрацію недисоційованих молекул води можна вважати сталою величиною:
і тоді [H+]·[ОH-] =1,8·10-16 · 55,56 = 10-14
Отже, добуток концентрації йонів Гідрогену й гідроксид – йонів при постійній температурі є величиною сталою. Ця величина називається йоним добутком води (КН2О) і при 22˚C дорівнює:
КН2О =[H+]·[ОH-] = 10-14
Ця величина постійна не тільки для чистої води, а й для розбавлених розчинів і залежить від температури, оскільки зі зростанням температури збільшується ступінь дисоціації води.
В нейтральному розчині [H+] = [ОH-] = √ 1 · 10-14 =1 · 10-7 моль/л, у кислому розчині [H+] >1 · 10-7 моль/л, а в лужному - [H+] < 1 · 10-7 моль/л.
Для характеристики кислотності середовища користуються водневим показником рН, який дорівнює від'ємному десятковому логарифму концентрації йонів гідрогену:
pH = -lg [H+]
У чистій воді та в нейтральних середовищах рН = 7. У кислих середовищах значення pH < 7 і в лужних середовищах pH > 7. Розчини, значення рН яких перебуває в інтервалі від 0 до 3, належать до сильнокислих; при рН = 4 – 6 – слабкокисле середовище. Слабколужні розчини мають рН = 8 – 10, а сильнолужні – рН = 11 – 14.
|
|
Наряду з показником рН використовують показник рОН
рОН = -lg [ОH-]
виходячи із йонного добутку води рН + рОН = 14.
Наближено реакцію розчину можна визначити за допомогою спеціальних реактивів, які називаються індикаторами, забарвлення яких змінюється в залежності від концентрації йонів водню. Найчастіше застосовують метиловий-жовтий, метиловий червоний, фенолфталеїн.
Гідроліз солей
Гідролізом солей називається взаємодія йонів солі з йонами води з утворенням слабкого електроліту і зміною рН розчину.
Солі, утворені сильною кислотою і сильною основою гідролізу не піддаються, оскільки в результаті можливої їх взаємодії з водою утворилися б сильні електроліти. Значення рН розчинів таких солей дорівнює 7.
Гідролізують тільки солі, добре розчинні у воді, йони яких при взаємодії з водою утворюють малодисоційовані речовини. Тобто це – солі слабких кислот і слабких основ. Розрізняють три випадки гідролізу солей.
Сіль, утворена слабкою основою і сильною кислотою. Такі солі гідролізують з утворенням слабкої основи або основних солей. При цьому утворюється вільна сильна кислота, а розчини таких солей мають кислу реакцію (рН < 7): 1 ступінь:
|
|
Al(NO3)3 + H2O « Al(OH)(NO3)2 + HNO3
Al3+ + H2O « [Al(OH)]2+ + H+
2 ступінь:
Al(OH)(NO3)2 + H2O « Al(OH)2(NO3) + HNO3
[Al(OH)]2+ + H2O « [Al(OH)2]+ + H+
3 ступінь:
Al(OH)2(NO3) + H2O « Al(OH)3 + HNO3
[Al(OH)2]+ + H2O « Al(OH)3 + H+
Перший ступінь гідролізу відбувається інтенсивніше, ніж наступні.
Сіль, утворена слабкою кислотою і сильною основою. Такі солі гідролізують з утворенням слабкої кислоти або кислої солі:
1 ступінь:
K2CO3 + H2O « KHCO3 + KOH
CO2-3 + H2O « HCO3- + OH-
2 ступінь:
KHCO3 + H2O « H2CO3+ KOH
HCO3- + H2O « H2CO3 + OH-
Як видно, внаслідок гідролізу солі утворюється деякий надлишок OH- і тому розчини солей, утворених сильною основою і слабкою кислотою, мають лужну реакцію рН > 7.
Сіль, утворена слабкою основою і слабкою кислотою. Гідроліз таких солей відбувається досить повно, оскільки внаслідок гідролізу утворюються дві малодисоційовані або малорозчинні речовини. Розчин солі внаслідок її гідролізу може мати рН ≈ 7.
CH3COONH4 + H2O « CH3COOH + NH4OH
CH3COO- + NH4+ + H2O « CH3COOH + NH4OH
Кількісно гідроліз оцінюють ступенем і константою гідролізу. Ступінь гідролізу h – це відношення числа молекул солі, які прогідролізували Nгідр до загального числа молекул солі N:
Ступінь гідролізу залежить від природи солі, її концентрації і температури розчину. З розбавленням і підвищенням температури розчину ступінь гідролізу солі зростає.
|
|
Експериментальна частина.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 874; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!