1). L'idrolisi è una reazione endotermica, quindi un aumento della temperatura migliora l'idrolisi.
2). Un aumento della concentrazione di ioni idrogeno indebolisce l'idrolisi, nel caso dell'idrolisi da parte del catione. Allo stesso modo, l'aumento della concentrazione di ioni idrossido indebolisce l'idrolisi, nel caso dell'idrolisi anionica.
3). Quando diluito con acqua, l'equilibrio si sposta nella direzione della reazione, cioè a destra aumenta il grado di idrolisi.
4). Gli additivi di sostanze estranee possono influenzare la posizione di equilibrio quando queste sostanze reagiscono con uno dei partecipanti alla reazione. Quindi, quando il solfato di rame viene aggiunto a una soluzione
2CuSO4 + 2H2O<=>(CuOH)2SO4 + H2SO4
soluzione di idrossido di sodio, gli ioni idrossido in essa contenuti interagiranno con gli ioni idrogeno. Di conseguenza, la loro concentrazione diminuirà e, secondo il principio di Le Chatelier, l'equilibrio nel sistema si sposterà a destra, il grado di idrolisi aumenterà. E se una soluzione di solfuro di sodio viene aggiunta alla stessa soluzione, l'equilibrio non si sposterà a destra, come ci si potrebbe aspettare (miglioramento reciproco dell'idrolisi), ma, al contrario, a sinistra, a causa del legame di ioni di rame in solfuro di rame praticamente insolubile.
5). concentrazione di sale. La considerazione di questo fattore porta ad una conclusione paradossale: l'equilibrio nel sistema si sposta verso destra, secondo il principio di Le Chatelier, ma il grado di idrolisi diminuisce.
Esempio,
Al(NO 3 ) 3
Il sale viene idrolizzato al catione. È possibile migliorare l'idrolisi di questo sale se:
- riscaldare o diluire la soluzione con acqua;
- aggiungere una soluzione di alcali (NaOH);
- aggiungere una soluzione di sale idrolizzato dall'anione Na 2 CO 3 ;
- dissoluzione del piombo al freddo;
- preparare la soluzione di Al(NO 3 ) 3 più concentrata possibile;
- aggiungere un acido alla soluzione, come HCl
L'idrolisi dei sali delle basi poliacide e degli acidi polibasici procede passo passo
Ad esempio, l'idrolisi del cloruro di ferro (II) comprende due fasi:
1° passo
FeCl2+HOH<=>Fe(OH)Cl + HCl
Fe2+ + 2Cl - + H + + OH -<=>Fe(OH) + + 2Cl - + H +
2a fase
Fe(OH)Cl + HOH<=>Fe(OH)2 + HCl
Fe(OH) + + Cl - + H + + OH -<=>Fe( OH) 2 + H + + Cl -
L'idrolisi del carbonato di sodio comprende due fasi:
1° passo
Na2CO3 + HOH<=>NaHCO3 + NaOH
CO 3 2- + 2Na + + H + + OH - => HCO 3 - + OH - + 2Na +
2a fase
NaHCO3 + H2O<=>NaOH + H2CO3
HCO3 - + Na + + H + + OH -<=>H2CO3+OH-+Na+
L'idrolisi è un processo reversibile. Un aumento della concentrazione di ioni idrogeno e ioni idrossido impedisce alla reazione di procedere fino al completamento. Parallelamente all'idrolisi, avviene una reazione di neutralizzazione quando la base debole risultante (Fe (OH) 2) interagisce con un acido forte e l'acido debole risultante (H 2 CO 3) reagisce con un alcali.
L'idrolisi procede in modo irreversibile se a seguito della reazione si forma una base insolubile e (o) un acido volatile:
Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d\u003e 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Sali completamente decomposti dall'acqua - Al2S3 , non può essere ottenuto mediante la reazione di scambio in soluzioni acquose, poiché al posto dello scambio procede la reazione di idrolisi congiunta:
2AlCl3+3Na2S≠Al2S3+6NaCl
2AlCl3 +3Na2S+6H2 O=2Al(OH)3 ↓+6NaCl+3H2S(miglioramento reciproco dell'idrolisi)
Pertanto si ottengono in mezzi anidri mediante sinterizzazione o altri metodi, ad esempio:
2Al+3S = t°C\u003d Al2S3
Esempi di reazioni di idrolisi
(NH 4) 2 CO 3 carbonato di ammonio sale, acido debole e base debole. Solubile. Idrolizza contemporaneamente sia il catione che l'anione. Il numero di passaggi è 2.
Stadio 1: (NH 4) 2 CO 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH + NH 4 HCO 3
2° passo: NH4HCO3 + H2O ↔NH4OH + H2CO3
La reazione della soluzione è leggermente alcalina pH > 7, perché l'idrossido di ammonio è un elettrolita più forte dell'acido carbonico. K d (NH 4 OH)> K d (H 2 CO 3)
CH 3 COONH 4 acetato di ammonio sale, acido debole e base debole. Solubile. Idrolizza contemporaneamente sia il catione che l'anione. Il numero di passaggi è 1.
CH3COONH4 + H2O ↔NH4OH + CH3COOH
La reazione della soluzione è a pH neutro \u003d 7, perché K d (CH 3 COO H) \u003d K d (NH 4 OH)
K2HPO4– potassio idrogeno fosfato sale, acido debole e base forte. Solubile. Idrolizzato all'anione. Il numero di passaggi è 2.
1 passo: K2HPO4 +H2O ↔KH2PO4 +KOH
2° passo: KH2PO4 +H2O ↔H3PO4 +KOH
reazione della soluzione 1 passaggio leggermente alcalinopH=8,9 , poiché a seguito dell'idrolisi, gli ioni OH - si accumulano nella soluzione e il processo di idrolisi prevale sul processo di dissociazione degli ioni HPO 4 2-, dando ioni H + (HPO 4 2- ↔H + + PO 4 3-)
reazione della soluzione 2 stadi leggermente acidipH=6,4 , poiché il processo di dissociazione degli ioni diidroortofosfato prevale sul processo di idrolisi, mentre gli ioni idrogeno non solo neutralizzano gli ioni idrossido, ma rimangono anche in eccesso, provocando una reazione leggermente acida del mezzo.
Obiettivo: determinare il mezzo delle soluzioni di bicarbonato di sodio e idrosolfito di sodio.
Soluzione:
1) Considera i processi in una soluzione di bicarbonato di sodio. La dissociazione di questo sale avviene in due fasi, nella seconda fase si formano i cationi idrogeno:
NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 - (I)
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- ( II )
La costante di dissociazione per il secondo stadio è la K 2 dell'acido carbonico, pari a 4,8∙10 -11.
L'idrolisi del bicarbonato di sodio è descritta dall'equazione:
NaHCO3 + H2O ↔ H2CO3 + NaOH
HCO 3 - + H 2 O ↔H 2 CO 3 + OH -, la cui costante è
K g \u003d K w / K 1 (H 2 CO 3) \u003d 1 ∙ 10 -14 / 4,5 ∙ 10 -7 \u003d 2,2 ∙ 10 -8.
Pertanto la costante di idrolisi è notevolmente maggiore della costante di dissociazione soluzioneNaHCO 3 ha un ambiente alcalino.
2) Considerare i processi in una soluzione di idrosolfito di sodio. La dissociazione di questo sale avviene in due fasi, nella seconda fase si formano i cationi idrogeno:
NaHSO 3 \u003d Na + + HSO 3 - (I)
HSO 3 - ↔ H + + SO 3 2- (II)
La costante di dissociazione per il secondo stadio è K 2 dell'acido solforoso, pari a 6,2∙10 -8.
L'idrolisi dell'idrosolfito di sodio è descritta dall'equazione:
NaHSO3 + H2O ↔H2SO3 + NaOH
HSO 3 - + H 2 O ↔H 2 SO 3 + OH -, la cui costante è
K g \u003d K w / K 1 (H 2 SO 3) \u003d 1 ∙ 10 -14 / 1,7 ∙ 10 -2 \u003d 5,9 ∙ 10 -13.
In questo caso, la costante di dissociazione è maggiore della costante di idrolisi, quindi soluzione
NaHSO 3 ha un ambiente acido.
Obiettivo: determinare il mezzo della soluzione salina di cianuro di ammonio.
Soluzione:
NH4CN ↔NH4 + +CN -
NH4++2H2O ↔NH3. H2O+H3O+
CN - + H 2 O ↔HCN + OH -
NH4CN + H2O↔ NH4OH+HCN
K d (HCN) =7,2∙10 -10; K d (NH 4 OH) \u003d 1,8 ∙ 10 -5
Risposta: Idrolisi per catione e anione, perché K o > K k, leggermente alcalino, pH > 7
Studiamo l'effetto di un indicatore universale sulle soluzioni di alcuni sali 
Come possiamo vedere, l'ambiente della prima soluzione è neutro (pH=7), la seconda è acido (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Come spiegare un fatto così interessante? 🙂
Per prima cosa ricordiamo cos'è il pH e da cosa dipende.
Il pH è un indicatore dell'idrogeno, una misura della concentrazione di ioni idrogeno in una soluzione (secondo le prime lettere delle parole latine potentia idrogeno - la forza dell'idrogeno).
Il pH è calcolato come logaritmo decimale negativo della concentrazione di ioni idrogeno, espresso in moli per litro:
Nell'acqua pura a 25 °C le concentrazioni di ioni idrogeno e ioni idrossido sono le stesse e ammontano a 10 -7 mol/l (pH=7).
Quando le concentrazioni di entrambi i tipi di ioni in una soluzione sono le stesse, la soluzione è neutra. Quando > la soluzione è acida e quando > - alcalina.
A causa di cosa, in alcune soluzioni acquose di sali, c'è una violazione dell'uguaglianza delle concentrazioni di ioni idrogeno e ioni idrossido?
Il fatto è che si verifica uno spostamento nell'equilibrio della dissociazione dell'acqua dovuto al legame di uno dei suoi ioni (o) con ioni di sale con la formazione di un prodotto scarsamente dissociato, difficilmente solubile o volatile. Questa è l'essenza dell'idrolisi.
- questa è l'interazione chimica degli ioni sale con gli ioni acqua, che porta alla formazione di un elettrolita debole - un acido (o sale acido) o una base (o sale basico).
La parola "idrolisi" significa decomposizione mediante acqua ("idro" - acqua, "lisi" - decomposizione).
A seconda di quale ione di sale interagisce con l'acqua, esistono tre tipi di idrolisi:
- idrolisi per catione (solo il catione reagisce con l'acqua);
- idrolisi dell'anione (solo l'anione reagisce con l'acqua);
- idrolisi congiunta - idrolisi mediante catione e anione (sia il catione che l'anione reagiscono con l'acqua).
Qualsiasi sale può essere considerato come un prodotto formato dall'interazione di una base e un acido:
Idrolisi del sale: l'interazione dei suoi ioni con l'acqua, che porta alla comparsa di un ambiente acido o alcalino, ma non accompagnato dalla formazione di precipitato o gas.
Il processo di idrolisi procede solo con la partecipazione solubile sali e si compone di due fasi:
1)dissociazione sale in soluzione irreversibile reazione (grado di dissociazione o 100%);
2) in realtà , cioè. Interazione degli ioni salini con l'acqua reversibile reazione (grado di idrolisi ˂ 1, ovvero 100%)
Le equazioni del 1° e del 2° stadio - la prima è irreversibile, la seconda è reversibile - non possono essere sommate!
Si noti che i sali formati da cationi alcali e anioni forte gli acidi non subiscono idrolisi, si dissociano solo quando disciolti in acqua. Nelle soluzioni di sali KCl, NaNO 3 , NaSO 4 e BaI, il mezzo neutro.
Idrolisi anionica
In caso di interazione anioni sale sciolto con acqua si chiama il processo idrolisi del sale nell'anione.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (dissociazione)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (idrolisi)
La dissociazione del sale KNO 2 procede completamente, l'idrolisi dell'anione NO 2 - in misura molto piccola (per una soluzione 0,1 M - dello 0,0014%), ma questo risulta essere sufficiente affinché la soluzione diventi alcalino(tra i prodotti dell'idrolisi è presente uno ione OH -), in esso P H = 8,14.
Gli anioni subiscono solo idrolisi Debole acidi (in questo esempio, lo ione nitrito NO 2 corrispondente all'acido nitroso debole HNO 2). L'anione di un acido debole attira a sé il catione idrogeno presente nell'acqua e forma una molecola di questo acido, mentre lo ione idrossido rimane libero:
NO2 - + H2O (H +, OH -) ↔ HNO2 + OH -
Esempi:
a) NaClO \u003d Na + + ClO -
ClO - + H2O ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
c) Na 2 CO 3 \u003d 2Na + + CO 3 2-
CO32- + H2O ↔ HCO3 - + OH -
d) K 3 PO 4 \u003d 3K + + PO 4 3-
PO4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH -
e) BaS = Ba2+ + S2-
S2- + H2O ↔ HS - + OH -
Si noti che negli esempi (c-e) non è possibile aumentare il numero di molecole d'acqua e al posto degli idroanioni (HCO 3, HPO 4, HS) scrivere le formule degli acidi corrispondenti (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). L'idrolisi è una reazione reversibile e non può procedere “fino alla fine” (prima della formazione di un acido).
Se un acido così instabile come H 2 CO 3 si formasse in una soluzione del suo sale NaCO 3, allora la CO 2 verrebbe rilasciata dalla soluzione di gas (H 2 CO 3 \u003d CO 2 + H 2 O). Tuttavia, quando la soda viene sciolta in acqua, si forma una soluzione trasparente senza sviluppo di gas, che testimonia l'incompletezza dell'idrolisi dell'anione con la comparsa nella soluzione dei soli idranioni dell'acido carbonico HCO 3 -.
Il grado di idrolisi del sale da parte dell'anione dipende dal grado di dissociazione del prodotto dell'idrolisi, l'acido. Più debole è l'acido, maggiore è il grado di idrolisi. Ad esempio, gli ioni CO 3 2-, PO 4 3- e S 2- subiscono idrolisi in misura maggiore rispetto allo ione NO 2, poiché la dissociazione di H 2 CO 3 e H 2 S nel 2° stadio, e H 3 PO 4 in La terza fase procede molto meno della dissociazione dell'acido HNO 2. Pertanto, soluzioni come Na 2 CO 3, K 3 PO 4 e BaS lo faranno altamente alcalino(cosa facilmente verificabile dalla saponosità della soda al tatto) .
Un eccesso di ioni OH in una soluzione è facile da rilevare con un indicatore o misurare con strumenti speciali (pHmetri).
Se in una soluzione concentrata di un sale fortemente idrolizzato dall'anione,
ad esempio Na 2 CO 3, aggiungere alluminio, quindi quest'ultimo (a causa dell'anfoterismo) reagirà con gli alcali e si osserverà sviluppo di idrogeno. Questa è un'ulteriore prova dell'idrolisi, perché non abbiamo aggiunto l'alcali NaOH alla soluzione di soda!
Prestare particolare attenzione ai sali di acidi di media forza: ortofosforici e solforosi. Nella prima fase, questi acidi si dissociano abbastanza bene, quindi i loro sali acidi non subiscono idrolisi e l'ambiente della soluzione di tali sali è acido (a causa della presenza di un catione idrogeno nella composizione del sale). E i sali medi vengono idrolizzati dall'anione: il mezzo è alcalino. Quindi, idrosolfiti, idrofosfati e diidrofosfati non vengono idrolizzati dall'anione, il mezzo è acido. Solfiti e fosfati vengono idrolizzati dall'anione, l'ambiente è alcalino.
Idrolisi per catione
Nel caso dell'interazione di un catione di un sale disciolto con acqua, viene chiamato il processo
idrolisi del sale nel catione
1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 - (dissociazione)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (idrolisi)
La dissociazione del sale Ni (NO 3) 2 procede completamente, l'idrolisi del catione Ni 2+ - in misura molto piccola (per una soluzione 0,1 M - dello 0,001%), ma questo è sufficiente affinché il mezzo diventi acido (tra i prodotti dell'idrolisi è presente uno ione H+).
Solo i cationi di idrossidi basici e anfoteri scarsamente solubili e il catione ammonio subiscono idrolisi. NH4+. Il catione metallico separa lo ione idrossido dalla molecola d'acqua e rilascia il catione idrogeno H+.
Il catione ammonio, a seguito dell'idrolisi, forma una base debole - ammoniaca idrato e un catione idrogeno:
NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +
Tieni presente che non è possibile aumentare il numero di molecole d'acqua e invece di idrossicationi (ad esempio NiOH +) scrivere formule di idrossido (ad esempio Ni (OH) 2). Se si formassero idrossidi, dalle soluzioni saline cadrebbero precipitati, cosa che non si osserva (questi sali formano soluzioni trasparenti).
Un eccesso di cationi idrogeno è facile da rilevare con un indicatore o misurare con strumenti speciali. Il magnesio o lo zinco vengono introdotti in una soluzione concentrata di un sale che viene fortemente idrolizzato dal catione, quindi quest'ultimo reagisce con l'acido con liberazione di idrogeno.
Se il sale è insolubile, non avviene idrolisi, perché gli ioni non interagiscono con l'acqua.
Secondo la teoria della dissociazione elettrolitica in una soluzione acquosa, le particelle di soluto interagiscono con le molecole d'acqua. Questa interazione può portare a una reazione di idrolisi.
Idrolisiè una reazione di decomposizione di scambio di una sostanza da parte dell'acqua.
Varie sostanze subiscono idrolisi: inorganiche - sali, carburi e idruri di metalli, alogenuri non metallici; organico - alogenoalcani, esteri e grassi, carboidrati, proteine, polinucleotidi.
Le soluzioni acquose di sali hanno diversi valori di pH e diversi tipi di mezzi: acidi (pH< 7), щелочную (рН >7), neutro (рН = 7). Ciò è dovuto al fatto che i sali nelle soluzioni acquose possono subire idrolisi.
L'essenza dell'idrolisi si riduce all'interazione chimica di scambio di cationi salini o anioni con molecole d'acqua. Come risultato di questa interazione, si forma un composto a bassa dissociazione (elettrolita debole). E in una soluzione salina acquosa appare un eccesso di ioni H + o OH liberi e la soluzione salina diventa rispettivamente acida o alcalina.
Classificazione del sale
Qualsiasi sale può essere pensato come il prodotto dell'interazione di una base con un acido. Ad esempio, il sale KClO è formato dalla base forte KOH e dall'acido debole HClO.
A seconda della forza della base e dell'acido, si può distinguere quattro tipi di sali.
Considera il comportamento dei sali di vario tipo in soluzione.
1. Sali formati base forte E acido debole.
Ad esempio, il sale di cianuro di potassio KCN è formato dalla base forte KOH e dall'acido debole HCN:
In una soluzione acquosa di sale avvengono due processi:
2) completa dissociazione del sale (elettrolita forte):
Gli ioni H + e CN formati durante questi processi interagiscono tra loro, legandosi alle molecole di un elettrolita debole - acido cianidrico HCN, mentre l'idrossido - ione OH - rimane in soluzione, causando così il suo ambiente alcalino. L'idrolisi avviene nell'anione CN - .
Scriviamo l'equazione ionica completa del processo in corso (idrolisi):
Questo processo è reversibile e l'equilibrio chimico viene spostato a sinistra (verso la formazione delle sostanze di partenza), poiché l'acqua è un elettrolita molto più debole dell'acido cianidrico HCN:
L'equazione mostra che:
1) nella soluzione sono presenti ioni idrossido liberi OH - e la loro concentrazione è maggiore che nell'acqua pura, quindi la soluzione salina KCN ha un ambiente alcalino (pH> 7);
2) Gli ioni CN partecipano alla reazione con l'acqua, nel qual caso dicono che è in atto l'idrolisi anionica. Altri esempi di anioni di acidi deboli che reagiscono con l'acqua sono:
Formico HCOOH - anione HCOO -;
Acetico CH 3 COOH - anione CH 3 COO -;
Azotato HNO 2 - anione NO 2 -;
Solfuro di idrogeno H 2 S - anione S 2-;
Carbone H 2 CO 3 - CO 3 2- anione;
Anione solforoso H 2 SO 3 - SO 3 2-.
Considera l'idrolisi del carbonato di sodio Na 2 CO 3:
Il sale viene idrolizzato dall'anione CO 3 2-.
I prodotti dell'idrolisi sono il sale acido NaHCO 3 e l'idrossido di sodio NaOH.
L'ambiente di una soluzione acquosa di carbonato di sodio è alcalino (pH> 7), poiché la concentrazione di ioni OH aumenta nella soluzione. Anche il sale acido NaHCO 3 può subire idrolisi, che avviene in misura molto ridotta e può essere trascurata.
Per riassumere ciò che hai imparato sull'idrolisi degli anioni:
1) secondo l'anione del sale, di regola, vengono idrolizzati in modo reversibile;
2) l'equilibrio chimico in tali reazioni è fortemente spostato a sinistra;
3) la reazione del mezzo in soluzioni di sali simili è alcalina (pH > 7);
4) durante l'idrolisi dei sali formati da acidi polibasici deboli si ottengono sali acidi.
2. Sali formati acido forte E base debole.
Considera l'idrolisi del cloruro di ammonio NH 4 Cl.
In una soluzione acquosa di sale avvengono due processi:
1) una leggera dissociazione reversibile delle molecole d'acqua (un elettrolita anfotero molto debole), che può essere scritta in modo semplificato utilizzando l'equazione:
2) completa dissociazione del sale (elettrolita forte):
Gli ioni OH - e NH 4 risultanti interagiscono tra loro per ottenere NH 3 H 2 O (elettrolita debole), mentre gli ioni H + rimangono in soluzione, causando così il suo ambiente acido.
Equazione completa dell'idrolisi ionica:
Il processo è reversibile, l'equilibrio chimico viene spostato verso la formazione delle sostanze iniziali, poiché l'acqua H 2 O è un elettrolita molto più debole dell'ammoniaca idrato NH 3 H 2 O.
Equazione abbreviata dell'idrolisi ionica:
L'equazione mostra che:
1) nella soluzione ci sono ioni idrogeno liberi H + e la loro concentrazione è maggiore che nell'acqua pura, quindi la soluzione salina ha un ambiente acido (pH< 7);
2) i cationi ammonio NH + partecipano alla reazione con l'acqua; in questo caso si dice che c'è idrolisi a livello del catione.
I cationi multicarica possono anche partecipare alla reazione con l'acqua: M 2+ doppiamente caricati (ad esempio Ni 2 +, Cu 2 +, Zn 2+ ...), oltre ai cationi di metalli alcalino-terrosi, M 3 + triplamente caricati ( ad esempio Fe 3 +, Al 3 + , Cr 3+ …).
Consideriamo l'idrolisi del nitrato di nichel Ni(NO 3) 2 , idrolisi del sale da parte del catione:
Il sale viene idrolizzato nel catione Ni 2+.
Equazione completa dell'idrolisi ionica:
Equazione ionica abbreviata:
I prodotti dell'idrolisi sono il sale basico NiOHNO 3 e l'acido nitrico HNO 3 .
Il mezzo di una soluzione acquosa di nitrato di nichel è acido (pH< 7), потому что в растворе увеличивается концентрация ионов Н + .
L'idrolisi del sale NiOHNO 3 procede in misura molto minore e può essere trascurata. Così:
1) a seconda del catione, i sali, di regola, vengono idrolizzati in modo reversibile;
2) l'equilibrio chimico delle reazioni è fortemente spostato a sinistra;
3) la reazione del mezzo in soluzioni di tali sali è acida (pH< 7);
4) durante l'idrolisi dei sali formati da basi poliacide deboli si ottengono sali basici.
3. Sali formati base debole E acido debole.
Tali sali subiscono idrolisi sia a livello del catione che dell'anione.
Un catione di base debole lega gli ioni OH delle molecole d'acqua, formando una base debole; un anione di un acido debole lega gli ioni H+ delle molecole d'acqua, formando un acido debole. La reazione delle soluzioni di questi sali può essere neutra, leggermente acida o leggermente alcalina. Dipende dalle costanti di dissociazione di due elettroliti deboli: acidi e basi, che si formano a seguito dell'idrolisi.
Ad esempio, consideriamo l'idrolisi di due sali: acetato di ammonio NH 4 CH 3 COO e formiato di ammonio NH 4 HCCO:
Nelle soluzioni acquose di questi sali, i cationi della base debole NH + interagiscono con gli ioni idrossido OH - (ricorda che l'acqua dissocia H 2 O \u003d H + + OH -) e gli anioni degli acidi deboli CH 3 COO - e HCOO - interagiscono con cationi H + con la formazione di molecole di acidi deboli - acetico CH 3 COOH e formico HCOOH.
Scriviamo le equazioni ioniche dell'idrolisi:
In questi casi, anche l'idrolisi è reversibile, ma l'equilibrio è spostato verso la formazione di prodotti di idrolisi: due elettroliti deboli.
Nel primo caso il mezzo della soluzione è neutro (pH = 7), poiché K d (CH 3 COOH) = K d (NH 3 H 2 O) = 1,8 10 -5. Nel secondo caso, il mezzo della soluzione sarà leggermente acido (pH< 7), т. к. K д (HCOOH) = 2,1 10 -4 и K д (NH 3 H 2 O) < K д HCOOH), где K д - константа диссоциации.
L'idrolisi della maggior parte dei sali è un processo reversibile. In uno stato di equilibrio chimico, solo una parte del sale viene idrolizzata. Tuttavia, alcuni sali vengono completamente decomposti dall'acqua, cioè la loro idrolisi è un processo irreversibile.
Il solfuro di alluminio Al 2 S 3 in acqua subisce un'idrolisi irreversibile, poiché gli ioni H + che compaiono durante l'idrolisi da parte del catione sono legati dagli ioni OH formati durante l'idrolisi da parte dell'anione. Ciò migliora l'idrolisi e porta alla formazione di idrossido di alluminio insolubile e gas di idrogeno solforato:
Pertanto, il solfuro di alluminio Al 2 S 3 non può essere ottenuto mediante una reazione di scambio tra soluzioni acquose di due sali, ad esempio cloruro di alluminio AlCl 3 e solfuro di sodio Na 2 S.
Come risultato dell'idrolisi sia per il catione che per l'anione:
1) se i sali vengono idrolizzati sia dal catione che dall'anione in modo reversibile, allora l'equilibrio chimico nelle reazioni di idrolisi viene spostato a destra; la reazione del mezzo in questo caso è neutra, o leggermente acida, o leggermente alcalina, che dipende dal rapporto tra le costanti di dissociazione della base e dell'acido risultanti;
2) i sali possono essere idrolizzati sia dal catione che dall'anione in modo irreversibile se almeno uno dei prodotti dell'idrolisi lascia la sfera di reazione.
4. Sali formati base forte E acido forte, non subire idrolisi .
Considera il "comportamento" in una soluzione di cloruro di potassio KCl.
Il sale in una soluzione acquosa si dissocia in ioni (KCl \u003d K + + Cl -), ma quando interagisce con l'acqua, un elettrolita debole non può formarsi. Il mezzo della soluzione è neutro (pH = 7), poiché le concentrazioni di ioni H + e OH nella soluzione sono uguali, come nell'acqua pura.
Altri esempi di tali sali possono essere alogenuri di metalli alcalini, nitrati, perclorati, solfati, cromati e dicromati, alogenuri di metalli alcalino terrosi (diversi dai fluoruri), nitrati e perclorati.
Va inoltre notato che la reazione di idrolisi reversibile è completamenteobbedisce al principio di Le Chatelier . Pertanto, l'idrolisi del sale puòmigliorare (e addirittura renderlo irreversibile) nei seguenti modi:
1) aggiungere acqua (ridurre la concentrazione);
2) riscaldare la soluzione, aumentando così la dissociazione endotermica dell'acqua:
Ciò significa che aumenta la quantità di H + e OH -, necessari per l'attuazione dell'idrolisi del sale;
3) legare uno dei prodotti dell'idrolisi in un composto scarsamente solubile o rimuovere uno dei prodotti nella fase gassosa; ad esempio, l'idrolisi del cianuro di ammonio NH 4 CN sarà notevolmente migliorata dalla decomposizione dell'idrato di ammoniaca per formare ammoniaca NH 3 e acqua H 2 O:
L'idrolisi puòsopprimere (ridurre notevolmente la quantità di sale sottoposto ad idrolisi), procedendo come segue:
1) aumentare la concentrazione del soluto;
2) raffreddare la soluzione (per indebolire l'idrolisi, le soluzioni saline devono essere conservate concentrate e a basse temperature);
3) introdurre nella soluzione uno dei prodotti dell'idrolisi; ad esempio, acidificare la soluzione se il suo ambiente è acido a causa dell'idrolisi, oppure alcalinizzare se è alcalino.
Significato dell'idrolisi
L'idrolisi dei sali ha sia praticità che significato biologico.
Fin dall'antichità la cenere è stata utilizzata come detersivo. La cenere contiene carbonato di potassio K 2 CO 3, che viene idrolizzato in acqua come anione, la soluzione acquosa diventa saponosa a causa degli ioni OH - formati durante l'idrolisi.
Attualmente utilizziamo sapone, detersivi e altri detersivi nella vita di tutti i giorni. Il componente principale del sapone sono i sali di sodio e potassio degli acidi carbossilici grassi superiori: stearati, palmitati, che vengono idrolizzati.
L'idrolisi dello stearato di sodio C 17 H 35 COONa è espressa dalla seguente equazione ionica:
cioè, la soluzione ha un ambiente leggermente alcalino.
I sali che creano l'ambiente alcalino necessario della soluzione sono contenuti nello sviluppatore fotografico. Questi sono carbonato di sodio Na 2 CO 3, carbonato di potassio K 2 CO 3, borace Na 2 B 4 O 7 e altri sali che idrolizzano lungo l'anione.
Se l'acidità del terreno è insufficiente, le piante sviluppano una malattia: la clorosi. I suoi segni sono l'ingiallimento o lo sbiancamento delle foglie, ritardo nella crescita e nello sviluppo. Se pH> 7,5, viene applicato il fertilizzante solfato di ammonio (NH 4) 2 SO 4, che contribuisce ad un aumento dell'acidità dovuto all'idrolisi da parte del catione che passa nel terreno:
Il ruolo biologico dell'idrolisi di alcuni sali che compongono il nostro organismo è inestimabile.
Ad esempio, la composizione del sangue comprende bicarbonato e sali di sodio idrogeno fosfato. Il loro ruolo è mantenere una certa reazione dell'ambiente.
Ciò si verifica a causa di uno spostamento nell'equilibrio dei processi di idrolisi:
Se c'è un eccesso di ioni H + nel sangue, questi si legano agli ioni idrossido OH - e l'equilibrio si sposta a destra. Con un eccesso di ioni idrossido OH, l'equilibrio si sposta a sinistra. Per questo motivo, l'acidità del sangue di una persona sana fluttua leggermente.
O per esempio: la saliva umana contiene ioni HPO 4. Grazie a loro, nella cavità orale viene mantenuto un certo ambiente (pH = 7-7,5).
Materiale di riferimento per il superamento del test:
Tavolo Mendeleev
Tabella di solubilità
trascrizione
1 IDROLISI DI SOSTANZE ORGANICHE ED INORGANICHE
2 L'idrolisi (dal greco antico “ὕδωρ” acqua e “λύσις” decomposizione) è uno dei tipi di reazioni chimiche in cui, quando le sostanze interagiscono con l'acqua, la sostanza iniziale si decompone con la formazione di nuovi composti. Il meccanismo di idrolisi dei composti di varie classi: - sali, carboidrati, grassi, esteri, ecc. Presenta differenze significative
3 Idrolisi delle sostanze organiche Gli organismi viventi effettuano l'idrolisi di varie sostanze organiche nel corso di reazioni con la partecipazione di ENZIMI. Ad esempio, durante l'idrolisi, con la partecipazione degli enzimi digestivi, le PROTEINE vengono scomposte in AMMINOACIDI, i GRASSI in GLICEROLO e ACIDI GRASSI, i POLISACCARIDI (ad esempio amido e cellulosa) in MONOSACCARIDI (ad esempio in GLUCOSIO), ACIDI NUCLEICI in NUCLEOTIDI liberi. Quando i grassi vengono idrolizzati in presenza di alcali si ottiene il sapone; l'idrolisi dei grassi in presenza di catalizzatori viene utilizzata per ottenere glicerolo e acidi grassi. L'etanolo si ottiene mediante idrolisi del legno e i prodotti dell'idrolisi della torba vengono utilizzati nella produzione di lievito di foraggio, cera, fertilizzanti, ecc.
4 1. Idrolisi dei composti organici i grassi vengono idrolizzati per ottenere glicerolo e acidi carbossilici (saponificazione con NaOH):
5 amido e cellulosa vengono idrolizzati a glucosio:
7 TEST 1. Durante l'idrolisi dei grassi, 1) alcoli e acidi minerali 2) aldeidi e acidi carbossilici 3) alcoli monovalenti e acidi carbossilici 4) glicerolo e acidi carbossilici RISPOSTA: 4 2. L'idrolisi subisce: 1) Acetilene 2) Cellulosa 3 ) Etanolo 4) Metano RISPOSTA: 2 3. L'idrolisi subisce: 1) Glucosio 2) Glicerina 3) Grasso 4) Acido acetico RISPOSTA: 3
8 4. Durante l'idrolisi degli esteri si formano: 1) Alcoli e aldeidi 2) Acidi carbossilici e glucosio 3) Amido e glucosio 4) Alcoli e acidi carbossilici RISPOSTA: 4 5. Quando si ottiene l'idrolisi dell'amido: 1) Saccarosio 2) Fruttosio 3) Maltosio 4) Glucosio RISPOSTA: 4
9 2. Idrolisi reversibile e irreversibile Quasi tutte le reazioni considerate di idrolisi di sostanze organiche sono reversibili. Ma esiste anche l'idrolisi irreversibile. La proprietà generale dell'idrolisi irreversibile è che uno (preferibilmente entrambi) dei prodotti dell'idrolisi deve essere rimosso dalla sfera di reazione sotto forma di: - SEDIMENTO, - GAS. CaC₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + C₂H₂ Nell'idrolisi dei sali: Al₄C₃ + 12 H₂O = 4 Al(OH)₃ + 3CH₄ Al₂S₃ + 6 H₂O CaH₂ + 2 H₂O = 2 Al(OH)₃ + 3 H₂S = 2Ca(OH)₂ + H₂
10 IDROLISI SOLEY L'idrolisi dei sali è un tipo di reazione di idrolisi causata dal verificarsi di reazioni di scambio ionico in soluzioni di sali elettrolitici solubili (acquosi). La forza trainante del processo è l’interazione degli ioni con l’acqua, che porta alla formazione di un elettrolita debole in forma ionica o molecolare (“legame ionico”). Distinguere tra idrolisi reversibile e irreversibile dei sali. 1. Idrolisi di un sale di un acido debole e di una base forte (idrolisi anionica). 2. Idrolisi di un sale di un acido forte e di una base debole (idrolisi cationica). 3. Idrolisi del sale di un acido debole e di una base debole (irreversibile) Il sale di un acido forte e di una base forte non subisce idrolisi
12 1. Idrolisi di un sale di un acido debole e una base forte (idrolisi di anioni): (la soluzione ha un ambiente alcalino, la reazione è reversibile, l'idrolisi nel secondo stadio procede in misura insignificante) 2. Idrolisi di un sale di un acido forte e una base debole (idrolisi cationica): (la soluzione ha un ambiente acido, la reazione procede in modo reversibile, l'idrolisi nella seconda fase procede in misura insignificante)
13 3. Idrolisi di un sale di un acido debole e di una base debole: (l'equilibrio è spostato verso i prodotti, l'idrolisi procede quasi completamente, poiché entrambi i prodotti di reazione lasciano la zona di reazione sotto forma di precipitato o gas). Il sale di un acido forte e di una base forte non subisce idrolisi e la soluzione è neutra.
14 SCHEMA DELL'IDROLISI DEL CARBONATO DI SODIO NaOH base forte Na₂CO₃ H₂CO₃ acido debole > [H]+ SALE ACIDO BASICO MEDIO, idrolisi ANIONICA
15 Primo stadio di idrolisi Na₂CO₃ + H₂O NaOH + NaHCO₃ 2Na+ + CO₃ ² + H₂O Na+ + OH + Na+ + HCO₃ CO₃ ² + H₂O OH + HCO₃ Secondo stadio di idrolisi NaHCO₃ + H₂O = NaOH + H₂CO ₃ CO₂ H₂O Na+ + HCO₃ + H₂O = Na+ + OH + CO₂ + H₂O HCO₃ + H₂O = OH + CO₂ + H₂O
16 SCHEMA DI IDROLISI DEL CLORURO DI RAME(II) Cu(OH)₂ base debole CuCl₂ HCl acido forte< [ H ]+ КИСЛАЯ СРЕДА СОЛЬ ОСНОВНАЯ, гидролиз по КАТИОНУ
17 Primo stadio dell'idrolisi CuCl₂ + H₂O (CuOH)Cl + HCl Cu+² + 2 Cl + H₂O (CuOH)+ + Cl + H+ + Cl Cu+² + H₂O (CuOH)+ + H+ Secondo stadio dell'idrolisi (СuOH) Cl + H₂O Cu(OH)₂ + HCl (Cu OH)+ + Cl + H₂O Cu(OH)₂ + H+ + Cl (CuOH)+ + H₂O Cu(OH)₂ + H+
18 SCHEMA DI IDROLISI DEL SOLFURO DI ALLUMINIO Al₂S₃ Al(OH)₃ H₂S base debole acido debole = [H]+ REAZIONE NEUTRA DEL MEDIO idrolisi irreversibile
19 Al₂S₃ + 6 H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S IDROLISI DEL CLORURO DI SODIO NaCl NaOH HCl base forte acido forte = [H]+ REAZIONE NEUTRA DELL'AMBIENTE non avviene idrolisi NaCl + H₂O = NaOH + HCl Na+ + Cl + H₂O = Na+ + OH + H+ + Cl
20 Trasformazione della crosta terrestre Fornire un ambiente leggermente alcalino per l'acqua di mare IL RUOLO DELL'IDROLISI NELLA VITA UMANA Lavanderia Lavare i piatti Lavare con sapone Processi di digestione
21 Scrivi le equazioni dell'idrolisi: A) K₂S B) FeCl₂ C) (NH₄)₂S D) BaI₂ K₂S: KOH è una base forte H₂S acido debole HS + K+ + OH S² + H₂O HS + OH FeCl₂ : Fe(OH)₂ - base debole HCL - acido forte FeOH)+ + Cl + H+ + Cl Fe +² + H₂O (FeOH)+ + H+
22 (NH₄)₂S: NH₄OH - base debole; H₂S - acido debole HI - acido forte HYDROLYSIS NO
23 Esegui su un foglio di carta. Consegna il tuo lavoro all'insegnante nella lezione successiva.
25 7. Una soluzione acquosa di quale dei sali ha un ambiente neutro? a) Al(NO₃)₃ b) ZnCl₂ c) BaCl₂ d) Fe(NO₃)₂ 8. In quale soluzione il colore della cartina di tornasole sarà blu? a) Fe₂(SO₄)₃ b) K₂S c) CuCl₂ d) (NH₄)₂SO₄
26 9. L'idrolisi non è soggetta a 1) carbonato di potassio 2) etano 3) cloruro di zinco 4) grasso 10. Durante l'idrolisi della fibra (amido) si può formare: 1) glucosio 2) solo saccarosio 3) solo fruttosio 4) anidride carbonica e acqua 11. Il mezzo di soluzione come risultato dell'idrolisi del carbonato di sodio 1) alcalino 2) fortemente acido 3) acido 4) neutro 12. L'idrolisi subisce 1) CH 3 COOK 2) KCI 3) CaCO 3 4 ) Na2SO4
27 13. L'idrolisi non è soggetta a 1) solfato ferroso 2) alcoli 3) cloruro di ammonio 4) esteri
28 PROBLEMA Spiegare perché quando si versano soluzioni - FeCl₃ e Na₂CO₃ - precipita e viene rilasciato gas? 2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂
29 Fe+³ + H₂O (FeOH)+² + H+ CO₃ ² + H₂O HCO₃ + OH CO₂ + H₂O Fe(OH)₃
L'idrolisi è una reazione della decomposizione metabolica delle sostanze da parte dell'acqua. Idrolisi di sostanze organiche Sostanze inorganiche Sali Idrolisi di sostanze organiche Proteine Alogenoalcani Esteri (grassi) Carboidrati
IDROLISI Concetti generali L'idrolisi è una reazione di scambio dell'interazione di sostanze con l'acqua, che porta alla loro decomposizione. L'idrolisi può essere sottoposta a sostanze inorganiche e organiche di varie classi.
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