21.21: Гідроліз солей - рівняння

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19459

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Випічка здається легкою з усіма попередньо змішаними предметами. («Просто додайте води і розмішайте»). Однак існує велика кількість хімії, яка бере участь у випічці з інгредієнтами, які вимірюються. Одним з важливих інгредієнтів є розпушувач. Пишність в кінцевому продукті бездріжджового рецепта зазвичай обумовлена вуглекислим газом, що утворюється розпушувачем. Один популярний бренд використовує суміш бікарбонату натрію і сульфату алюмінію натрію для виробництва\(\ce{CO_2}\). Реакція така:

\[3 \ce{NaHCO_3} + \ce{NaAl(SO_4)_2} \rightarrow \ce{Al(OH)_3} + 2 \ce{Na_2SO_4} + 3 \ce{CO_2}\nonumber \]

Якщо все піде добре, бісквіти піднімаються, млинці пухнасті, і всі задоволені.

Гідроліз солей: рівняння

Сіль - це іонне з'єднання, яке утворюється, коли кислота і основа нейтралізують один одного. Хоча може здатися, що сольові розчини завжди нейтральні, вони часто можуть бути як кислотними, так і основними.

Розглянемо сіль, що утворюється, коли слабка кислота плавикова кислота нейтралізується сильною основою гідроксиду натрію. Молекулярні та чисті іонні рівняння наведені нижче.

\[\begin{align*} &\ce{HF} \left( aq \right) + \ce{NaOH} \left( aq \right) \rightarrow \ce{NaF} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \\ &\ce{HF} \left( aq \right) + \ce{OH^-} \left( aq \right) \rightarrow \ce{F^-} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \end{align*}\nonumber \]

Оскільки фторид натрію розчинний, іон натрію є глядацьким іоном у реакції нейтралізації. Іон фтору здатний вступати в реакцію, в невеликій мірі, з водою, приймаючи протон.

\[\ce{F^-} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \rightleftharpoons \ce{HF} \left( aq \right) + \ce{OH^-} \left( aq \right)\nonumber \]

Іон фтору діє як слабка основа Бронстеда-Лоурі. Гідроксид-іон, який утворюється в результаті вищевказаної реакції, робить розчин трохи основним. Гідроліз солі - це реакція, при якій один з іонів солі вступає в реакцію з водою, утворюючи або кислий, або основний розчин.

Солі, які утворюють основні рішення

Коли твердий фторид натрію розчиняється у воді, він повністю дисоціює на іони натрію і фторидні іони. Іони натрію не мають ніякої здатності гідролізуватися, але іони фтору гідролізуються, утворюючи невелику кількість плавикової кислоти та гідроксид-іона.

\[\ce{F^-} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \rightleftharpoons \ce{HF} \left( aq \right) + \ce{OH^-} \left( aq \right)\nonumber \]

Солі, які отримують в результаті нейтралізації слабкої кислоти\(\left( \ce{HF} \right)\) міцною основою, завжди\(\left( \ce{NaOH} \right)\) будуть виробляти сольові розчини, які є основними.

Солі, що утворюють кислі розчини

Хлорид\(\left( \ce{NH_4Cl} \right)\) амонію - це сіль, яка утворюється при нейтралізації сильної кислоти\(\ce{HCl}\) слабкою основою\(\ce{NH_3}\). Хлорид амонію розчинний у воді. Отриманий хлорид-іон не здатний гідролізуватися, оскільки він є кон'югатною основою сильної кислоти\(\ce{HCl}\). Іншими словами,\(\ce{Cl^-}\) іон не може прийняти протон з води для утворення\(\ce{HCl}\) і\(\ce{OH^-}\), як це робив іон фтору в попередньому розділі. Однак іон амонію здатний незначно реагувати з водою, даруючи протон і таким чином діючи як кислота.

\[\ce{NH_4^+} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \rightleftharpoons \ce{H_3O^+} \left( aq \right) + \ce{NH_3} \left( aq \right)\nonumber \]

Солі, що утворюють нейтральні розчини

Сіль, яка отримується в результаті реакції сильної кислоти з сильною основою, утворює розчин, який має рН 7. Прикладом може служити хлорид натрію, що утворюється в результаті нейтралізації\(\ce{HCl}\) шляхом\(\ce{NaOH}\). Розчин\(\ce{NaCl}\) у воді не має ні кислих, ні основних властивостей, так як жоден іон не здатний гідролізуватися. Інші солі, що утворюють нейтральні розчини, включають нітрат калію\(\left( \ce{KNO_3} \right)\) і бромід літію\(\left( \ce{LiBr} \right)\). У наведеній нижче таблиці підсумовано, як визначити кислотність або основність розчину солі.

Таблиця\(\PageIndex{1}\)
Сіль утворюється з:	Сольовий розчин
Сильна кислота\(+\) Сильна основа	Нейтральний
Сильна кислота\(+\) Слабка основа	Кислий
Слабка кислота\(+\) Сильна основа	Базовий

Солі, що утворилися в результаті реакції слабкої кислоти і слабкої основи, проаналізувати складніше через конкуруючих реакцій гідролізу між катіоном і аніоном. Ці солі не розглядаються в концепції цієї глави.

Резюме

Гідроліз солі - це реакція, при якій один з іонів солі вступає в реакцію з водою, утворюючи або кислий, або основний розчин.
Солі, які отримують в результаті нейтралізації слабкої кислоти міцною основою, завжди будуть виробляти сольові розчини, які є основними.
Солі, які отримують в результаті нейтралізації сильної кислоти слабкою основою, завжди будуть виробляти сольові розчини, які є кислими.
Сіль, яка отримується в результаті реакції сильної кислоти з сильною основою, утворює розчин, який має рН 7.