HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:"

Kamila Barańska
7 lat temu
Przeglądów:

1 HYDROLIZA SOLI Hydroliza to reakcja chemiczna zachodząca między jonami słabo zdysocjowanej wody i jonami dobrze zdysocjowanej soli słabego kwasu lub słabej zasady. Reakcji hydrolizy mogą ulegać następujące sole: a) sole mocnej zasady i słabego kwasu b) sole słabej zasady i mocnego kwasu c) sole słabej zasady i słabego kwasu W przypadku soli mocnego kwasu i mocnej zasady reakcja hydrolizy nie zachodzi. Hydroliza należy do procesów odwracalnych. Jej równowagę możemy przesunąć w określonym kierunku zmieniając stężenie produktów hydrolizy. Dodanie kwasu do roztworu soli słabych wielowodorotlenowych zasad lub dodanie zasady do słabych wielowodorowych kwasów cofa reakcję przesuwa w lewo- powodując cofnięcie hydrolizy. Stała i stopień hydrolizy charakteryzuje ilościowo reakcję hydrolizy. Stopień hydrolizy określa jaka część ogólnej liczby rozpuszczonych cząsteczek soli uległa hydrolizie. β = c 1 / c 2 gdzie: β stopień hydrolizy c 1 liczba cząsteczek soli, które uległy hydrolizie c 2 liczba cząsteczek soli wprowadzonych do roztworu Stopień hydrolizy zależy od stężenia roztworu, temperatury i rodzaju soli. Stała hydrolizy natomiast dla soli zbudowanych z kwasów i zasad różniących się znacznie mocą opiera się na prawie działania mas. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco: CH 3 COONa + H 2 O CH 3 COOH + Na + + OH - Produktami są słabo zdysocjowany kwas octowy i dobrze dysocjowana zasada sodowa. Jony H + pochodzące z wody wiążą się z anionami soli w wyniku czego powstaje słabo zdysocjowany kwas octowy. Zmniejsza się stężenie jonów wodorowych i zwiększa się stężenie jonów OH - nadając odczyn zasadowy całemu roztworowi. Stałą równowagi określa zależność: Stała hydrolizy K h wyraża się równaniem: K = [CH 3 COOH] [OH - ] / [CH 3 COO - ] [H 2 O] K h = K [H 2 O] = [CH 3 COOH] [OH - ] / [CH 3 COO - ] Korzystając z iloczynu jonowego wody K w = [H + ] [OH - ] oraz stałej dysocjacji słabego kwasu K a, stałą hydrolizy K h przedstawiamy równaniem: K h = [CH 3 COOH] K w / [CH 3 COO - ] [H + ] = K w / K a

2 Stała hydrolizy soli słabego kwasu i mocnej zasady jest odwrotnie proporcjonalna do stałej dysocjacji kwasu. Zapis reakcji hydrolizy: Hydroliza jednostopniowa cząsteczkowo: CH 3 COONa + H 2 O CH 3 COOH + NaOH jonowo: CH 3 COO - + Na + + H 2 O CH 3 COOH + Na + + OH - CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH - produktem reakcji są jony wodorotlenowe, które nadają odczyn zasadowy całemu roztworowi; hydroliza anionowa Hydroliza dwustopniowa I stopień hydrolizy cząsteczkowo: Na 2 CO 3 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH jonowo: 2Na CO 3 + H 2 O Na + + HCO Na + + OH - CO H 2 O HCO 3 + OH - produktami reakcji są wodorowęglan sodu i wodorotlenek sodu. Obecność jonów wodorotlenowych pochodzących od całkowicie zdysocjowanej zasady sodowej, nadaje odczyn zasadowy całemu roztworowi. Wodorowęglan sodu ulega dalszej hydrolizie. hydroliza anionowa II stopień hydrolizy cząsteczkowo: NaHCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + NaOH jonowo: Na HCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + Na + + OH - - HCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + OH - produktami tego etapu są: kwas węglowy i wodorotlenek sodu. Obecność jonów wodorotlenowych w stanie równowagi nadaje charakter zasadowy całemu roztworowi hydroliza anionowa 2. Hydroliza soli słabej zasady i mocnego kwasu Dla tego typu soli przykładem może być chlorek amonowy. Dysocjuje on na jony NH 4 + i Cl -, które reagują z cząsteczkami wody dając w efekcie słabo zdysocjowaną cząsteczkę wodorotlenku amonu oraz dobrze zdysocjowany kwas solny. Jony OH - zostały związane w słabo zdysocjowaną zasadę, natomiast stężenie jonów H + znacznie wzrasta kształtując odczyn całego roztworu jako kwaśny. Stała równowagi dla tej reakcji ma postać: K = [NH 4 OH] [H + ] / [NH 4 + ] [H 2 O] Stała hydrolizy K h wyraża się wzorem: K h = K [H 2 O] = [NH 4 OH] [H + ] / [NH 4 + ]

3 Korzystając z iloczynu jonowego wody K w = [H + ] [OH - ] oraz stałej dysocjacji słabej zasady K b, stałą hydrolizy K h przedstawiamy równaniem: Zapis reakcji hydrolizy K h = [NH 4 OH] K w / [NH 4 + ] [OH] = K w / K b Hydroliza jednostopniowa cząsteczkowo: NH 4 Cl + H 2 O NH 4 OH + HCl jonowo: NH Cl - + 2H 2 O NH 4 OH + H + + Cl - NH H 2 O NH 4 OH + H + produktami reakcji hydrolizy są: wodorotlenek amonu i całkowicie zdysocjowany kwas chlorowodorowy. Zdecydowana przewaga jonów wodorowych nadaje odczyn kwaśny całemu roztworowi hydroliza kationowa Hydroliza dwustopniowa I stopień hydrolizy cząsteczkowo; Al 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O 2Al(OH)SO 4 + H 2 SO 4 jonowo: 2Al SO 4 + 4H 2 O 2[Al(OH)] H 3 O SO 4 Al H 2 O [Al(OH)] 2+ + H 3 O + produktem tej reakcji jest siarczan(vi) wodorotlenku glinu(iii). Jony H + pochodzące od kwasu siarkowego(vi) powodują kwaśny odczyn roztworu II stopień hydrolizy cząsteczkowo: 2Al(OH)SO 4 + 2H 2 O [Al(OH) 2 ] 2 SO 4 + H 2 SO 4 jonowo: 2[Al(OH)] SO H 2 O [Al(OH) 2 ] + + 2H 3 O SO 4 Al H 2 O Al(OH) H 3 O + utworzony kwas siarkowy (VI) jest źródłem jonów hydroniowych nadając kwaśny charakter roztworowi do III stopnia hydrolizy nie dochodzi, ponieważ, ta ilość kwasu siarkowego (VI) utworzona w etapie I i II stabilizuje równowagę ograniczając powstawanie wodorotlenku glinu(iii) hydroliza kationowa 3. Hydroliza soli słabej zasady i słabego kwasu Sól tego typu ulega dysocjacji na słabo zdysocjowany kwas i słabo zdysocjowaną zasadę. Odczyn roztworu będzie zależał od wielkości stałej dysocjacji utworzonego słabego kwasu i utworzonej słabej zasady, tzn. może być kwaśny, zasadowy lub obojętny. Jednym z przykładów hydrolizy o odczynie obojętnym jest octan amonu. CH 3 COOH NH 4 + H 2 O CH 3 COOH + NH 4 OH Tworzy się w tej reakcji hydrolizy słabo zdysocjowany kwas (K CH3COOH = 1, ) i słabo zdysocjowana zasada (K NH4OH = 1, ). Reakcja hydrolizy ma odczyn obojętny, ponieważ stałe dysocjacji produktów reakcji hydrolizy posiadają wartości porównywalne.

4 Innym przykładem jest hydroliza węglanu amonu. (NH 4 ) 2 CO 3 + H 2 O NH 4 OH + NH 4 HCO 3 Stała dysocjacji NH 4 OH wynosi 1, , a stała pierwszego stopnia dysocjacji kwasu węglowego K I H2CO3 = 3, Z różnicy pomiędzy wartościami stałych dysocjacji wynika, iż odczyn roztworu węglanu amonu będzie słabo alkaliczny. Stała hydrolizy przyjmie następującą postać: K h = K[OH] = [NH 4 OH] [ H 2 CO 3 ] / [ NH 4 + ] [CO 3 2 ] Zapis reakcji hydrolizy Hydroliza dwustopniowa K h = K w / K b K a I stopień hydrolizy cząsteczkowo: (NH 4 ) 2 CO 3 + H 2 O NH 4 OH + NH 4 HCO 3 jonowo: 2NH CO 3 + H 2 O NH HCO 3 + NH 4 OH II stopień hydrolizy cząsteczkowo: NH 4 HCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + NH 4 OH jonowo: NH HCO 3 + H 2 O H 2 CO 3 + NH 4 OH produktem reakcji jest wodorotlenek amonu i kwas węglowy. Odczyn roztworu jest słabo zasadowy, ponieważ dysocjacji w większym stopniu ulega wodorotlenek amonowy aniżeli kwas węglowy. Sumarycznie reakcja hydrolizy przebiega następująco: cząsteczkowo: (NH 4 ) 2 CO 3 + 2H 2 O 2NH 4 OH + H 2 CO 3 jonowo: 2NH CO 3 + 2H 2 O 2NH 4 OH + H 2 CO 3

5 BADANIE PARAMETRÓW PRZEBIEGU REAKCJI HYDROLIZY Doświadczenie l Odczyn środowiska oraz wartość ph roztworów soli 1. Do 7 probówek wprowadzić po około 2 cm 3 wody destylowanej. Pierwszą probówkę pozostawić jako "wzorzec", a do pozostałych dodać po kilka kryształków następujących soli: a) MgCl 2 b) CaCO 3 c) AlCl 3 d) KCl e) (NH 4 ) 2 SO 4 f) (NH 4 ) 2 CO 3 2. Rozpuścić kryształy soli przez wstrząsanie cieczy w probówce. 3. Zmierzyć ph każdego z przygotowanych roztworów za pomocą papierka uniwersalnego 4. Określić przybliżone stężenie jonów wodorowych w badanych roztworach. 5. Przedstawić zapis reakcji hydrolizy powyższych soli w postaci cząsteczkowej i jonowej. Doświadczenie 2 Wpływ mocy kwasów na stopień hydrolizy ich soli 1. Do 2 probówek zawierających 3 cm 3 wody destylowanej dodać po jednej kropli roztworu fenoloftaleiny. 2. Do pierwszej probówki dodać kilka kryształów K 2 SO 4, do drugiej zaś kilka kryształów K 2 SO 3. Rozpuścić kryształy soli przez wstrząsanie roztworu w probówce. 3. Jakie jony nadają intensywność zabarwienia fenoloftaleiny w obydwu roztworach. Która z soli wykazuje większy stopień hydrolizy? Czym to jest spowodowane? 4. Przedstawić zapis jonowy równania reakcji hydrolizy obu soli. Doświadczenie 3 Wpływ temperatury na stopień hydrolizy soli 1. Do probówki zawierającej 2 cm 3 wody destylowanej oraz 2 krople fenoloftaleiny dodać kilka kryształków soli CH 3 COONa. 2. Zaobserwować zabarwienie roztworu i określić ph roztworu (>7 lub < 7) za pomocą papierka uniwersalnego. 3. Następnie zawartość probówkę ogrzać nad płomieniem palnika gazowego i obserwować zmianę barwy. 4. Roztwór ostrożnie ochłodzić pod strumieniem bieżącej wody i obserwować zmianę zabarwienia roztworu. Czym wywołana jest zmiana zabarwienia roztworu po ogrzaniu? Dlaczego po ochłodzeniu roztworu następuje ponownie zanik zabarwienia fenoloftaleiny? Jak wpływa wzrost temperatury na stopień hydrolizy soli?

6 5. Przedstawić zapis reakcji hydrolizy soli i zaznaczyć kierunek przesunięcia stanu równowagi pod wpływem zmiany temperatury. Doświadczenie 4 Wpływ stężenia jonów hydroniowych i jonów wodorotlenowych na hydrolizę soli 1. Przygotować 4 probówki zawierające 2 cm 3 wody destylowanej. Do 2 pierwszych probówek wsypać kilka kryształków FeCl 3, do 2 kolejnych probówek dodać kilka kryształów AlCl Do pierwszej probówki zawierającej roztwór FeCl 3 dodać 5 kropli roztworu HCl, do drugiej zaś roztworu NaOH. 3. Identyczne czynności wykonać dla 2 kolejnych probówek zawierających roztwór AlCl Obserwować zachodzące zmiany. W jaki sposób na położenie równowagi chemicznej procesu hydrolizy wpływa dodatek jonów H 3 O +, a jak dodatek jonów OH -? 5. Przedstawić zapis reakcji hydrolizy w postaci cząsteczkowej i jonowej przeprowadzonego doświadczenia. LITERATURA 1. E.Jagodzińska, T.Dziembowska, Z.Rozwadowski,Ćwiczenia laboratoryjne z chemii ogólnej, Politechnika Szczecińska, Zakład Chemii Ogólnej, Szczecin T.Kędryna,Chemia ogólna z elementami biochemii dla studentów kierunków medycznych i przyrodniczych, Wydawnictwo Zamiast korepetycji, Kraków 2001

Podobne dokumenty

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco: HYDROLIZA SOLI Hydroliza to reakcja chemiczna zachodząca między jonami słabo zdysocjowanej wody i jonami dobrze zdysocjowanej soli słabego kwasu lub słabej zasady. Reakcji hydrolizy mogą ulegać następujące