АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Гидролиз - это обменная реакция между ионами соли и молекулами воды, в результате которой образуются малодиссоциирующие молекулы и ионы.

Степень гидролиза — это отношение количества (концентрации) соли, которая вступает в реакцию гидролиза, к общему количеству (концентрации) растворённой соли.
Степень гидролиза зависит от:

• Природы соли: чем слабее кислота (основание), которая образуется в результате гидролиза, тем больше степень гидролиза;
• Концентрации соли: при разбавлении раствора, то есть с уменьшением концентрации соли, степень гидролиза увеличивается;
• Температуры: при повышении температуры степень гидролиза увеличивается.

Задача №1:

Расчитайте степень гидролиза 0,01 M раствора сульфата аммония в воде, если K_b аммиака равна 1,76 * 10⁻⁵, K_w = 1,0 * 10^-14.

Дано:

K_b = 1,76 * 10⁻⁵
K_w = 1,0 * 10^-14
C_M = 0,01 моль/л
h - ?

Решение:

В водном растворе сульфата аммония протекают следующие реакции:
H₂O + H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^-
(NH₄)₂SO₄ + H₂O ↔ 2NH₄⁺ + SO₄^2-
NH₄⁺ + H₂O ↔ H₃O⁺ + NH₃

Гидролиз протекает по одной ступени по катиону, соответственно:

Ответ: h = 2,38 * 10^-4

Задача №2:

Расчитайте степень гидролиза 0,01 M раствора сульфида натрия в воде, если для сероводородной кислоты K_a1 = 1,0 * 10⁻⁷, K_a2 = 1,3 * 10⁻¹³, K_w = 1,0 * 10^-14.

Дано:

K_a1 = 1,0 * 10⁻⁷
K_a2 = 1,3 * 10⁻¹³
K_w = 1,0 * 10^-14
C_M = 0,01 моль/л
h - ?

Решение:

В водном растворе сульфида натрия протекают следующие реакции:
H₂O + H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^-
Na₂S + H₂O ↔ 2Na⁺ + S^2-
S^2- + H₂O ↔ OH^- + HS^-
HS^- + H₂O ↔ OH^- + H₂S

Исходя из исходных данных константа диссоциации по второй ступени на шесть порядков меньше первой, а значит и константа гидролиза будет значительно больше. Соответственно при протекании гидролиза по первой ступени, выделившиеся гидроксид-ионы будут ослаблять и без того более слабый процесс гидролиза по второй ступени!!! При расчётах учитываем константу кислотности по второй ступени!!!

Ответ: h = 2,77 - таким образом, чем слабее кислота/основание тем сильнее происходит процесс гидролиза. Влияние величины концентрации видно по формуле, где концентрация обратно пропорциональна константе гидролиза. Влияние температуры можно отследить по изменению величин констант в зависимости от температуры.

Задача №3:

Расчитайте степень гидролиза 0,01 M раствора сульфита аммония в воде, если для сернистой кислоты K_a1 = 1,3 * 10⁻², K_a2 = 6,8 * 10⁻⁸, для аммиака K_b = 1,76 * 10⁻⁵, K_w = 1,0 * 10^-14.

Дано:

K_a1 = 1,3 * 10⁻²
K_a2 = 6,8 * 10⁻⁸
K_b = 1,76 * 10⁻⁵
K_w = 1,0 * 10^-14
C_M = 0,01 моль/л
h - ?

Решение:

В водном растворе сульфита аммония протекают следующие реакции:
H₂O + H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^-
(NH₄)₂SO₃ + H₂O ↔ 2NH₄⁺ + SO₃^2-
SO₃^2- + H₂O ↔ OH^- + HSO₃^-
HSO₃^- + H₂O ↔ OH^- + H₂SO₃

Исходя из исходных данных константа диссоциации по второй ступени на шесть порядков меньше первой, а значит и константа гидролиза будет значительно больше!!! При расчётах учитываем константу кислотности по второй ступени!!!

Ответ: h = 0,083 - степень гидролиза солей слабых кислот и слабых оснований не зависит от концентрации соли, а зависит только от силы кислот/оснований.