Useat epäorgaaniset aineet hydrolysoituvat. Hydrolyysi
Hydrolyysi on suolan vaihtoreaktio veden kanssa ( solvolyysi vedellä Tässä tapauksessa vesi tuhoaa alkuperäisen aineen, jolloin muodostuu uusia aineita.
Koska hydrolyysi on ioninvaihtoreaktio, sen liikkeellepaneva voima on heikon elektrolyytin muodostuminen (saostuminen tai (ja) kaasun kehittyminen). On tärkeää muistaa, että hydrolyysireaktio on palautuva reaktio (useimmissa tapauksissa), mutta siinä on myös palautumaton hydrolyysi (se etenee loppuun, liuoksessa ei ole lähtöainetta). Hydrolyysi on endoterminen prosessi (lämpötilan noustessa sekä hydrolyysinopeus että hydrolyysituotteiden saanto kasvavat).
Kuten määritelmästä voidaan nähdä, että hydrolyysi on vaihtoreaktio, voidaan olettaa, että OH-ryhmä menee metalliin (+ mahdollinen happojäännös, jos muodostuu emäksinen suola (vahvan hapon muodostaman suolan hydrolyysin aikana ja heikko polyhappoemäs)) ja happojäännöksessä on vetyprotoni H + (+ mahdollinen metalli-ioni ja vetyioni, jolloin muodostuu happosuolaa, jos heikon moniemäksisen hapon muodostama suola hydrolysoituu )).
Hydrolyysiä on 4 tyyppiä:
1. Vahvan emäksen ja vahvan hapon muodostama suola. Koska edellä on jo mainittu, hydrolyysi on ioninvaihtoreaktio, ja se etenee vain silloin, kun muodostuu heikko elektrolyytti. Kuten edellä on kuvattu, OH-ryhmä menee metalliin ja vetyprotoni H + menee happojäännökseen, mutta vahva emäs tai vahva happo eivät ole heikkoja elektrolyyttejä, joten hydrolyysiä ei tapahdu tässä tapauksessa:
NaCl+HOH≠NaOH+HCl
Väliainereaktio on lähellä neutraalia: pH≈7
2. Suola muodostuu heikosta emäksestä ja vahvasta haposta. Kuten edellä todettiin: OH-ryhmä menee metalliin ja vetyprotoni H+ menee happamaan jäännökseen. Esimerkiksi:
NH4Cl+HOH↔NH4OH+HCl
NH 4 + +Cl - +HOH↔NH 4 OH+H + +Cl -
NH4+ +HOH↔NH4OH+H+
Kuten esimerkistä voidaan nähdä, hydrolyysi etenee kationia pitkin, väliaineen reaktio on hapan pH < 7.При написании уравнений гидролиза для солей, образованных сильной кислотой и слабым многокислотным основанием, то в правой части следует писать основную соль, так как гидролиз идёт только по первой ступени:
FeCl 2 + HOH ↔ FeOHCl + HCl
Fe 2+ +2Cl - +HOH↔FeO + +H + +2Cl -
Fe 2+ + HOH ↔ FeOH + + H +
3. Suola muodostuu heikosta haposta ja vahvasta emäksestä Kuten edellä mainittiin: OH-ryhmä menee metalliin ja vetyprotoni H + menee happojäännökseen. Esimerkiksi:
CH 3 COONa+HOH↔NaOH+CH 3 COOH
СH 3 COO - +Na + +HOH↔Na + +CH 3 COOH+OH -
СH 3 COO - +HOH↔+CH 3 COOH+OH -
Hydrolyysi etenee anionia pitkin, väliaineen reaktio on alkalinen, pH > 7. Kun kirjoitetaan heikon moniemäksisen hapon ja vahvan emäksen muodostaman suolan hydrolyysiyhtälöitä, oikealle puolelle tulee kirjoittaa happaman suolan muodostuminen, hydrolyysi etenee 1 vaiheessa. Esimerkiksi:
Na 2 CO 3 + HOH ↔ NaOH + NaHCO 3
2Na + +CO 3 2- +HOH↔HCO 3 - +2Na + +OH -
CO 3 2- +HOH↔HCO 3 - +OH -
4. Suola muodostuu heikosta emäksestä ja heikosta haposta. Tämä on ainoa tapaus, jossa hydrolyysi menee loppuun, on peruuttamaton (kunnes alkuperäinen suola on kulunut kokonaan). Esimerkiksi:
СH 3 COONH 4 +HOH↔NH 4 OH + CH 3 COOH
Tämä on ainoa tapaus, jolloin hydrolyysi päättyy. Hydrolyysi tapahtuu sekä anionissa että kationissa; väliaineen reaktiota on vaikea ennustaa, mutta se on lähellä neutraalia: pH ≈ 7.
On myös hydrolyysivakio, harkitse sitä asetaatti-ionin esimerkillä, mikä tarkoittaa sitä Ak- . Kuten yllä olevista esimerkeistä voidaan nähdä, etikka (etaani)happo on heikko happo, ja siksi sen suolat hydrolysoidaan kaavion mukaisesti:
Ac-+HOH↔HAc+OH-
Etsitään tämän järjestelmän tasapainovakio:
Tietäen veden ioninen tuote, voimme ilmaista pitoisuuden sen kautta [ VAI NIIN] - ,
Korvaamalla tämän lausekkeen hydrolyysivakion yhtälöön, saamme:
Korvaamalla veden ionisaatiovakion yhtälöön, saamme:
Mutta vakio hapon dissosiaatio (esimerkiksi kloorivetyhaposta) on yhtä suuri:
Missä on hydratoitu vetyprotoni: . Samoin etikkahapolle, kuten esimerkissä. Korvaamalla happodissosiaatiovakion arvon hydrolyysivakioyhtälöön, saadaan:
Kuten esimerkistä seuraa, jos suola muodostuu heikosta emäksestä, niin nimittäjä on emäksen dissosiaatiovakio, joka lasketaan samalla perusteella kuin hapon dissosiaatiovakio. Jos suola muodostuu heikosta emäksestä ja heikosta haposta, niin nimittäjä on hapon ja emäksen dissosiaatiovakioiden tulos.
hydrolyysiaste.
On myös toinen arvo, joka luonnehtii hydrolyysiä - hydrolyysiaste -α Joka on yhtä suuri kuin hydrolysoituvan suolan määrän (pitoisuuden) suhde liuenneen suolan kokonaismäärään (pitoisuuteen)Hydrolyysiaste riippuu suolan pitoisuudesta, liuoksen lämpötilasta. Se kasvaa suolaliuoksen laimentaessa ja liuoksen lämpötilan noustessa. Muista, että mitä laimeampi liuos, sitä pienempi on alkuperäisen suolan moolipitoisuus; ja hydrolyysiaste kasvaa lämpötilan noustessa, koska hydrolyysi on endoterminen prosessi, kuten edellä mainittiin.
Suolan hydrolyysiaste on sitä korkeampi, mitä heikompi on sen muodostava happo tai emäs. Kuten hydrolyysiasteen ja hydrolyysityyppien yhtälöstä: palautumattomalla hydrolyysilläα≈1.
Hydrolyysiaste ja hydrolyysivakio liittyvät toisiinsa Ostwaldin yhtälön kautta (Wilhelm Friedrich Ostwald-slaimennus akon Ostwald, kasvatettu sisään 1888vuosiLaimennuslaki osoittaa, että elektrolyytin dissosiaatioaste riippuu sen pitoisuudesta ja dissosiaatiovakiosta. Otetaan aineen alkupitoisuus muodossaC 0 ja aineen dissosioitunut osa - forγ, muista liuoksessa olevan aineen dissosiaatiokaavio:
AB↔A + +B -
Sitten Ostwaldin laki voidaan ilmaista seuraavasti:
Muista, että yhtälö sisältää pitoisuudet tasapainohetkellä. Mutta jos aine on hieman dissosioitunut, niin (1-γ) → 1, mikä tuo Ostwaldin yhtälön muotoon: K d \u003d γ 2 C 0.
Hydrolyysiaste liittyy samalla tavalla sen vakioon:
Suurimmassa osassa tapauksista tätä kaavaa käytetään. Mutta tarvittaessa voit ilmaista hydrolyysiasteen seuraavan kaavan avulla:
Hydrolyysin erikoistapaukset:
1) Hydrolyysi (vetyyhdisteet alkuaineiden kanssa (tässä tarkastellaan vain ryhmien 1 ja 2 metalleja ja metaamia), jossa vedyn hapetusaste on -1):
NaH+HOH→NaOH+H2
CaH2 + 2HOH → Ca (OH)2 + 2H2
CH4+HOH→CO+3H2
Reaktio metaanin kanssa on yksi teollisista menetelmistä vedyn tuottamiseksi.
2) Peroksidien hydrolyysi.Alkali- ja maa-alkalimetallien peroksidit hajoavat vedessä, jolloin muodostuu vastaava hydroksidi ja vetyperoksidi (tai happi):
Na 2 O 2 + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 O 2
Na 2 O 2 + 2 H 2 O → 2 NaOH + O 2
3) Nitridien hydrolyysi.
Ca3N2 + 6HOH → 3Ca(OH)2 + 2NH3
4) Fosfidien hydrolyysi.
K3P+3HOH→3KOH+PH 3
karkaavaa kaasua PH 3 -fosfiini, erittäin myrkyllinen, vaikuttaa hermostoon. Se pystyy myös syttymään itsestään joutuessaan kosketuksiin hapen kanssa. Oletko koskaan kävellyt suon läpi yöllä tai kävellyt hautausmaiden ohi? Näimme harvinaisia valopurskeita - "vaeltavia valoja", jotka näyttävät fosfiinipalovammilta.
5) Karbidien hydrolyysi. Tässä annetaan kaksi reaktiota, joilla on käytännön sovellus, koska niiden avulla saadaan 1 alkaanien (reaktio 1) ja alkyynien (reaktio 2) homologisen sarjan jäsen:
Al 4 C 3 + 12 HOH → 4 Al (OH)3 +3CH4 (reaktio 1)
CaC2 + 2 HOH →Ca(OH) 2 +2C 2 H 2 (reaktio 2, tuote on asyleeni, mukaan UPA Ethyne)
6) Silisidien hydrolyysi. Tämän reaktion tuloksena muodostuu 1 edustaja silaanien homologisesta sarjasta (niitä on yhteensä 8) SiH4 on monomeerinen kovalenttinen hydridi.
Mg2Si + 4HOH → 2Mg (OH)2 + SiH 4
7) Fosforihalogenidien hydrolyysi. Fosforikloridit 3 ja 5, jotka ovat fosforihappojen ja fosforihappojen happoklorideja, otetaan huomioon tässä:
PCl3 + 3H2O \u003d H3PO3 + 3HCl
PCl5 + 4H2O \u003d H3PO4 + 5HCl
8) Orgaanisten aineiden hydrolyysi. Rasvat hydrolysoituvat, jolloin muodostuu glyserolia (C 3 H 5 (OH) 3) ja karboksyylihappoa (esimerkki rajoittavasta karboksyylihaposta) (C n H (2n + 1) COOH)
Esterit:
CH 3 COOCH 3 + H 2 O↔ CH 3 COOH + CH 3 OH
Alkoholi:
C 2 H 5 ONa + H 2 O↔ C 2 H 5 OH + NaOH
Elävät organismit suorittavat erilaisten orgaanisten aineiden hydrolyysin reaktioiden aikana katabolia osallistumisen kanssa entsyymejä. Esimerkiksi hydrolyysin aikana ruoansulatusentsyymien osallistuessa proteiinit hajoavat aminohapoiksi, rasvat glyseroliksi ja rasvahapoiksi, polysakkaridit monosakkarideiksi (esim. glukoosiksi).
Kun rasvat hydrolysoidaan alkalien läsnä ollessa, saippua; rasvojen hydrolyysi läsnäollessa katalyytit hakea saadakseen glysiini ja rasvahapot.
Tehtävät
1) Etikkahapon dissosiaatioaste a 0,1 M liuoksessa 18 °C:ssa on 1,4 10 -2. Laske happodissosiaatiovakio K d. (Vihje - käytä Ostwaldin yhtälöä.)
2) Mikä massa kalsiumhydridiä on liuotettava veteen, jotta vapautuva kaasu pelkistyy raudaksi 6,96 g rautaoksidia ( II, III)?
3) Kirjoita yhtälö reaktiolle Fe 2 (SO 4) 3 + Na 2 CO 3 + H 2 O
4) Laske Na 2 SO 3 -suolan hydrolyysin aste, vakio pitoisuudelle Cm = 0,03 M, ottaen huomioon vain hydrolyysin 1. vaihe. (Rikkihapon dissosiaatiovakio on yhtä suuri kuin 6,3∙10 -8)
Ratkaisut:
a) Korvaa nämä ongelmat Ostwaldin laimennuslakiin:
b) K d \u003d [C] \u003d (1,4 10 -2) 0,1 / (1 - 0,014) \u003d 1,99 10 -5
Vastaus. K d \u003d 1,99 10 -5.
c) Fe304 + 4H2 → 4H20 + 3Fe
CaH2+HOH→Ca(OH)2+2H2
Löydämme rautaoksidin moolien lukumäärän (II, III), se on yhtä suuri kuin tietyn aineen massan suhde sen moolimassaan, saamme 0,03 (mol) CRS:n mukaan havaitsemme, että moolit Kalsiumhydridin massa on 0,06 (mol), mikä tarkoittaa, että kalsiumhydridin massa on 2,52 (grammaa).
Vastaus: 2,52 (grammaa).
d) Fe 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 3СO2 + 2Fe (OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4
e) Natriumsulfiitti käy läpi anionihydrolyysin, suolaliuosväliaineen reaktio on emäksinen (pH > 7):
SO 3 2- + H 2 O<-->OH - + HSO 3 -
Hydrolyysivakio (katso yhtälö yllä) on: 10 -14 / 6,3 * 10 -8 \u003d 1,58 * 10 -7
Hydrolyysiaste lasketaan kaavalla α 2 /(1 - α) = K h /C 0 .
Joten, α \u003d (K h / C 0) 1/2 \u003d (1,58 * 10 -7 / 0,03) 1/2 \u003d 2,3 * 10 -3
Vastaus: K h \u003d 1,58 * 10 -7; α = 2,3 * 10 -3
Toimittaja: Kharlamova Galina Nikolaevna
Hydrolyysillä on erityinen paikka vaihtoreaktioiden joukossa. Yleensä hydrolyysi on aineiden hajoamista veden vaikutuksesta. Vesi on yksi aktiivisimmista aineista. Se vaikuttaa monenlaisiin yhdisteluokkiin: suolat, hiilihydraatit, proteiinit, esterit, rasvat jne. Ei-metalliyhdisteiden hydrolyysin aikana muodostuu yleensä kaksi happoa, esimerkiksi:
PCl 3 + 3 H 2 O \u003d H 3 PO 3 + 3 HCI
Tässä tapauksessa liuosten happamuus muuttuu verrattuna liuottimen happamuuteen.
Epäorgaanisessa kemiassa joutuu useimmiten käsittelemään suolojen hydrolyysiä, ts. suola-ionien vaihtovuorovaikutuksella vesimolekyylien kanssa, minkä seurauksena veden elektrolyyttisen dissosiaation tasapaino siirtyy.
Suolan hydrolyysi kutsutaan suola-ionien palautuvaksi vuorovaikutukseksi vesi-ionien kanssa, mikä johtaa liuoksessa olevien vety- ja hydroksidi-ionien välisen tasapainon muutokseen.
Hydrolyysi on seurausta suola-ionien ja niiden hydraatiokuoren polarisaatiovuorovaikutuksesta vesiliuoksessa. Mitä merkittävämpi tämä vuorovaikutus, sitä voimakkaammin hydrolyysi etenee. Yksinkertaisesti hydrolyysiprosessin ydin voidaan esittää seuraavasti.
K n + -kationit sitoutuvat liuoksessa vesimolekyyleihin, jotka hydratoivat niitä luovuttaja-akseptorisidoksella; luovuttaja on vesimolekyylin happiatomit, joissa on kaksi yksinäistä elektroniparia, akseptori on kationit, joilla on vapaita atomikiertoja. Mitä suurempi kationin varaus on ja mitä pienempi sen koko, sitä suurempi on Kn +:n polarisoiva vaikutus H2O:een.
An‾-anionit sitoutuvat vesimolekyyleihin vetysidoksella. Anionien voimakas vaikutus voi johtaa protonin täydelliseen erottumiseen H2O-molekyylistä - vetysidoksesta tulee kovalenttinen. Tämän seurauksena muodostuu happoa tai anionia, joka on tyyppiä HS‾, HCO 3‾ jne..
An‾-anionien vuorovaikutus protonien kanssa on sitä merkittävämpi, mitä suurempi anionin varaus ja pienempi sen säde. Näin ollen aineen vuorovaikutuksen voimakkuuden veden kanssa määrää K n+:n ja An‾:n H 2 O -molekyyleihin kohdistuvan polarisoivan vaikutuksen voimakkuus, eli sivualaryhmien alkuaineiden kationit ja niitä välittömästi seuraavat alkuaineet. läpikäyvät voimakkaamman hydrolyysin kuin muut saman varauksen ja säteen omaavat ionit, koska d-elektronit seulovat edellisten ytimiä vähemmän tehokkaasti.
Hydrolyysi - prosessi on neutralointireaktion käänteinen. Jos neutralointireaktio on eksoterminen ja palautumaton prosessi, hydrolyysi on endoterminen ja palautuva prosessi.
Neutralointireaktio:
2 KOH + H 2 SO 3 → K 2 SO 3 + 2 H 2 O
vahva heikko vahva heikko
2 OH‾ + H 2 SO 3 \u003d SO 3 2- + 2 H 2 O
Hydrolyysireaktio:
K 2 SO 3 + H 2 O ↔ KOH + KHSO 3
SO 3 2- + HOH ↔ HSO 3 ‾ + vai niin‾
Hydrolyysin aikana veden dissosiaatiotasapaino siirtyy, koska yksi sen ioneista (H + tai OH -) sitoutuu heikon suolaelektrolyyttiin. Kun H + -ionit ovat sitoutuneet, OH - ioneja kertyy liuokseen, väliaineen reaktio on emäksinen, ja kun OH - ionit ovat sitoutuneet, H + -ionit kerääntyvät - ympäristöstä tulee hapan.
Veden vaikutuksesta suolaan on neljä muunnelmaa.
1. Jos kationeilla ja anioneilla on pieniä varauksia ja suuria kokoja, niin niiden polarisoiva vaikutus vesimolekyyleihin on pieni, eli suolan vuorovaikutusta H 2 O:n kanssa ei käytännössä tapahdu. Tämä koskee kationeja, joiden hydroksidit ovat emäksiä (esim. K + ja Ca 2+), ja vahvojen happojen anioneja (esimerkiksi Cl‾ ja NO 3 ‾). Näin ollen vahvan emäksen ja vahvan hapon muodostamat suolat eivät hydrolysoi. Tässä tapauksessa veden dissosiaatiotasapaino
H 2 O ↔ H + + OH‾
suola-ionien läsnä ollessa ei käytännössä häiriinny. Siksi tällaisten suolojen liuokset ovat neutraaleja (pH ≈ 7).
2. Jos suola muodostuu vahvan emäksen kationista ja heikon hapon anionista(S 2-, CO 3 2-, CN‾ jne.), sitten tapahtuu anionien hydrolyysi. Esimerkki on CH3COOK-suolan hydrolyysi. Suola-ionit CH 3 COO - ja K + ovat vuorovaikutuksessa vedestä peräisin olevien ionien H + ja OH - kanssa. Samanaikaisesti asetaatti-ionit (CH 3 COO -) sitoutuvat vetyionien (H +) kanssa heikon elektrolyytin - etikkahapon (CH 3 COOH) - molekyyleiksi ja OH-ionit kerääntyvät liuokseen antaen sille alkalisen reaktion. , koska K + -ionit eivät voi sitoa OH -ioneja (KOH on vahva elektrolyytti), pH > 7 .
Hydrolyysin molekyyliyhtälö:
CH 3 SOOK + H 2 O ↔ KOH + CH 3 UN
Täysi ionihydrolyysiyhtälö:
K + + CH 3 COO − + HOH ↔ K + + OH − + CH 3 COOH
pelkistetty ionihydrolyysiyhtälö:
CH 3 SOO − + H HÄN ↔ OH − + CH 3 UNSD
Na 2 -suolan hydrolyysi S etenee vaiheittain. Suolan muodostavat vahva emäs (NaOH) ja heikko kaksiemäksinen happo (H 2 S). Tällöin suolaanioni S 2− sitoo veden H + -ioneja, OH − ionit kerääntyvät liuokseen. Yhtälö lyhennetyssä ionisessa ja molekyylimuodossa on:
minä S 2− + H HÄN ↔ H.S. − + OH −
Na2S + H2O ↔ NaHS + NaOH
II. HS − + H HÄN ↔ H 2 S+ OH −
NaHS + H2O ↔ NaOH + H2S
Hydrolyysin toinen vaihe ei käytännössä mene läpi normaaleissa olosuhteissa, koska kerääntyessään OH-ionit antavat liuokselle voimakkaasti alkalisen reaktion, joka johtaa neutralointireaktioon, tasapainon siirtymiseen vasemmalle Le Chatelier -periaatteen mukaisesti. Siksi vahvan emäksen ja heikon hapon muodostamien suolojen hydrolyysi estyy lisäämällä alkalia.
Mitä suurempi anionien polarisoiva vaikutus on, sitä voimakkaampi on hydrolyysi. Massavaikutuslain mukaan tämä tarkoittaa, että hydrolyysi etenee sitä voimakkaammin, mitä heikompi happo on.
3. Jos suola muodostuu heikon emäksen kationista ja vahvan hapon anionista, jolloin kationissa tapahtuu hydrolyysi. Tämä tapahtuu esimerkiksi NH4Cl-suolan hydrolyysin aikana (NH4OH on heikko emäs, HCl on vahva happo). Hylkäämme Cl - ionin, koska se antaa vahvan elektrolyytin vesikationin kanssa, niin hydrolyysiyhtälö saa seuraavan muodon:
NH 4 + + H HÄN ↔ NH 4 vai niin+H+ (lyhennetty ioniyhtälö)
NH 4 Cl + H 2 O ↔ NH 4 OH + HCl (molekyyliyhtälö)
Pelkistetystä yhtälöstä voidaan nähdä, että OH - vesi-ionit sitoutuvat heikkoon elektrolyyttiin, H + -ionit kerääntyvät liuokseen ja väliaine muuttuu happamaksi (pH< 7). Добавление кислоты к раствору (введение продукта реакции катионов H +) сдвигает равновесие влево.
Polyhappoemäksen (esim. Zn(NO3)2) muodostaman suolan hydrolyysi etenee vaiheittain heikon emäksen kationin yli.
minä Zn 2+ + H HÄN ↔ ZnOH + +H+ (lyhennetty ioniyhtälö)
Zn (NO 3) 2 + H 2 O ↔ ZnOHNO 3 + HNO 3 (molekyyliyhtälö)
OH − ionit sitoutuvat heikkoon emäkseen ZnOH +, H + -ionit kerääntyvät.
Hydrolyysin toista vaihetta ei käytännössä tapahdu normaaleissa olosuhteissa., koska H + -ionien kertymisen seurauksena liuokseen syntyy vahvasti hapan ympäristö ja hydrolyysireaktion tasapaino 2. vaiheessa siirtyy vasemmalle:
II. ZnOH + + H HÄN ↔ Zn(vai niin) 2 +H+ (lyhennetty ioniyhtälö)
ZnOHNO 3 + H 2 O ↔ Zn(OH) 2 + HNO 3 (molekyyliyhtälö)
Ilmeisesti mitä heikompi emäs, sitä täydellisempi hydrolyysi on.
4. Suola, jonka muodostaa heikon emäksen kationi ja heikon hapon anioni, hydrolysoituu kationissa ja anionissa. Esimerkki on suolan CH 3COOH 4 hydrolyysiprosessi. Kirjoitamme yhtälön ionisessa muodossa:
NH 4 + + CH 3 COO − + HOH ↔ NH 4 OH + CH 3 COOH
Tällaisten suolojen hydrolyysi etenee erittäin voimakkaasti, koska sen seurauksena muodostuu sekä heikko emäs että heikko happo.
Väliaineen reaktio riippuu tässä tapauksessa emäksen ja hapon suhteellisesta vahvuudesta, ts. niiden dissosiaatiovakioista (K D):
jos KD (emäkset) > KD (hapot), niin pH > 7;
jos K D (perus)< K Д (кислоты), то pH < 7.
CH3COONH4:n hydrolyysin tapauksessa:
KD (NH40H) = 1,8 10-5; K D (CH 3 COOH) \u003d 1,8 10 -5,
siksi tämän suolan vesiliuoksen reaktio on lähes neutraali (pH ≈ 7).
Jos suolan muodostava emäs ja happo eivät ole vain heikkoja elektrolyyttejä, vaan myös huonosti liukenevia tai epästabiileja ja hajoavat muodostaen haihtuvia tuotteita, niin tässä tapauksessa suolan hydrolyysi etenee kaikki vaiheet loppuun asti, ts. kunnes muodostuu heikko, niukkaliukoinen emäs ja heikko happo. Tässä tapauksessa kyse on noin palautumaton tai täydellinen hydrolyysi.
Täydellinen hydrolyysi on syynä siihen, että joidenkin suolojen vesiliuoksia ei voida valmistaa, esimerkiksi Cr 2 (CO 3) 3, Al 2 S 3 jne. Esimerkiksi:
Al 2S 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Siksi alumiinisulfidia ei voi olla vesiliuosten muodossa, vaan se voidaan saada vain "kuivamenetelmällä", esimerkiksi alkuaineista korkeassa lämpötilassa:
2Al + 3S - t ° → Al 2 S 3,
ja ne on säilytettävä suljetuissa säiliöissä kosteuden pääsyn estämiseksi.
Tällaisia yhdisteitä ei voida saada vaihtoreaktiolla vesiliuoksessa. Kun suolat A1 3+, Cr 3+ ja Fe 3+ reagoivat liuoksessa sulfidien ja karbonaattien kanssa, ei näiden kationien sulfidit ja karbonaatit saostu, vaan niiden hydroksidit:
2AlCl3 + 3Na 2S + 6H 2O → 3H 2S + 2Al (OH) 3 ↓ + 6NaCl
2CrCl 3 + 3Na 2CO 3 + 3H 2 O → 2Сr(OH) 3 ↓ + 3СO 2 + 6NaCl
Tarkastetuissa esimerkeissä kahden suolan (AlCl 3 ja Na 2 S tai CrCl 3 ja Na 2 CO 3) hydrolyysi tehostuu keskenään ja reaktio menee loppuun, koska reaktiotuotteet vapautuvat liuoksesta suolan muodossa. sakka ja kaasu.
Suolojen hydrolyysi voi joissain tapauksissa olla erittäin vaikeaa. (Yleisen merkinnän yksinkertaiset hydrolyysireaktioyhtälöt ovat usein ehdollisia.) Hydrolyysituotteet voidaan määrittää vain analyyttisen tutkimuksen perusteella. Esimerkiksi moninkertaisesti varautuneita kationeja sisältävien suolojen hydrolyysituotteet voivat olla polynukleaarisia komplekseja. Joten jos Hg 2+:n liuos sisältää vain yksitumaisia komplekseja, niin Fe 3+:n liuoksissa kompleksien 2+ ja + lisäksi löytyy kaksiytiminen kompleksi 4+; Be 2+ -liuoksissa muodostuu pääasiassa polynukleaarisia komplekseja, joiden koostumus on [Be 3 (OH) 3 ] 3+; Sn 2+ -liuoksissa muodostuu kompleksisia ioneja 2+, 2+, +; Bi 3+ -liuoksissa on [ВiOH] 2+:n ohella kompleksisia ioneja, joiden koostumus on 6+ . Hydrolyysireaktiot, jotka johtavat polynukleaaristen kompleksien muodostumiseen, voidaan esittää seuraavasti:
mM k+ + nH 2 O ↔ M m (OH) n (mk - n)+ + nH +,
jossa m vaihtelee 1 - 9 ja n voi saada arvot 1 - 15. Tällaiset reaktiot ovat mahdollisia kationeille, joissa on yli 30 alkuainetta. On osoitettu, että useimmissa tapauksissa jokainen ionin varaus vastaa tiettyä kompleksin muotoa. Joten M 2+ -ioneille on ominaista dimeerien muoto 3+, M 3+ -ioneille - 4+ ja M4+ - muoto 5+ ja monimutkaisempi, esimerkiksi 8+.
Korkeissa lämpötiloissa ja korkeissa pH-arvoissa muodostuu myös oksokomplekseja:
2MOH ↔ MOM + H 2 O tai
Esimerkiksi,
BiCl3 + H20 «Bi (OH) 2Cl + 2HCl
Bi(OH) 2 + -kationi menettää helposti vesimolekyylin muodostaen BiO + -vismutyylikationin, joka antaa valkoisen kiteisen sakan kloridi-ionin kanssa:
Bi(OH)2Cl®BiOCl↓ + H2O.
Rakenteellisesti polynukleaariset kompleksit voidaan esittää oktaedreinä, jotka on liitetty toisiinsa erilaisten siltojen (O, OH, jne.) avulla kärkeä, reunaa tai pintaa pitkin.
Useiden metallien karbonaattien hydrolyysituotteilla on monimutkainen koostumus. Joten kun liukoiset suolat Mg 2+, Cu 2+, Zn 2+, Pb 2+ ovat vuorovaikutuksessa natriumkarbonaatin kanssa, ei muodostu keskisuuria karbonaatteja, vaan vähemmän liukoisia hydroksokarbonaatit esimerkiksi Cu2(OH)2CO3, Zn5(OH)6(CO3)2, Pb3(OH)2(CO3)2. Esimerkkinä reaktiot:
5MgSO 4 + 5Na 2CO 3 + H 2 O → Mg 5 (OH) 2 (CO 3) 4 ↓ + 5Na 2 SO 4 + CO 2
2Cu(NO 3) 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O → Cu 2 (OH) 2 CO 3 ↓ + 4NaNO 3 + CO 2
Kvantitatiivisesti hydrolyysille on tunnusomaista hydrolyysiaste h ja hydrolyysivakio K G.
Hydrolyysiaste osoittaa, mikä osa liuoksen sisältämästä suolasta (C M) on hydrolysoitunut (C Mhyd) ja se lasketaan suhteella:
h = S M opas / S M (100%).
Ilmeisesti palautuvassa hydrolyysiprosessissa h < 1 (<100%), а для необратимого гидролиза h= 1 (100 %). Suolan luonteen lisäksi hydrolyysiaste riippuu suolan pitoisuudesta ja liuoksen lämpötilasta.
Liuoksissa, joissa liuenneen aineen pitoisuus on kohtalainen, hydrolyysiaste huoneenlämpötilassa on yleensä pieni. Vahvan emäksen ja vahvan hapon muodostamille suoloille se on käytännössä nolla; heikon emäksen ja vahvan hapon tai vahvan emäksen ja heikon hapon muodostamille suoloille se on ≈1 %. Joten NH 4 Cl:n 0,01 M liuokselle h= 0,01 %; 0,1 n ajan. CH 3 COONH 4 -liuos h ≈ 0,5%.
Hydrolyysi on palautuva prosessi, joten siihen pätee massatoiminnan laki.
Hydrolyysivakio on hydrolyysiprosessin tasapainovakio, ja fysikaalisessa merkityksessään määrittää hydrolyysin irreversiibelin asteen. Mitä enemmän KG, sitä peruuttamattomampi hydrolyysi on. K G:llä on oma ilmaisunsa jokaiselle hydrolyysitapaukselle.
Johdetaan lauseke heikon hapon ja vahvan emäksen suolan hydrolyysivakiolle käyttämällä NaCN:ää esimerkkinä:
NaCN + H 2O ↔ NaOH + HCN;
Na + + CN - + H 2O ↔ Na + + OH - + HCN;
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
K on = / .
Sillä on suurin arvo, joka ei käytännössä muutu reaktion aikana, joten sitä voidaan pitää ehdollisesti vakiona. Sitten kertomalla osoittaja ja nimittäjä protonien pitoisuudella ja lisäämällä vakio vesikonsentraatio vakioon, saadaan:
K on \u003d K W / K D (hapan) \u003d K G
koska / \u003d 1 / K D (hapan)
Koska K W on vakio ja yhtä suuri kuin 10 -14, on selvää, että mitä pienempi heikon hapon K D, jonka anioni on osa suolaa, sitä suurempi on K G.
Vastaavasti kationilla hydrolysoidulle suolalle (esimerkiksi NH4Cl) saamme:
NH 4 + + H 2 O ↔ NH 4 OH + H + (lyhennetty hydrolyysiyhtälö)
K on = /
K G \u003d K yhtä suuri \u003d K W / K D (perus)
Tässä lausekkeessa murtoluvun osoittaja ja nimittäjä kerrotaan luvulla . Ilmeisesti mitä pienempi heikon emäksen K D, jonka kationi on osa suolaa, sitä suurempi on K G.
Jos suola muodostuu heikosta emäksestä ja heikosta haposta (esimerkiksi NH4CN), pelkistetty hydrolyysiyhtälö on:
NH 4 + + CN - + H 2 O ↔ NH 4 OH + HCN
K on / ,
Tässä K:n lausekkeessa murtoluvun osoittaja ja nimittäjä kerrotaan ·:llä, joten K G:n lauseke saa muotoa:
K G \u003d K W / (K D (hapot) K D (emäksinen)).
Kuten yllä olevista ilmauksista seuraa, hydrolyysivakio on kääntäen verrannollinen heikon elektrolyytin dissosiaatiovakioon mukana suolan muodostumisessa (jos kaksi heikkoa elektrolyyttiä osallistuu suolan muodostukseen, niin K G on kääntäen verrannollinen niiden dissosiaatiovakioiden tuloon).
Harkitse moninkertaisesti varautuneen ionin hydrolyysiä. Ota Na2CO3.
I. CO 3 2- + H 2 O "HCO 3 - + OH -
K G (I) = / × ( / ) = K W / K D (II) ,
toisin sanoen toinen dissosiaatiovakio tulee ensimmäisen vaiheen ja toisen hydrolyysivaiheen hydrolyysivakion lausekkeeseen
HCO 3 - + H 2 O "H 2 CO 3 + OH -
K G (II) = / × ( / ) = K W / K D (I)
K D (I) = 4 × 10 -7 K D (II) = 2,5 × 10 -8
K G (II) = 5,6 × 10 -11 K G (I) = 1,8 × 10 -4
Siten K G(I) >> K G(II) , vakio ja siten ensimmäisen hydrolyysivaiheen aste, on paljon suurempi kuin myöhemmät.
Hydrolyysiaste on samanlaisen dissosiaatioasteen arvo. Asteen ja hydrolyysivakion välinen suhde on samanlainen kuin asteen ja dissosiaatiovakion välinen suhde.
Jos yleisessä tapauksessa heikon hapon anionin alkupitoisuutta merkitään C o (mol / l), niin C o h(mol/l) on sen osan pitoisuus anionista A - joka on käynyt läpi hydrolyysin ja muodostanut C o h(mol/l) heikko happo HA ja C o h(mol/l) hydroksidiryhmiä.
A - + H 2 O ↔ HA + OH -,
C o - C o h C o h C o h
sitten K G \u003d / \u003d C o h· Tietoja h/ (C o -C o h) = C o h 2 / (1-h).
klo h << 1 K Г = С о h 2 h\u003d √ K D / C o.
Hyvin samanlainen kuin Ostwaldin laimennuslaki.
C o h, saamme:
K G \u003d C o h· Tietoja h/ C o \u003d 2 / C o, mistä
\u003d √ K G · C o.
Samalla tavalla voidaan osoittaa, että kationin hydrolyysissä
\u003d √ K G · C o.
Siten suolojen kyky hydrolysoitua riippuu kahdesta tekijästä:
suolan muodostavien ionien ominaisuudet;
ulkoiset tekijät.
Kuinka muuttaa hydrolyysin tasapainoa?
1) Samannimisten ionien lisäys. Koska dynaaminen tasapaino muodostuu reversiibelin hydrolyysin aikana, massavaikutuksen lain mukaisesti tasapainoa voidaan siirtää suuntaan tai toiseen lisäämällä happoa tai emästä liuokseen. Hapon (H + -kationien) lisääminen vaimentaa kationin hydrolyysiä, emäksen (OH - anionit) lisääminen vaimentaa anionin hydrolyysiä. Tätä käytetään usein tehostamaan tai tukahduttamaan hydrolyysiprosessia.
2) Kaavasta for h se on selvää laimentaminen edistää hydrolyysiä. Natriumkarbonaatin hydrolyysiasteen nousu
Na 2 CO 3 + HOH ↔ NaHCO 3 + NaOH
liuosta laimentaessa havainnollistaa kuviota kaksikymmentä.
Riisi. 20. Na 2 CO 3:n hydrolyysiasteen riippuvuus laimennuksesta 20°C:ssa
3) Lämpötilan nousu edistää hydrolyysiä. Veden dissosiaatiovakio kasvaa lämpötilan noustessa enemmän kuin hydrolyysituotteiden - heikkojen happojen ja emästen - dissosiaatiovakiot, joten kuumennettaessa hydrolyysiaste kasvaa. Tähän johtopäätökseen on helppo päätyä toisella tavalla: koska neutralointireaktio on eksoterminen (DH = -56 kJ / mol), hydrolyysi, päinvastainen prosessi, on endoterminen, joten Le Chatelier -periaatteen mukaisesti kuumennus aiheuttaa hydrolyysin lisääntyminen. Riisi. Kuva 21 havainnollistaa lämpötilan vaikutusta kromi(III)kloridin hydrolyysiin.
CrCl 3 + HOH ↔ CrOHCl 2 + HCl
Riisi. 21. CrCl 3:n hydrolyysiasteen riippuvuus lämpötilasta
Kemiallisessa käytännössä moninkertaisesti varautuneen kationin ja yksinkertaisesti varautuneen anionin, esimerkiksi AlCl3:n, muodostamien suolojen kationihydrolyysi on hyvin yleistä. Näiden suolojen liuoksissa muodostuu vähemmän dissosioitunut yhdiste yhden hydroksidi-ionin lisäämisen seurauksena metalli-ioniin. Koska liuoksessa oleva Al 3+ -ioni on hydratoitunut, hydrolyysin ensimmäinen vaihe voidaan ilmaista yhtälöllä
3+ + HOH ↔ 2+ + H 3 O +
Tavallisessa lämpötilassa moninkertaisesti varautuneiden kationien suolojen hydrolyysi rajoittuu käytännössä tähän vaiheeseen. Kuumennettaessa hydrolyysi tapahtuu toisessa vaiheessa:
2+ + HOH ↔ + + H 3 O +
Siten suolavesiliuoksen hapan reaktio selittyy sillä, että hydratoitunut kationi menettää protonin ja H20-vesiryhmä muuttuu OH‾-hydroksoryhmäksi. Tarkastetussa prosessissa voidaan muodostaa myös monimutkaisempia komplekseja, esimerkiksi 3+, sekä muotoisia 3- ja [АlO 2 (OH) 2 ] 3- olevia kompleksisia ioneja. Erilaisten hydrolyysituotteiden pitoisuus riippuu reaktio-olosuhteista (liuospitoisuus, lämpötila, muiden aineiden läsnäolo). Prosessin kesto on myös tärkeä, koska moninkertaisesti varautuneiden kationien suolojen hydrolyysin aikana tasapaino saavutetaan yleensä hitaasti.
transkriptio
1 ORGAANISTEN JA EPÄORGAAANISTEN AINEIDEN HYDROLYSI
2 Hydrolyysi (muinaisen kreikkalaisen sanan "ὕδωρ" vesi ja "λύσις" hajoaminen) on yksi kemiallisten reaktioiden tyypeistä, joissa aineiden ollessa vuorovaikutuksessa veden kanssa alkuperäinen aine hajoaa ja muodostuu uusia yhdisteitä. Eri luokkien yhdisteiden hydrolyysimekanismissa: - suolat, hiilihydraatit, rasvat, esterit jne. on merkittäviä eroja
3 Orgaanisten aineiden hydrolyysi Elävät organismit suorittavat erilaisten orgaanisten aineiden hydrolyysiä reaktioiden aikana ENTSYMEJEN osallistuessa. Esimerkiksi hydrolyysin aikana, ruoansulatusentsyymien osallistuessa, PROTEINIT hajoavat Aminohapoiksi, RASVAT GLYSEROLIKSI ja RASVAHAPOiksi, POLYSAKKARIDIT (esim. tärkkelys ja selluloosa) MONOSAKKARIDEiksi (esim. glukoosiksi), NUKLEEINIHAPOT. ilmaisia NUKLEOTIDEJA. Kun rasvat hydrolysoidaan alkalien läsnä ollessa, saadaan saippuaa; glyserolin ja rasvahappojen saamiseksi käytetään rasvojen hydrolyysiä katalyyttien läsnä ollessa. Etanolia saadaan puun hydrolyysillä, ja turpeen hydrolyysituotteita käytetään rehuhiivan, vahan, lannoitteiden jne. valmistukseen.
4 1. Orgaanisten yhdisteiden hydrolyysi Rasvat hydrolysoidaan glyserolin ja karboksyylihappojen saamiseksi (saippuointi NaOH:lla):
5 tärkkelys ja selluloosa hydrolysoituvat glukoosiksi:
7 TESTI 1. Rasvojen hydrolyysi tuottaa 1) alkoholeja ja mineraalihappoja 2) aldehydejä ja karboksyylihappoja 3) yksiarvoisia alkoholeja ja karboksyylihappoja 4) glyserolia ja karboksyylihappoja VASTAUS: 4 2. Hydrolyysissä tapahtuu: 1) Asetyleeniä 2) Asetyleeniä 3) 4) Metaani VASTAUS: 2 3. Hydrolyysi läpikäy: 1) glukoosi 2) glyseriini 3) rasva 4) etikkahappo VASTAUS: 3
8 4. Esterien hydrolyysin aikana muodostuu: 1) Alkoholeja ja aldehydejä 2) Karboksyylihappoja ja glukoosia 3) Tärkkelystä ja glukoosia 4) Alkoholeja ja karboksyylihappoja VASTAUS: 4 5. Kun saadaan tärkkelyksen hydrolyysi: 1) Sakkaroosi 2) Fruktoosi 3) Maltoosi 4) Glukoosi VASTAUS: 4
9 2. Reversiibeli ja irreversiibeli hydrolyysi Melkein kaikki käsitellyt orgaanisten aineiden hydrolyysireaktiot ovat palautuvia. Mutta on myös peruuttamatonta hydrolyysiä. Irreversiibelin hydrolyysin yleinen ominaisuus on, että yksi (edullisesti molemmat) hydrolyysituotteista on poistettava reaktiopallosta seuraavien muodossa: - SEDIMENTIN, - KAASUN. CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2 Suolojen hydrolyysin aikana: Al4C3 + 12 H2O = 4 Al(OH)3 + 3CH4 Al2S3 + 6 H2H2H2H20 +3 = 2Ca(OH)2 + H2
10 HYDROLYYSI SOLEY Suolojen hydrolyysi on eräänlainen hydrolyysireaktio, joka johtuu ioninvaihtoreaktioiden esiintymisestä (vesi)liukoisten elektrolyyttisuolojen liuoksissa. Prosessin liikkeellepaneva voima on ionien vuorovaikutus veden kanssa, mikä johtaa heikon elektrolyytin muodostumiseen ionisessa tai molekyylimuodossa ("ionin sitominen"). Erottele suolojen palautuva ja irreversiibeli hydrolyysi. 1. Heikon hapon ja vahvan emäksen suolan hydrolyysi (anionihydrolyysi). 2. Vahvan hapon ja heikon emäksen suolan hydrolyysi (kationihydrolyysi). 3. Heikon hapon ja heikon emäksen suolan hydrolyysi (reversiibeli) Vahvan hapon ja vahvan emäksen suola ei hydrolyysi
12 1. Heikon hapon ja vahvan emäksen suolan hydrolyysi (anionihydrolyysi): (liuoksessa on emäksinen ympäristö, reaktio on palautuva, hydrolyysi toisessa vaiheessa etenee merkityksettömään määrään) 2. Suolan hydrolyysi vahva happo ja heikko emäs (kationihydrolyysi): (liuoksessa on hapan ympäristö, reaktio etenee reversiibelisti, hydrolyysi toisessa vaiheessa etenee merkityksettömään määrään)
13 3. Heikon hapon ja heikon emäksen suolan hydrolyysi: (tasapaino siirtyy tuotteita kohti, hydrolyysi etenee lähes täydellisesti, koska molemmat reaktiotuotteet poistuvat reaktiovyöhykkeestä sakan tai kaasun muodossa). Vahvan hapon ja vahvan emäksen suola ei hydrolyysi ja liuos on neutraali.
14 KAAVIO NATRIUMKARBONAATTIHYDROLYYSI NaOH vahva emäs Na2CO3 H₂CO3 heikko happo > [H]+ PERUSKESKISKI HAPPO SUOLA, ANIONIhydrolyysi
15 Ensimmäinen hydrolyysivaihe Na2CO3 + H2O NaOH + NaHCO3 2Na+ + CO₃² + H2O Na+ + OH + Na+ + HCO3 CO3² + H2O OH + HCO3 Toinen hydrolyysivaihe Na2HCO₂CO = NaHCO₂CO NaHCO₂CO + CO₂ + H2O HCO3 + H2O = OH + CO₂ + H2O
16 KUPARI(II)KLORIDI HYDROLYSIKAAVIO Cu(OH)₂ heikko emäs CuCl2 HCl vahva happo< [ H ]+ КИСЛАЯ СРЕДА СОЛЬ ОСНОВНАЯ, гидролиз по КАТИОНУ
17 Hydrolyysin ensimmäinen vaihe CuCl2 + H2O (CuOH)Cl + HCl Cu+2 + 2 Cl + H2O (CuOH)+ + Cl + H+ + Cl Cu+2 + H2O (CuOH)+ + H+ Hydrolyysin toinen vaihe (СuOH) Cl + H2O Cu(OH)2 + HCl (Cu OH)+ + Cl + H2O Cu(OH)2 + H+ + Cl (CuOH)+ + H2O Cu(OH)₂ + H+
18 ALUMIINIsulfidihydrolyysikaavio Al₂S3 Al(OH)3 H2S heikko emäs heikko happo = [H]+ VÄLIAINEEN NEUTRAALI REAKTIO irreversiibeli hydrolyysi
19 Al₂S₃ + 6 H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H2S NATRIUMKLORIDIN HYDROLYSI NaCl NaOH HCl vahva emäs vahva happo = [H]+ YMPÄRISTÖN NEUTRAALI REAKTIO hydrolyysiä ei tapahdu ClO + NaHCl + Na + H +l H20 = Na+ + OH + H+ + Cl
20 Maankuoren muuntuminen Hieman emäksisen ympäristön luominen merivedelle HYDROLYYSIN ROOLI IHMISELÄMÄSSÄ Pyykinpesu Astioiden pesu Saippualla Ruoansulatusprosessit
21 Kirjoita hydrolyysiyhtälöt: A) K₂S B) FeCl2 C) (NH4)2S D) BaI2 KS: KOH on vahva emäs H₂S heikko happo HS + K+ + OH S² + H2O HS + OH FeCl₂OH2: heikko emäs HCL - vahva happo FeOH)+ + Cl + H+ + Cl Fe +² + H2O (FeOH)+ + H+
22 (NH4)2S: NH4OH - heikko emäs; H₂S - heikko happo HI - vahva happo HYDROLYSI NO
23 Suorita paperille. Luovuta työsi opettajalle seuraavalla oppitunnilla.
25 7. Minkä suolan vesiliuoksella on neutraali ympäristö? a) Al(NO3)3 b) ZnCl2 c) BaCl2 d) Fe(NO3)2 8. Missä liuoksessa lakmusväri on sininen? a) Fe2(SO4)3 b) K2S c) CuCl2 d) (NH4)₂SO₂4
26 9. Hydrolyysiä ei koske 1) kaliumkarbonaatti 2) etaani 3) sinkkikloridi 4) rasva 10. Kuidun (tärkkelyksen) hydrolyysin aikana voi muodostua: 1) glukoosia 2) vain sakkaroosia 3) vain fruktoosia 4) hiilidioksidi ja vesi 11. Liuosväliaine natriumkarbonaatin hydrolyysin tuloksena 1) emäksinen 2) vahvasti hapan 3) hapan 4) neutraali 12. Hydrolyysi tapahtuu 1) CH 3 COOK 2) KCI 3) CaCO 3 4 ) Na 2SO 4
27 13. Hydrolyysiä ei tehdä 1) rautasulfaatti 2) alkoholit 3) ammoniumkloridi 4) esterit
28 ONGELMA Selitä miksi kaadetessa liuoksia - FeCl3 ja Na2CO3 - saostuu ja kaasua vapautuu? 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2
29 Fe+³ + H2O (FeOH)+² + H+ CO3² + H2O HCO3 + OH CO₂ + H2O Fe(OH)3
Hydrolyysi on aineiden metabolisen hajoamisen reaktio veden vaikutuksesta. Orgaanisten aineiden hydrolyysi Epäorgaaniset aineet suolat Orgaanisten aineiden hydrolyysi Proteiinit Halogeenialkaanit Esterit (rasvat) Hiilihydraatit
HYDROLYYSI Yleiset käsitteet Hydrolyysi on aineiden vuorovaikutuksen vaihtoreaktio veden kanssa, mikä johtaa niiden hajoamiseen. Hydrolyysi voidaan altistaa eri luokkien epäorgaanisille ja orgaanisille aineille.
Luokka 11. Aihe 6. Oppitunti 6. Suolojen hydrolyysi. Oppitunnin tarkoitus: muodostaa opiskelijoille käsite suolojen hydrolyysistä. Tehtävät: Kasvatus: opettaa opiskelijoita määrittämään suolaliuosten ympäristön luonne niiden koostumuksen perusteella, muodostamaan
MOU lukio 1 Serukhova, Moskovan alue Antoshina Tatjana Aleksandrovna, kemian opettaja "Hydrolyysin tutkimus 11. luokalla." Opiskelijat tutustuvat hydrolyysiin ensimmäistä kertaa 9. luokalla epäorgaanisen esimerkin avulla
Suolojen hydrolyysi Työn suoritti korkeimman luokan opettaja Timofeeva V.B. Mikä on hydrolyysi? Hydrolyysi on monimutkaisten aineiden vaihtovuorovaikutus veden kanssa. Hydrolyysi Suolan vuorovaikutus veden kanssa, seurauksena
Kehittäjä: kemian opettaja valtion budjetin erityisopetuksen oppilaitoksessa "Zakamensk Agro-Industrial College" Salisova Lyubov Ivanovna Metodologinen käsikirja kemian aiheesta "Hydrolyysi" Tämä oppikirja esittelee yksityiskohtaisen teoreettisen
1 Teoria. Ioninvaihtoreaktioiden ioni-molekyyliyhtälöt Ioninvaihtoreaktiot ovat elektrolyyttiliuosten välisiä reaktioita, joiden seurauksena ne vaihtavat ionejaan. Ioniset reaktiot
18. Ionireaktiot liuoksissa Elektrolyyttinen dissosiaatio. Elektrolyyttinen dissosiaatio on liuoksessa olevien molekyylien hajoamista positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiden ionien muodostamiseksi. Hajoamisen laajuus riippuu
KRASNODARIN ALUEEN OPETUS- JA TIETEMINISTERIÖ Krasnodarin alueen valtion budjetin ammatillinen koulutuslaitos "Krasnodar Information Technology College" Luettelo
12. Karbonyyliyhdisteet. karboksyylihapot. Hiilihydraatit. Karbonyyliyhdisteet Karbonyyliyhdisteitä ovat aldehydit ja ketonit, joiden molekyyleissä on karbonyyliryhmä Aldehydit
Vetyindikaattori ph Indikaattorit Hydrolyysin olemus Suolatyypit Algoritmi suolojen hydrolyysiyhtälöiden laatimiseksi Eri tyyppisten suolojen hydrolyysi Menetelmät hydrolyysin estämiseksi ja tehostamiseksi Testien ratkaisu B4 Vety
P \ n Teema Oppitunti I II III 9. luokka, 2014-2015 lukuvuosi, perustaso, kemia Oppitunnin aihe Tuntimäärä Likimääräiset termit Tieto, taidot, taidot. Elektrolyyttisen dissosiaation teoria (10 tuntia) 1 Elektrolyytit
Suolat Määritelmä Suolat ovat monimutkaisia aineita, jotka muodostuvat metalliatomista ja happojäännöksestä. Suolojen luokittelu 1. Keskipitkät suolat, koostuvat metalliatomeista ja happamista jäännöksistä: NaCl natriumkloridi. 2. Hapan
Tehtävät A24 kemiassa 1. Kupari(ii)kloridin ja 1) kalsiumkloridin 2) natriumnitraatin 3) alumiinisulfaatin 4) natriumasetaatin liuoksilla on sama väliaineen reaktio Kupari(ii)kloridi on suola, jonka muodostaa heikko pohja
Kunnan budjettioppilaitos lukio 4 Baltiysk Oppiaineen "Kemia" työohjelma luokka 9, taso perustaso Baltiysk 2017
Tehtäväpankki luokan 9 A1 opiskelijoiden välitutkintoon. Atomin rakenne. 1. Hiiliatomin ytimen varaus 1) 3 2) 10 3) 12 4) 6 2. Natriumatomin ytimen varaus 1) 23 2) 11 3) 12 4) 4 3. Luku protoneista ytimessä
3 Elektrolyyttiliuokset Nesteliuokset jaetaan elektrolyyttiliuoksiin, jotka pystyvät johtamaan sähkövirtaa, ja ei-elektrolyyttiliuoksiin, jotka eivät ole sähköä johtavia. ei-elektrolyytteihin liuennut
Elektrolyyttisen dissosiaation teorian perusteet Michael Faraday 22.IX.1791 25.VIII. 1867 englantilainen fyysikko ja kemisti. 1800-luvun ensimmäisellä puoliskolla otti käyttöön elektrolyyttien ja ei-elektrolyyttien käsitteen. Aineet
Vaatimukset opiskelijoiden valmistautumistasolle 9. luokan materiaalin opiskelun jälkeen opiskelijoiden tulee: Nimeä kemialliset alkuaineet symboleilla, aineet kaavoilla, merkeillä ja kemiallisten reaktioiden toteuttamisen ehdoilla,
Oppitunti 14 Suolojen hydrolyysi Koe 1 1. Emäksisessä liuoksessa on liuos l) Pb (NO 3) 2 2) Na 2 CO 3 3) NaCl 4) NaNO 3 2. Minkä aineen vesiliuoksessa väliaine on neutraali? l) NaNO 3 2) (NH 4) 2SO 4 3) FeSO
OHJELMAN SISÄLTÖ Osa 1. Kemiallinen alkuaine Aihe 1. Atomien rakenne. Jaksollinen laki ja kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä D.I. Mendelejev. Nykyaikaiset ajatukset atomien rakenteesta.
Suolojen kemialliset ominaisuudet (väliaine) KYSYMYS 12 Suolat ovat monimutkaisia aineita, jotka koostuvat metalliatomeista ja happojäännöksistä Esimerkkejä: Na 2 CO 3 natriumkarbonaatti; FeCl3-rauta(III)kloridi; Al 2 (SO 4) 3
1. Mikä seuraavista väittämistä pitää paikkansa kyllästetyille ratkaisuille? 1) kylläinen liuos voidaan väkevöidä, 2) kyllästetty liuos voidaan laimentaa, 3) kyllästetty liuos ei voi
Kunnan budjettikoulutuslaitoksen lukio 1 Pavlovskajan kylässä Krasnodarin alueen Pavlovskyn piirissä Opiskelijoiden koulutusjärjestelmä
KRASNODAR KRAI VALTION TALOUSARVION OPPITUS- JA TIETEMINISTERIÖ TOISEEN AMMATILLINEN KOULUTUSLAITOS "NOVOROSSIYSK COLLÉGE OF RADIO-ELEECTRONIC INSTRUMENT MAKEING"
I. Vaatimukset opiskelijoiden valmistautumistasolle Osion hallitsemisen tuloksena opiskelijoiden tulee tietää/ymmärtää: kemialliset symbolit: kemiallisten alkuaineiden merkit, kemikaalien kaavat ja kemiallisten yhtälöt
Keskitason sertifiointi kemian luokilla 10-11 Näyte A1 Samanlainen ulkoisen energiatason konfiguraatio sisältää hiiliatomeja ja 1) typpeä 2) happea 3) piitä 4) fosforia A2. Elementtien joukossa alumiini
A9:n ja A10:n toisto (oksidien ja hydroksidien ominaisuudet); A11 Suoloille ominaiset kemialliset ominaisuudet: keskipitkä, hapan, emäksinen; kompleksi (esimerkiksi alumiini- ja sinkkiyhdisteet) A12 Epäorgaanisen suhde
PERUSTELU Työohjelma on koottu kemian perusopetuksen malliohjelman sekä yleisoppilaitosten 8-9 luokkalaisten opiskelijoiden kemian kurssin ohjelman pohjalta.
Koe kemian luokassa 11 (perustaso) Koe "Kemiallisten reaktioiden tyypit (kemian luokka 11, perustaso) Vaihtoehto 1 1. Täydennä reaktioyhtälöt ja ilmoita niiden tyyppi: a) Al 2 O 3 + HCl, b) Na 2 O + H 2O,
Tehtävä 1. Missä näistä seoksista voidaan erottaa suolat toisistaan vedellä ja suodatinlaitteella? a) BaSO 4 ja CaCO 3 b) BaSO 4 ja CaCl 2 c) BaCl 2 ja Na 2 SO 4 d) BaCl 2 ja Na 2 CO 3
Elektrolyyttiliuokset VAIHTOEHTO 1 1. Kirjoita yhtälöt jodihapon, kupari(I)hydroksidin, ortoarseenihapon, kupari(II)hydroksidin elektrolyyttiselle dissosiaatioprosessille. Kirjoita ilmaisuja
Kemian oppitunti. (9. luokka) Aihe: Ioninvaihtoreaktiot. Tarkoitus: Muodostaa käsitteitä ioninvaihtoreaktioista ja niiden esiintymisen edellytyksistä, laatia täydellisiä ja lyhennettyjä ioni-molekyyliyhtälöitä ja perehtyä algoritmiin
SUOLOJEN HYDROLYSI TA Kolevich, Vadim E. Matulis, Vitaly E. Matulis 1. Vesi heikkona elektrolyyttinä Liuoksen vetyindeksi (pn) Muistetaanpa vesimolekyylin rakenne. Happiatomi sitoutunut vetyatomeihin
Aihe ELEKTROLYYTTINEN DISSOSIATIO. IONINVAIHTOREAKTIOT Testattava sisältöelementti Tehtävälomake Max. pisteet 1. Elektrolyytit ja ei-elektrolyytit VO 1 2. Elektrolyyttinen dissosiaatio VO 1 3. Edellytykset irreversiibelille
18 Avain vaihtoehtoon 1 Kirjoita reaktioyhtälöt, jotka vastaavat seuraavia kemiallisia muunnossarjoja: 1. Si SiH 4 SiО 2 H 2 SiО 3 ; 2. Cu. Cu(OH)2Cu(NO3)2Cu2(OH)2CO3; 3. Metaani
Ust-Donetskin alue h. Krimin kunnan budjettioppilaitos Krimin lukio HYVÄKSYTTY Määräys päivätty 2016 Koulun johtaja I.N. Kalitventseva työohjelma
Yksilölliset kotitehtävät 5. YMPÄRISTÖN VETYINDIKAATTORI. SUOLOJEN HYDROLYSI TEOREETTINEN OSA Elektrolyytit ovat aineita, jotka johtavat sähkövirtaa. Prosessi, jossa aine hajoaa ioneiksi liuottimen vaikutuksesta
1. Alkuaineen ulkoinen oksidi osoittaa pääominaisuudet: 1) rikki 2) typpi 3) barium 4) hiili 2. Mikä kaavoista vastaa elektrolyyttien dissosiaatioasteen ilmaisua: =
Tehtävät A23 kemiassa 1. Lyhennetty ioniyhtälö vastaa vuorovaikutusta
1 Hydrolyysi Tehtävien vastaukset ovat sana, lause, numero tai sanasarja, numerot. Kirjoita vastauksesi ilman välilyöntejä, pilkkuja tai muita ylimääräisiä merkkejä. Ottelu välillä
Tehtäväpankki luokka 11 kemia 1. Elektroninen konfiguraatio vastaa ionia: 2. Hiukkasilla ja ja ja ja on sama konfiguraatio 3. Magnesium ja
KUNTATALOUSARVIO SAMARAN KAUPUNKIPIIRIN YLEINEN OPETUSLAITOS "KOULU 72" KÄSITELLYT opettajien metodologisen yhdistyksen kokouksessa (Moskovan alueen puheenjohtaja: allekirjoitus, koko nimi) pöytäkirja päivätty 20.
Tutkimme yleisindikaattorin vaikutusta joidenkin suolojen liuoksiin 
Kuten näemme, ensimmäisen liuoksen ympäristö on neutraali (pH=7), toisen on hapan (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Kuinka selittää näin mielenkiintoinen tosiasia? 🙂
Ensin muistellaan, mikä pH on ja mistä se riippuu.
pH on vetyindikaattori, vetyionien pitoisuuden mitta liuoksessa (latinalaisten sanojen potentia hydrogeni - vedyn vahvuus) ensimmäisten kirjainten mukaan.
pH lasketaan vetyionien pitoisuuden negatiivisena desimaalilogaritmina ilmaistuna mooleina litrassa:
Puhtaassa vedessä 25 °C:ssa vety-ionien ja hydroksidi-ionien pitoisuudet ovat samat ja ovat 10 -7 mol/l (pH=7).
Kun molempien ionityyppien pitoisuudet liuoksessa ovat samat, liuos on neutraali. Kun > liuos on hapan, ja kun > - emäksinen.
Mistä johtuu joissakin suolojen vesiliuoksissa vety-ionien ja hydroksidi-ionien pitoisuuksien yhtäläisyys?
Tosiasia on, että veden dissosiaation tasapaino muuttuu, koska yksi sen ioneista (tai) sitoutuu suola-ioneihin, jolloin muodostuu huonosti dissosioitunut, tuskin liukeneva tai haihtuva tuote. Tämä on hydrolyysin ydin.
- tämä on suola-ionien kemiallinen vuorovaikutus vesi-ionien kanssa, mikä johtaa heikon elektrolyytin - hapon (tai happosuolan) tai emäksen (tai emäksisen suolan) - muodostumiseen.
Sana "hydrolyysi" tarkoittaa hajoamista veden vaikutuksesta ("hydro" - vesi, "lyysi" - hajoaminen).
Riippuen siitä, mikä suolaioni on vuorovaikutuksessa veden kanssa, on olemassa kolmenlaisia hydrolyysejä:
- kationinen hydrolyysi (vain kationi reagoi veden kanssa);
- anionin hydrolyysi (vain anioni reagoi veden kanssa);
- nivelhydrolyysi - kationin ja anionin hydrolyysi (sekä kationi että anioni reagoivat veden kanssa).
Mitä tahansa suolaa voidaan pitää tuotteena, joka muodostuu emäksen ja hapon vuorovaikutuksesta:
Suolan hydrolyysi - sen ionien vuorovaikutus veden kanssa, mikä johtaa happaman tai emäksisen ympäristön esiintymiseen, mutta siihen ei liity sakan tai kaasun muodostumista.
Hydrolyysiprosessi etenee vain osallistumalla liukeneva suolaa ja koostuu kahdesta vaiheesta:
1)dissosiaatio suolaa liuoksessa peruuttamaton reaktio (dissosiaatioaste tai 100 %);
2) itse asiassa , eli suola-ionien vuorovaikutus veden kanssa käännettävä reaktio (hydrolyysiaste ˂ 1 tai 100 %)
1. ja 2. vaiheen yhtälöitä - ensimmäinen niistä on peruuttamaton, toinen on palautuva - ei voida lisätä!
Huomaa, että kationien muodostamat suolat alkalit ja anionit vahva hapot eivät hydrolysoi, ne hajoavat vain veteen liuotettuina. Suolojen KCl, NaNO 3, NaSO 4 ja BaI liuoksissa väliaine neutraali.
Anionien hydrolyysi
Vuorovaikutuksen tapauksessa anionit liuotettu suola veteen prosessia kutsutaan suolahydrolyysi anionissa.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (dissosiaatio)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (hydrolyysi)
KNO 2 -suolan dissosiaatio etenee täydellisesti, NO 2 -anionin hydrolyysi - hyvin vähäisessä määrin (0,1 M liuoksella - 0,0014 %), mutta tämä osoittautuu riittäväksi liuoksen muodostumiseen. emäksinen(hydrolyysituotteiden joukossa on OH-ioni -), siinä s H = 8,14.
Anionit hydrolysoituvat vain heikko hapot (tässä esimerkissä nitriitti-ioni NO 2, joka vastaa heikkoa typpihappoa HNO 2). Heikon hapon anioni vetää vedessä olevan vetykationin puoleensa ja muodostaa tämän hapon molekyylin, kun taas hydroksidi-ioni pysyy vapaana:
NO 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Esimerkkejä:
a) NaClO \u003d Na + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
c) Na 2CO 3 \u003d 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 - + OH -
d) K 3 PO 4 \u003d 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH -
e) BaS = Ba 2+ + S 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS - + OH -
Huomaa, että esimerkeissä (c-e) et voi lisätä vesimolekyylien määrää ja kirjoita hydroanionien (HCO 3, HPO 4, HS) sijasta vastaavien happojen kaavat (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). Hydrolyysi on palautuva reaktio, eikä se voi edetä "lopulle" (ennen hapon muodostumista).
Jos sellainen epästabiili happo kuin H 2 CO 3 muodostuisi sen NaCO 3 -suolan liuoksessa, CO 2 vapautuisi kaasuliuoksesta (H 2 CO 3 \u003d CO 2 + H 2 O). Kuitenkin, kun sooda liuotetaan veteen, muodostuu läpinäkyvä liuos ilman kaasun kehittymistä, mikä on todiste anionin hydrolyysin epätäydellisyydestä, kun liuoksessa esiintyy vain hiilihappohydranioneja HCO 3 -.
Anionin suolahydrolyysiaste riippuu hydrolyysituotteen, hapon, dissosiaatioasteesta. Mitä heikompi happo, sitä korkeampi hydrolyysiaste. Esimerkiksi CO 3 2-, PO 4 3- ja S 2- ionit hydrolysoituvat suuremmassa määrin kuin NO 2-ioni, koska H 2 CO 3 ja H 2 S dissosioituvat 2. vaiheessa ja H 3 PO 4 in 3. vaihe etenee paljon vähemmän kuin HNO 2 -hapon dissosiaatio. Siksi liuokset, esimerkiksi Na 2 CO 3, K 3 PO 4 ja BaS, toimivat erittäin emäksinen(mikä on helppo todentaa soodan saippuaisuuden perusteella) .
Ylimäärä OH-ioneja liuoksessa on helppo havaita indikaattorilla tai mitata erikoisinstrumenteilla (pH-mittarit).
Jos anionin voimakkaasti hydrolysoiman suolan väkevässä liuoksessa,
esimerkiksi Na 2CO 3, lisää alumiinia, niin jälkimmäinen (amfoterismin vuoksi) reagoi alkalin kanssa ja vedyn kehittymistä havaitaan. Tämä on lisätodiste hydrolyysistä, koska emme lisänneet NaOH-emästä soodaliuokseen!
Kiinnitä erityistä huomiota keskivahvaisten happojen - ortofosfori- ja rikkipitoisten - suoloihin. Ensimmäisessä vaiheessa nämä hapot dissosioituvat melko hyvin, joten niiden happosuolat eivät hydrolysoitu, ja tällaisten suolojen liuoksen väliaine on hapan (johtuen vetykationin läsnäolosta suolan koostumuksessa). Ja keskimääräiset suolat hydrolysoituvat anionilla - väliaine on emäksistä. Joten anioni ei hydrolysoi hydrosulfiitteja, hydrofosfaatteja ja dihydrofosfaatteja, väliaine on hapan. Sulfiitit ja fosfaatit hydrolysoituvat anionin vaikutuksesta, ympäristö on emäksistä.
Hydrolyysi kationilla
Liuenneen suolan kationin vuorovaikutuksessa veden kanssa prosessia kutsutaan
suolahydrolyysi kationissa
1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 - (dissosiaatio)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (hydrolyysi)
Ni (NO 3) 2 -suolan dissosiaatio etenee täydellisesti, Ni 2+ -kationin hydrolyysi - hyvin vähäisessä määrin (0,1 M liuoksella - 0,001 %), mutta tämä osoittautuu riittäväksi väliaineelle muuttua happamaksi (hydrolyysituotteiden joukossa on H + -ioni ).
Vain huonosti liukenevien emäksisten ja amfoteeristen hydroksidien kationit ja ammoniumkationi hydrolysoituvat. NH4+. Metallikationi irrottaa hydroksidi-ionin vesimolekyylistä ja vapauttaa vetykationin H + .
Ammoniumkationi muodostaa hydrolyysin seurauksena heikon emäksen - ammoniakkihydraatin ja vetykationin:
NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +
Huomaa, että et voi lisätä vesimolekyylien määrää ja kirjoittaa hydroksokaatioiden (esimerkiksi NiOH +) sijasta hydroksidikaavoja (esimerkiksi Ni (OH) 2). Jos hydroksideja muodostuisi, suolaliuoksista putoaisi sakkaa, mitä ei havaita (nämä suolat muodostavat läpinäkyviä liuoksia).
Vetykationien ylimäärä on helppo havaita indikaattorilla tai mitata erikoisinstrumenteilla. Magnesiumia tai sinkkiä lisätään suolan väkevään liuokseen, jonka kationi hydrolysoi voimakkaasti, ja sitten jälkimmäinen reagoi hapon kanssa vapauttaen vetyä.
Jos suola on liukenematon, hydrolyysiä ei tapahdu, koska ionit eivät ole vuorovaikutuksessa veden kanssa.