ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.06.2024
Просмотров: 157
Скачиваний: 1
§ 8. Гидролиз солей
Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита и (чаще всего, но не всегда) к избыточному
содержанию ионов [Н+] или |
[ О Н - ] . |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Различают четыре случая гидролиза солей. |
|
|
|
||||||
|
1. Соль образована слабой кислотой и сильным осно |
|||||||||
ванием. Пример такой |
соли—уксуснокислый |
натрий. |
||||||||
Эта |
соль — сильный электролит — в |
воде |
практически |
|||||||
полностью диссоциирована |
на ионы |
Na+ |
и |
СН 3 СОО _ . |
||||||
Часть |
ионов С Н 3 С О О - , |
взаимодействуя |
с водой, |
образу |
||||||
ет |
слабодиссоциирующую |
уксусную |
кислоту |
и |
ионы |
|||||
О Н - . В растворе нарушается равновесие |
ионов |
Н+ и |
||||||||
ОН-, при этом последние преобладают: |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
СН3СОО- + Н2 05Г>СН3 СООН + |
О Н ~ , |
|
|
(20) |
||||
|
Такой раствор имеет щелочную реакцию. Поскольку |
|||||||||
процесс (20) обратим, |
к нему можно |
применить закон |
||||||||
действующих масс: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
[СН3 СООН][ОН-] _ / |
с |
|
|
|
|
|
||
|
|
[ С Н 3 С О О - ] [ Н 2 0 ] |
|
|
|
|
|
|
||
где |
|
[Н2 0] — величина |
постоянная, которую |
можно |
вве |
|||||
|
|
сти в значение |
константы: |
|
|
|
|
|||
|
|
К [ Н 2 0 ] |
= К?; |
|
|
|
|
|
(22) |
|
здесь |
Кг—константа |
гидролиза. |
|
|
|
|
|
|
||
|
По уравнению (6) диссоциации воды можно написать, |
|||||||||
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Km |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[Н+] |
|
|
|
|
|
|
|
После подстановки этого выражения в уравнение |
(21) |
||||||||
получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
[СН3СООН] Kw |
|
Kw |
|
|
|
|
||
|
|
[СН а СОО - ][Н+] |
# к |
|
|
|
|
|||
где |
В1 |
Кк—константа, |
диссоциации |
уксусной |
кислоты. |
|||||
|
гидролизе применяют |
понятие |
степень |
гидролиза |
||||||
h , под которой понимают отношение числа молекул, про реагировавших с водой, к общему числу растворенных молекул.
18
Если принять исходную концентрацию ацетата нат рия за С, то концентрация ацетат-иона также равна С, поскольку соль — сильный электролит.
При установившемся равновесии в результате гидро лиза равновесные концентрации примут следующие значения:
[СНзСОО-] |
= |
С — С/г; |
|
[СНзСООН] = С/г; |
||
|
|
[ О Н - ] = |
|
С/г. |
|
|
Подставляя эти |
выражения |
в |
уравнение (21), по |
|||
лучим |
|
|
|
|
|
|
c h - c |
h |
-KlHfil |
|
= |
K |
r ~ K w |
С ( 1 - й ) |
X l / ' |
|
м |
кк |
||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ch* |
К-w |
|
(24) |
|
|
|
1 - /г |
|
Кк |
|
|
Для' большинства солей -/г<С1 (примерно 0,01), а по тому можно принять, что 1 — h t t 1. Тогда
c f t a = — H f t = / - — . |
(25) |
2. Соль образована сильной кислотой и слабым осно ванием. В этом случае
tfr = — , |
(26) |
Аосн |
|
где /Соси — константа диссоциации |
слабого^основания. |
Степень гидролиза |
|
VFIT"' |
{ 2 7 ) |
|
рН растворов таких солей меньше 7.
• Анализируя уравнения (25) и (27), можно сделать вывод, что степень гидролиза тем больше:
а) чем выше температура, так как Kw с повышением
температуры |
возрастает; |
|
|
|
б) чем слабее |
кислота |
(основание), т. е. чем меньше |
||
численные значения Кк и |
Коси, |
|
||
в) чем меньше исходная концентрация соли. |
||||
Поэтому |
для |
усиления гидролиза |
необходимо |
|
раствор разбавить и подогреть. |
|
|||
2* |
|
|
|
19 |
3. Соль образована слабой кислотой и слабым осно ванием. Для гидролиза таких солей справедливо:
K r = — ( |
2 8 ) |
и |
— |
= 1 / - j r f - . |
(29) |
|
А к Л оси |
|
1—11 |
у |
А к Аосн |
, |
|
Гидролиз солей |
третьей |
группы протекает в |
значи |
|||
тельной степени, так как |
в |
знаменателе |
уравнения (28) |
|||
стоит произведение |
двух |
малых |
величин, т. е. величина |
|||
еще более малая, а следовательно, Кг довольно велика. Значение рН растворов может быть меньше, больше или равно 7, что зависит от соотношения численных зна чений К к и ЛГоснСтепень гидролиза не зависит от степе
ни разбавления.
4. Соль образована сильной кислотой и сильным ос нованием. Такие соли гидролизу не подвергаются, по скольку их ионы не образуют с водой слабых электроли тов. Значение рН растворов равно 7.
Гидролиз многоосновных кислот и многокислотных
оснований протекает |
последовательно, ступенчато. |
|
||||
Например, гидролиз Na2 C03 : |
|
|
|
|||
первая ступень |
|
|
|
|
|
|
вторая ступень |
С О | ~ + |
H2 O^HCOJ - + |
О Н ~ ; |
|
(30) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HCOJ- + |
Н 2 0 7 > Н 2 С 0 3 + |
О Н - . |
|
(31) |
|
Процесс характеризуется двумя константами гидро |
||||||
лиза |
|
|
|
|
|
|
|
А"«/ |
|
|
A"u7 |
|
|
*г<1) = £ |
( 3 2 ) и |
Л - Г ( |
П ) = — |
. |
(33) |
|
|
А н с о - |
|
|
А Н г С 0 , |
|
|
Сравнивая |
значения Д ' н с о - |
и |
Кн2со2 (KHCQ- |
= |
5,61X |
|
Х Ю - И ; #н.со==4,31 • 10- 7 ), можно |
видеть, что |
Кнсо- |
||||
меньше Ki^co, |
примерно в 8000 раз, поэтому |
и гидролиз |
||||
по первой ступени во столько же раз протекает сильнее, чем по второй.
При гидролизе многоосновных солейобразуются ки слые соли. Гидролиз солей — один из основных ' видов гидролиза вещества. В более широком смысле слова под гидролизом понимают реакции обменного разложе ния между веществами и водой. Усвоение сложных пи тательных веществ живыми организмами начинается всегда с процесса гидролиза жиров, белков, полисаха ридов и других органических веществ.
20
Г л а в а II
КОЛЛОИДЫ
1§ 9. Виды и свойства коллоидных систем
Систему называют дисперсной, если одно ве щество равномерно распределено внутри другого. В дис персных системах различают дисперсную фазу (мелко раздробленное вещество) и дисперсионную среду (од нородное вещество, внутри которого распределена дис персная фаза).
Вобщем смысле дисперсной системой является лю бой раствор — истинный, коллоидный, суспензии и эмуль сии. Все эти растворы различаются размером частиц дисперсной фазы.
Вистинных растворах размеры растворенных частиц составляют менее 1 ммк (т. е. менее 0,000001 мм). Такие системы рассматриваются как однофазные.
Всуспензиях и эмульсиях размеры частиц составля ют примерно 100 ммк. В суспензиях дисперсной фазой является твердое вещество, а дисперсионной средой —
жидкость; в эмульсиях и то и другое — жидкости. Су спензии и эмульсии — двухфазные системы. Загрязнен ные сточные воды чаще всего могут быть причислены к двухфазным гетерогенным системам типа суспензий.
Коллоидные растворы занимают промежуточное по ложение между истинными растворами и суспензиями и эмульсиями. Размеры частиц дисперсной фазы состав ляют от 1 до 100 ммк. Коллоидные растворы называют еще золями. Различают лиофильные и лиофобные золи; если дисперсионной средой является вода — то гидро фильные и гидрофобные золи.
В гидрофильных золях частицы дисперсной фазы ок ружены гидратной оболочкой (т. е. молекулами воды). Примеры таких золей — растворы в воде крахмала, белка, желатина, некоторых высокомолекулярных орга
нических веществ, |
в частности гумусовых |
соединений. |
В гидрофобных |
золях частицы лишены |
гидратной |
оболочки (золи сульфидов металлов, некоторых солей, гидроокиси алюминия и железа, частицы глины).
Отличительным свойством коллоидных систем явля ется их способность рассеивать свет. В темноте при про пускании через коллоидную систему пучка света виден
21
