Пример за прашања за дискусија за хидролиза на сол
Хидролизата на солта е хемиски феномен што вклучува реакција на сол со вода, при што се создава киселина или база како нуспроизвод. Овој процес често е важна тема на часовите по хемија бидејќи разбирањето на хидролизата на солта може да обезбеди фундаментален увид во својствата на растворите и да помогне во одредувањето на pH вредноста на растворите. Во оваа статија, ќе разгледаме неколку примери на проблеми и нивните решенија поврзани со хидролизата на солта.
Основни концепти на хидролиза на сол
Хидролизата на солта се случува кога солта се распаѓа во вода и нејзините јони реагираат со молекулите на водата за да создадат киселина или база. Не сите соли ќе хидролизираат во вода; некои се неутрални, што значи дека не ја менуваат pH вредноста на растворот. Сепак, некои соли можат да создадат кисели или базни раствори, во зависност од изворот на киселината и базата што ја формирале солта.
За да се разбере овој механизам, важно е да се знае следново:
– Солите на силни киселини и силни бази (како што е NaCl) обично не подлежат на хидролиза и растворот останува неутрален.
– Солите на слаби киселини и силни бази (како што е CH3COONa) обично даваат основни раствори.
– Солите на силни киселини и слаби бази (како што е NH4Cl) обично даваат кисели раствори.
– Солите на слаби киселини и слаби бази можат да реагираат со вода и да ја одредат конечната pH вредност во зависност од релативната јачина на киселината и базата.
Пример прашања и дискусија
Прашање 1: Хидролиза на калиум ацетат (CH3COOK)
Прашање:
Дали растворот на калиум ацетат (CH3COOK) е кисел, базен или неутрален? Напишете ја реакцијата на хидролиза што се случува и одредете ја pH вредноста на растворот.
Пембахасан:
Калиум ацетат (CH3COOK) е сол на слаба киселина (оцетна киселина, CH3COOH) и силна база (калиум хидроксид, KOH). Од ова, можеме да заклучиме дека растворот на CH3COOK е веројатно базен бидејќи ацетатниот јон (CH3COO⁻) може да хидролизира во вода.
Реакцијата е како што следува:
\[ CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^- \]
Ацетатните јони (CH3COO⁻) прифаќаат протони (H⁺) од водата (H2O) за да формираат оцетна киселина (CH3COOH) и хидроксидни јони (OH⁻). Присуството на хидроксидни јони (OH⁻) во растворот го прави базичен.
За да се одреди pH вредноста, потребна ни е концентрацијата на OH⁻ јони. На пример, имаме раствор од CH3COOK од 0,1 M, а константата на јонизација на оцетната киселина (Ka) е 1,8 × 10⁻⁵.
Преземените чекори се:
1. Користејќи ја базната константа (Kb) за CH3COO⁻ јонот:
\[ K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. Дисоцирајте ги CH3COO⁻ јоните во раствор:
\[ K_b = \frac{[CH_3COOH][OH^-]}{[CH_3COO^-]} \]
Нека степенот на дисоцијација биде 'x':
\[ 5,56 \times 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
Игнорирајќи го малото \(x\) во именителот, можеме да поедноставиме:
\[ x^2 приближно 5,56 пати 10^{-11} \Стрелка кон десно x = \sqrt{5,56 пати 10^{-11}} = 7,45 пати 10^{-6} \]
Концентрација на OH⁻:
\[ [OH^-] = 7,45 \times 10^{-6} \]
pOH на растворот:
\[ pOH = -\log [OH^-] = -\log (7,45 \times 10^{-6}) \приближно 5,13 \]
Користејќи ја врската помеѓу pH и pOH:
\[ pH = 14 - pOH = 14 - 5,13 = 8,87 \]
Значи, растворот CH3COOK е базен со pH вредност од околу 8,87.
Прашање 2: Хидролиза на амониум хлорид (NH4Cl)
Прашање:
Дали растворот на амониум хлорид (NH4Cl) е кисел, базен или неутрален? Напишете ја реакцијата на хидролиза што се случува и одредете ја pH вредноста на растворот.
Пембахасан:
Амониум хлоридот (NH4Cl) е сол на силна киселина (HCl) и слаба база (NH3). Од ова, можеме да заклучиме дека растворот е кисел бидејќи амониумскиот јон (NH4⁺) може да хидролизира во вода.
Реакцијата е како што следува:
\[ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+ \]
Амониумските јони (NH4⁺) донираат протони (H⁺) на молекулите на водата (H2O) за да формираат амонијак (NH3) и хидрониумски јони (H3O⁺). Присуството на хидрониумски јони (H3O⁺) во овој раствор предизвикува растворот да биде кисел.
На пример, имаме раствор од NH4Cl од 0,1 M. Константата на јонизација на базата (Kb) за NH3 е 1,8 × 10⁻⁵.
Преземените чекори се:
1. Користејќи ја киселинската константа (Ka) за NH4⁺ јонот:
\[ K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. Дисоцирајте ги NH4⁺ јоните во раствор:
\[ K_a = \frac{[NH_3][H_3O^+]}{[NH_4^+]} \]
Нека степенот на дисоцијација биде 'x':
\[ 5,56 \times 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
Игнорирајќи го малото \(x\) во именителот, можеме да поедноставиме:
\[ x^2 приближно 5,56 пати 10^{-11} \Стрелка кон десно x = \sqrt{5,56 пати 10^{-11}} = 7,45 пати 10^{-6} \]
Концентрација на H3O⁺:
\[ [H_3O^+] = 7,45 \times 10^{-6} \]
pH вредност на растворот:
\[ pH = -\log [H_3O^+] = -\log (7,45 \x 10^{-6}) \приближно 5,13 \]
Значи, растворот на NH4Cl е кисел со pH од околу 5,13.
Во двата примери погоре, гледаме како идентификувањето на видот на хидролиза може да помогне во одредувањето на природата на растворот. Со примена на константата на јонизирачка рамнотежа (Ka или Kb) и неколку едноставни претпоставки, можеме да ги решиме овие проблеми доста лесно.
Оваа дискусија за проблемите со хидролиза на сол не само што ги обучува аналитичките вештини во математичките пресметки, туку и го продлабочува разбирањето на основните концепти на хемијата на растворот. Разбирањето како јоните од различно потекло придонесуваат протони или акцептори кон молекулите на водата и како тоа влијае на pH вредноста на растворот е фундаментално за совладување на многу напредни теми во хемијата.
