สารละลายเกลือที่เป็นน้ำมีสภาพแวดล้อมแบบใด ไฮโดรไลซิสของเกลือ

หนังสือปัญหาเคมีทั่วไปและอนินทรีย์

7. สารละลายโปรโตลิธที่เป็นน้ำ 7.1. น้ำ. สภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง เป็นกรดและเป็นด่าง โปรโตลิธที่แข็งแกร่ง

ส่วนทางทฤษฎี

ทฤษฎีกรดและเบสสมัยใหม่คือ ทฤษฎีโปรตอน บรอนสเตด-โลว์รี ซึ่งอธิบายการแสดงการทำงานของสารที่เป็นกรดหรือเบสโดยข้อเท็จจริงที่ว่าสารเหล่านั้นทำปฏิกิริยา โปรโตไลซิส– แลกเปลี่ยนปฏิกิริยาของโปรตอน (ไฮโดรเจนไอออนบวก) H +:

นา+อี เอ - +ไม่ +

กรดเบส ฐานกรด

ตามทฤษฎีนี้ กรด- นี้ ที่ประกอบด้วยโปรตอนสาร HA ซึ่งเป็นผู้บริจาคโปรตอน เบสคือสาร E ที่รับโปรตอนที่ได้รับบริจาคจากกรด โดยทั่วไป สารตั้งต้นคือกรด HA และสารตั้งต้นคือเบส E และผลิตภัณฑ์คือเบส A - และผลิตภัณฑ์ - กรด HE + แข่งขันกันเพื่อครอบครองโปรตอนซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยากรดเบสที่ผันกลับได้สู่สถานะ โปรโตไลติก สมดุล- ดังนั้นระบบจึงมีสารสี่ชนิดที่ประกอบเป็นคู่กรดเบสคอนจูเกตสองคู่: HA / A - และไม่ + /E สารที่มีคุณสมบัติเป็นกรดหรือเบสเรียกว่า โปรโตลิธ .

7.1. น้ำ. สภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง เป็นกรดและเป็นด่าง แข็งแกร่ง โปรโตลิธ

ตัวทำละลายของเหลวที่พบมากที่สุดในโลกคือน้ำ นอกจากโมเลกุล H 2 O แล้วน้ำบริสุทธิ์ยังมีไฮดรอกไซด์ไอออน OH - และออกโซเนียมไอออนบวก H 3 O + เนื่องจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง การสลายตัวอัตโนมัติ น้ำ:

เอช 2 โอ + เอช 2 โอ OH - + เอช 3 โอ

กรดเบส กรดเบส

ลักษณะเชิงปริมาณของกระบวนการสลายโปรตีนอัตโนมัติของน้ำคือ ผลิตภัณฑ์ไอออนิกน้ำ:

เค ใน= [ซ 3 โอ + ][ โอ้ – ] = 1 . 10 –14 (25 ° กับ)

ดังนั้นในน้ำสะอาด

[H 3 O + ] = [OH – ] =1 10 –7 โมล/ลิตร (25° กับ)

เนื้อหาของออกโซเนียมไอออนบวกและไฮดรอกไซด์ไอออนก็แสดงออกมาเช่นกัน ค่าพีเอช ค่า pHและ ดัชนีไฮดรอกซิล โพห์:

ค่า pH = -แอลจี ,pOH = -แอลจี [ โอ้ - ]

ในน้ำสะอาดที่อุณหภูมิ 25 ° กับค่า pH = 7, โพห์ = 7, ค่า pH + โพห์ = 14.

ในสารละลายน้ำของสารเจือจาง (น้อยกว่า 0.1 โมล/ลิตร) ค่าดังกล่าวค่า pHอาจจะเท่ากัน มากกว่า หรือน้อยกว่าค่า pHน้ำสะอาด. ที่ค่า pH= 7 ตัวกลางของสารละลายในน้ำเรียกว่าเป็นกลาง เมื่อค่า pH < 7 – кислотной, при ค่า pH> 7 – อัลคาไลน์ ความเข้มข้นของไอออนเพิ่มขึ้นอย่างมากชม 3 โอ + ในน้ำ (การสร้าง เป็นกรดสิ่งแวดล้อม) เกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาโปรโตไลซิสของสารต่างๆ เช่น ไฮโดรเจนคลอไรด์ กรดเปอร์คลอริก และกรดซัลฟิวริกที่ไม่สามารถย้อนกลับได้:

เอชซีแอล+น้ำ2O= Cl – +H 3 O + ,pH< 7

HClO4+เอช 2 O=ClO 4 – +H 3 O + ,pH< 7

H2SO4+2H 2 O=SO 4 2– +2H 3 O + ,pH< 7

ไอออนCl – , คลอโร 4 – , ดังนั้น 4 2– เมื่อผสมกับกรดเหล่านี้แล้วไม่มีคุณสมบัติพื้นฐานในน้ำ ไฮโดรแอนไอออนบางชนิดมีพฤติกรรมคล้ายกันในสารละลายที่เป็นน้ำ เช่น ไฮโดรซัลเฟตไอออน:

สสส.4 – + H 2 O=SO 4 2– +H 3 O + ,pH< 7

เนื่องจากปฏิกิริยาโปรโตไลซิสไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้จึงทำให้เกิดไอออนนั่นเองชม 3 โอ + ,สารเอชซีแอล, HClO 4 และชม 2 ดังนั้น 4 คล้ายกับพวกเขา โปรโตไลติกคุณสมบัติHClO 3 , ฮบ, เอชบีอาร์โอ 3 , สวัสดี, ไฮโอ 3 , เอชเอ็นโอ 3 , HNCS, ชม 2 ซอ 4 , HMnO 4 , ไอออนสสส 4 – , HSeO 4 – และบางส่วนในสารละลายที่เป็นน้ำก็ได้รับการพิจารณา กรดแก่. ในสารละลายเจือจางของกรดแก่ HA (เช่น ที่ กับที่น้อยกว่า 1 โมล/ลิตร ความเข้มข้นของออกโซเนียมไอออนบวกและ pH สัมพันธ์กับความเข้มข้นของฟันกรามเชิงวิเคราะห์ (โดยการเตรียม) กับเปิดดังต่อไปนี้:

[ ชม 3 โอ + ] = กับบน ,ค่า pH = - แอลจี[ ชม 3 โอ + ] = - แอลจีกับบน

ตัวอย่างที่ 1 - กำหนดค่า pH ในสารละลายกรดซัลฟิวริก 0.006 M ที่25 ° กับ .

สารละลาย

การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของความเข้มข้นของ OH - ไอออนในน้ำ (การสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง) ทำได้โดยการละลายและการแยกตัวของสารด้วยไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์เช่นโพแทสเซียมและแบเรียมไฮดรอกไซด์ที่เรียกว่า ด่าง:

เกาะ = เค + + โอ้ – ; เวอร์จิเนีย(OH) 2 + 2OH – , pH >7

สาร KOH, B ก(โอ้) 2,NaOHและไฮดรอกไซด์พื้นฐานที่คล้ายกันในสถานะของแข็งคือผลึกไอออนิก ในระหว่างการแยกตัวด้วยไฟฟ้าในสารละลายที่เป็นน้ำ OH – ไอออนจะถูกสร้างขึ้น (สิ่งนี้ ฐานที่แข็งแกร่ง) เช่นเดียวกับไอออนเค + , วา 2+ ,นา + ฯลฯ ซึ่งไม่มีคุณสมบัติเป็นกรดในน้ำ ที่ความเข้มข้นเชิงวิเคราะห์ที่กำหนดของอัลคาไล MOH ในสารละลายเจือจาง ( กับ บีน้อยกว่า 0.1 โมล/ลิตร) เรามี:

[โอ้ – ] = กับ ม โอ้; ค่า pH = 14 – pOH = 14 +แอลจี[โอ้ – ] = 14 +แอลจีกับ มอ

ตัวอย่างที่ 2 - กำหนดค่า pH ในสารละลายแบเรียมไฮดรอกไซด์ 0.012 M ที่ 25° กับ.

จดจำ:

ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางคือปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบสที่ผลิตเกลือและน้ำ

ด้วยน้ำบริสุทธิ์ นักเคมีจะเข้าใจน้ำบริสุทธิ์ทางเคมีที่ไม่มีสิ่งเจือปนหรือเกลือที่ละลายอยู่ เช่น น้ำกลั่น

ความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อม

สำหรับกระบวนการทางเคมี อุตสาหกรรม และชีวภาพต่างๆ คุณลักษณะที่สำคัญมากคือความเป็นกรดของสารละลาย ซึ่งระบุลักษณะของกรดหรือด่างในสารละลาย เนื่องจากกรดและด่างเป็นอิเล็กโทรไลต์ ปริมาณของ H+ หรือ OH - ไอออนจึงถูกใช้เพื่อระบุลักษณะความเป็นกรดของตัวกลาง

ในน้ำบริสุทธิ์และในสารละลายใดๆ รวมถึงอนุภาคของสารที่ละลาย จะมีไอออน H+ และ OH - อยู่ด้วย สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการแยกตัวของน้ำเอง และถึงแม้ว่าเราจะถือว่าน้ำไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ แต่ก็สามารถแยกตัวออกได้: H 2 O ^ H+ + OH - . แต่กระบวนการนี้เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในน้ำ 1 ลิตร มีเพียง 1 ไอออนเท่านั้นที่จะแตกตัวเป็นไอออน โมเลกุล 10 -7 โมล

ในสารละลายกรด ผลจากการแยกตัวของพวกมัน ทำให้มี H+ ไอออนเพิ่มเติมปรากฏขึ้น ในสารละลายดังกล่าว H+ ไอออนมากกว่า OH อย่างมีนัยสำคัญ - ไอออนที่เกิดขึ้นระหว่างการแยกตัวของน้ำเล็กน้อย ดังนั้นสารละลายเหล่านี้จึงเรียกว่าเป็นกรด (รูปที่ 11.1 ซ้าย) กล่าวกันทั่วไปว่าสารละลายดังกล่าวมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ยิ่งมีไอออน H+ อยู่ในสารละลายมาก ตัวกลางก็จะมีความเป็นกรดมากขึ้น

ในสารละลายอัลคาไลซึ่งเป็นผลมาจากการแยกตัวออกในทางตรงกันข้าม OH - ไอออนมีอำนาจเหนือกว่าและเกือบจะไม่มีไอออนบวก H + เนื่องจากการแยกตัวของน้ำไม่มีนัยสำคัญ สภาพแวดล้อมของสารละลายดังกล่าวเป็นด่าง (รูปที่ 11.1 ขวา) ยิ่งความเข้มข้นของ OH - ไอออนสูง สภาพแวดล้อมของสารละลายก็จะยิ่งเป็นด่างมากขึ้น

ในสารละลายเกลือแกง จำนวนไอออน H+ และ OH จะเท่ากันและเท่ากับ 1 10 -7 โมลในสารละลาย 1 ลิตร สื่อดังกล่าวเรียกว่าเป็นกลาง (รูปที่ 11.1 ตรงกลาง) ที่จริงแล้ว หมายความว่าสารละลายนั้นไม่มีทั้งกรดหรือด่าง สภาพแวดล้อมที่เป็นกลางเป็นลักษณะของสารละลายของเกลือบางชนิด (ที่เกิดจากกรดอัลคาไลและกรดแก่) และสารอินทรีย์หลายชนิด น้ำบริสุทธิ์ยังมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางอีกด้วย

ค่าพีเอช

หากเราเปรียบเทียบรสชาติของ kefir กับน้ำมะนาว เราสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่าน้ำมะนาวมีความเป็นกรดมากกว่ามาก กล่าวคือ ความเป็นกรดของสารละลายเหล่านี้แตกต่างกัน คุณรู้อยู่แล้วว่าน้ำบริสุทธิ์มีไอออน H+ เช่นกัน แต่ไม่ได้รู้สึกถึงรสเปรี้ยวของน้ำ เนื่องจากความเข้มข้นของไอออน H+ ต่ำเกินไป บ่อยครั้งที่การบอกว่าตัวกลางมีสภาพเป็นกรดหรือด่างนั้นไม่เพียงพอ แต่จำเป็นต้องระบุลักษณะเชิงปริมาณด้วย

ความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อมนั้นมีลักษณะเชิงปริมาณโดยตัวบ่งชี้ค่า pH ของไฮโดรเจน (ออกเสียงว่า "p-ash") ซึ่งสัมพันธ์กับความเข้มข้น

ไฮโดรเจนไอออน ค่า pH สอดคล้องกับปริมาณไฮโดรเจนไอออนบวกในสารละลาย 1 ลิตร น้ำบริสุทธิ์และสารละลายที่เป็นกลางประกอบด้วย 1 ลิตรใน 1 ลิตร H+ ไอออน 10 7 โมล และค่า pH คือ 7 ในสารละลายกรด ความเข้มข้นของไอออนบวก H+ มากกว่าในน้ำบริสุทธิ์ และในสารละลายอัลคาไลน์จะน้อยกว่า ด้วยเหตุนี้ ค่าของค่า pH จึงเปลี่ยนแปลง: ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดจะมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 7 และในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างจะมีค่าตั้งแต่ 7 ถึง 14 นักเคมีชาวเดนมาร์ก Peder Sørensen เสนอให้ใช้ค่า pH เป็นครั้งแรก

คุณอาจสังเกตเห็นว่าค่า pH สัมพันธ์กับความเข้มข้นของไอออน H+ การกำหนด pH เกี่ยวข้องโดยตรงกับการคำนวณลอการิทึมของตัวเลข ซึ่งคุณจะได้เรียนในชั้นเรียนคณิตศาสตร์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 แต่ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณไอออนในสารละลายกับค่า pH สามารถตรวจสอบได้ตามรูปแบบต่อไปนี้:

ค่า pH ของสารละลายในน้ำของสารส่วนใหญ่และสารละลายธรรมชาติอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1 ถึง 13 (รูปที่ 11.2)

ข้าว. 11.2. ค่า pH ของสารละลายธรรมชาติและสารละลายเทียมต่างๆ

โซเรน เปเดอร์ เลาริตส์ โซเรนเซ่น

นักเคมีกายภาพและนักชีวเคมีชาวเดนมาร์ก ประธาน Royal Danish Society สำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน เมื่ออายุ 31 ปี เขาได้เป็นศาสตราจารย์ที่สถาบันโพลีเทคนิคเดนมาร์ก เขาเป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการเคมีฟิสิกส์อันทรงเกียรติที่โรงเบียร์ Carlsberg ในโคเปนเฮเกน ซึ่งเขาได้ทำการค้นพบทางวิทยาศาสตร์หลักๆ กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์หลักของเขามุ่งเน้นไปที่ทฤษฎีการแก้ปัญหา: เขาแนะนำแนวคิดเรื่องค่า pH และศึกษาการพึ่งพาการทำงานของเอนไซม์กับความเป็นกรดของสารละลาย สำหรับความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ของเขา Sørensen ถูกรวมอยู่ในรายชื่อ "นักเคมีที่โดดเด่น 100 คนแห่งศตวรรษที่ 20" แต่ในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ เขายังคงเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่แนะนำแนวคิดเรื่อง "pH" และ "pH-metry" เป็นหลัก

การหาค่าความเป็นกรดปานกลาง

เพื่อตรวจสอบความเป็นกรดของสารละลายในห้องปฏิบัติการมักใช้ตัวบ่งชี้สากล (รูปที่ 11.3) ด้วยสีของมัน คุณสามารถระบุได้ไม่เพียงแต่การมีอยู่ของกรดหรือด่างเท่านั้น แต่ยังรวมถึงค่า pH ของสารละลายด้วยความแม่นยำ 0.5 เพื่อให้วัดค่า pH ได้แม่นยำยิ่งขึ้น มีอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องวัดค่า pH (รูปที่ 11.4) ช่วยให้คุณสามารถกำหนดค่า pH ของสารละลายได้ด้วยความแม่นยำ 0.001-0.01

การใช้ตัวบ่งชี้หรือเครื่องวัดค่า pH ช่วยให้คุณสามารถติดตามความคืบหน้าของปฏิกิริยาเคมีได้ ตัวอย่างเช่น หากเติมกรดคลอไรด์ลงในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางจะเกิดขึ้น:

ข้าว. 11.3. ตัวบ่งชี้สากลจะกำหนดค่า pH โดยประมาณ

ข้าว. 11.4. ในการวัดค่า pH ของสารละลายจะใช้อุปกรณ์พิเศษ - เครื่องวัดค่า pH: a - ห้องปฏิบัติการ (อยู่กับที่); ข - แบบพกพา

ในกรณีนี้ สารละลายของรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาจะไม่มีสี หากวางอิเล็กโทรดของเครื่องวัดค่า pH ไว้ในสารละลายอัลคาไลเริ่มต้น การทำให้กรดเป็นกลางโดยสมบูรณ์สามารถตัดสินได้จากค่า pH ของสารละลายที่ได้

การใช้ตัวบ่งชี้ pH

การระบุความเป็นกรดของสารละลายมีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติในหลายสาขาของวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และด้านอื่น ๆ ของชีวิตมนุษย์

นักนิเวศวิทยาตรวจวัดค่า pH ของน้ำฝน แม่น้ำ และทะเลสาบเป็นประจำ ความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของน้ำธรรมชาติอาจเป็นผลมาจากมลภาวะในบรรยากาศหรือการเข้าสู่ของเสียทางอุตสาหกรรมลงสู่แหล่งน้ำ (รูปที่ 11.5) การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวนำมาซึ่งการตายของพืช ปลา และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในแหล่งน้ำ

ดัชนีไฮโดรเจนมีความสำคัญมากในการศึกษาและสังเกตกระบวนการที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีจำนวนมากเกิดขึ้นในเซลล์ ในการวินิจฉัยทางคลินิกจะกำหนดค่า pH ของพลาสมาในเลือด, ปัสสาวะ, น้ำย่อย ฯลฯ (รูปที่ 11.6) ค่า pH ปกติของเลือดอยู่ระหว่าง 7.35 ถึง 7.45 แม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของ pH ในเลือดของมนุษย์ก็ทำให้เกิดการเจ็บป่วยที่รุนแรง และที่ pH = 7.1 และต่ำกว่า การเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เริ่มต้นขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่ความตายได้

สำหรับพืชส่วนใหญ่ความเป็นกรดของดินเป็นสิ่งสำคัญดังนั้นนักปฐพีวิทยาจึงทำการวิเคราะห์ดินล่วงหน้าโดยกำหนดค่า pH ของพวกเขา (รูปที่ 11.7) หากความเป็นกรดสูงเกินไปสำหรับพืชผลชนิดใดชนิดหนึ่ง ดินจะถูกปูนด้วยการเติมชอล์กหรือปูนขาว

ในอุตสาหกรรมอาหาร มีการใช้ตัวบ่งชี้กรดเบสเพื่อควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหาร (รูปที่ 11.8) เช่น ค่า pH ปกติของนมคือ 6.8 การเบี่ยงเบนจากค่านี้บ่งชี้ว่ามีสิ่งเจือปนจากต่างประเทศหรือมีรสเปรี้ยว

ข้าว. 11.5. อิทธิพลของระดับ pH ของน้ำในอ่างเก็บน้ำต่อกิจกรรมที่สำคัญของพืชในอ่างเก็บน้ำ

ค่า pH ของเครื่องสำอางที่เราใช้ในชีวิตประจำวันเป็นสิ่งสำคัญ ค่า pH เฉลี่ยของผิวหนังมนุษย์คือ 5.5 หากผิวหนังสัมผัสกับผลิตภัณฑ์ที่มีความเป็นกรดแตกต่างไปจากค่านี้อย่างมาก จะส่งผลให้ผิวหนังแก่ก่อนวัย ถูกทำลาย หรืออักเสบได้ สังเกตได้ว่าร้านซักรีดที่ใช้สบู่ซักผ้าธรรมดา (pH = 8-10) หรือโซดาซักผ้า (นา 2 CO 3, pH = 12-13) เป็นเวลานานในการซักจะทำให้ผิวหนังของมือแห้งมากและถูกปกคลุมไปด้วย รอยแตก ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องใช้เครื่องสำอางต่างๆ (เจล ครีม แชมพู ฯลฯ) ที่มีค่า pH ใกล้เคียงกับค่า pH ตามธรรมชาติของผิวหนัง

การทดลองในห้องปฏิบัติการครั้งที่ 1-3

อุปกรณ์: ชั้นวางพร้อมหลอดทดลอง, ปิเปต

รีเอเจนต์: น้ำ, กรดคลอไรด์, NaCl, สารละลาย NaOH, น้ำส้มสายชูบนโต๊ะ, อินดิเคเตอร์สากล (สารละลายหรือกระดาษบ่งชี้), ผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องสำอาง (เช่น มะนาว, แชมพู, ยาสีฟัน, ผงซักฟอก, เครื่องดื่มอัดลม, น้ำผลไม้ ฯลฯ .) .

กฎระเบียบด้านความปลอดภัย:

สำหรับการทดลอง ให้ใช้รีเอเจนต์จำนวนเล็กน้อย

ระวังอย่าให้รีเอเจนต์โดนผิวหนังหรือดวงตาของคุณ หากมีสารกัดกร่อนเข้าไป ให้ล้างออกด้วยน้ำปริมาณมาก

การหาปริมาณไฮโดรเจนไอออนและไฮดรอกไซด์ไอออนในสารละลาย การสร้างค่า pH โดยประมาณของน้ำ สารละลายอัลคาไลน์ และกรด

1. เท 1-2 มล. ลงในหลอดทดลองห้าหลอด: ลงในหลอดทดลองหมายเลข 1 - น้ำ, หมายเลข 2 - กรดคลอไรด์, หมายเลข 3 - สารละลายโซเดียมคลอไรด์, หมายเลข 4 - สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และหมายเลข 5 - น้ำส้มสายชูบนโต๊ะ .

2. เติมสารละลายตัวบ่งชี้สากล 2-3 หยดลงในแต่ละหลอดทดลองหรือลดกระดาษตัวบ่งชี้ลง กำหนด pH ของสารละลายโดยการเปรียบเทียบสีของตัวบ่งชี้ในระดับมาตรฐาน สรุปผลเกี่ยวกับการมีอยู่ของไฮโดรเจนแคตไอออนหรือไฮดรอกไซด์ไอออนในหลอดทดลองแต่ละหลอด เขียนสมการการแยกตัวของสารประกอบเหล่านี้

การศึกษาค่า pH ของอาหารและผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง

ทดสอบตัวอย่างอาหารและผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางด้วยตัวบ่งชี้สากล หากต้องการศึกษาสารแห้ง เช่น ผงซักฟอก จะต้องละลายในน้ำปริมาณเล็กน้อย (สารแห้ง 1 ไม้พายต่อน้ำ 0.5-1 มิลลิลิตร) กำหนด pH ของสารละลาย สรุปความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อมในแต่ละผลิตภัณฑ์ที่ทำการศึกษา

แนวคิดหลัก

คำถามควบคุม

130. การมีอยู่ของไอออนใดในสารละลายจะเป็นตัวกำหนดความเป็นกรดของมัน?

131. ไอออนใดที่พบในสารละลายที่เป็นกรดมากเกินไป? เป็นด่างเหรอ?

132. ตัวบ่งชี้ใดที่อธิบายความเป็นกรดของสารละลายในเชิงปริมาณ?

133. ค่า pH และปริมาณของ H+ ไอออนในสารละลายคืออะไร: ก) เป็นกลาง; b) มีสภาพเป็นกรดอ่อน; c) เป็นด่างเล็กน้อย d) มีสภาพเป็นกรดสูง e) มีความเป็นด่างสูง?

งานมอบหมายสำหรับการเรียนรู้เนื้อหา

134. สารละลายที่เป็นน้ำของสารบางชนิดมีตัวกลางที่เป็นด่าง ไอออนใดที่มีอยู่ในสารละลายนี้มากกว่า: H+ หรือ OH -

135. หลอดทดลองสองหลอดประกอบด้วยสารละลายของกรดไนเตรตและโพแทสเซียมไนเตรต ตัวบ่งชี้ใดที่สามารถใช้เพื่อพิจารณาว่าหลอดทดลองใดมีสารละลายเกลือ

136. หลอดทดลองสามหลอดประกอบด้วยสารละลายแบเรียมไฮดรอกไซด์ กรดไนเตรต และแคลเซียมไนเตรต จะจดจำโซลูชันเหล่านี้โดยใช้รีเอเจนต์ตัวเดียวได้อย่างไร

137. จากรายการข้างต้น ให้เขียนสูตรของสารที่มีสารละลายมีตัวกลางแยกกัน: ก) เป็นกรด; b) อัลคาไลน์; ค) เป็นกลาง NaCl, HCl, NaOH, HNO 3, H 3 PO 4, H 2 SO 4, Ba(OH) 2, H 2 S, KNO 3

138. น้ำฝนมีค่า pH = 5.6. สิ่งนี้หมายความว่า? สารใดที่มีอยู่ในอากาศเมื่อละลายในน้ำจะเป็นตัวกำหนดความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อม?

139. สภาพแวดล้อมประเภทใด (เป็นกรดหรือด่าง): ก) ในสารละลายแชมพู (pH = 5.5)

b) ในเลือดของคนที่มีสุขภาพแข็งแรง (pH = 7.4) c) ในน้ำย่อยของมนุษย์ (pH = 1.5) d) ในน้ำลาย (pH = 7.0)?

140. ถ่านหินที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนประกอบด้วยสารประกอบไนโตรเจนและซัลเฟอร์ การปล่อยผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ถ่านหินออกสู่ชั้นบรรยากาศทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าฝนกรดซึ่งมีกรดไนเตรตหรือซัลไฟต์ในปริมาณเล็กน้อย ค่า pH โดยทั่วไปสำหรับน้ำฝนดังกล่าว: มากกว่า 7 หรือน้อยกว่า 7?

141. ค่า pH ของสารละลายกรดแก่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นหรือไม่? ชี้แจงคำตอบของคุณ

142. เติมสารละลายฟีนอลธาทาลีนลงในสารละลายที่มีโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 1 โมล สีของสารละลายนี้จะเปลี่ยนไปหรือไม่หากเติมกรดคลอไรด์ในปริมาณของสาร: ก) 0.5 โมล; ข) 1 โมล;

ค) 1.5 โมล?

143. หลอดทดลองที่ไม่มีป้ายกำกับสามหลอดประกอบด้วยสารละลายไม่มีสีของโซเดียมซัลเฟต โซเดียมไฮดรอกไซด์ และกรดซัลเฟต วัดค่า pH สำหรับสารละลายทั้งหมด: ในหลอดทดลองแรก - 2.3 ในหลอดที่สอง - 12.6 ในหลอดที่สาม - 6.9 หลอดทดลองใดมีสารชนิดใด

144. นักศึกษาซื้อน้ำกลั่นจากร้านขายยา. เครื่องวัดค่า pH แสดงให้เห็นว่าค่า pH ของน้ำนี้คือ 6.0 นักเรียนจึงต้มน้ำนี้เป็นเวลานาน เติมน้ำร้อนจนเต็มภาชนะแล้วปิดฝา เมื่อน้ำเย็นลงถึงอุณหภูมิห้อง เครื่องวัดค่า pH ตรวจพบค่า 7.0 หลังจากนั้น นักเรียนก็ใช้ฟางเป่าลมผ่านน้ำ และเครื่องวัดค่า pH แสดงค่า 6.0 อีกครั้ง จะอธิบายผลลัพธ์ของการวัดค่า pH เหล่านี้ได้อย่างไร

145. ทำไมคุณถึงคิดว่าน้ำส้มสายชูสองขวดจากผู้ผลิตรายเดียวกันอาจมีสารละลายที่มีค่า pH ต่างกันเล็กน้อย

นี่คือเนื้อหาตำราเรียน

ในทางเคมี ค่า pH ของสารละลายสามารถกำหนดได้โดยใช้ตัวบ่งชี้กรด-เบส

ตัวบ่งชี้กรดเบสคือสารอินทรีย์ที่มีสีขึ้นอยู่กับความเป็นกรดของตัวกลาง

ตัวชี้วัดที่พบบ่อยที่สุดคือสารลิตมัส เมทิลออเรนจ์ และฟีนอล์ฟทาลีน สารลิตมัสจะเปลี่ยนเป็นสีแดงในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด และเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง ฟีนอล์ฟทาลีนไม่มีสีในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด แต่จะเปลี่ยนเป็นสีแดงเข้มในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง เมทิลส้มจะเปลี่ยนเป็นสีแดงในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด และเปลี่ยนเป็นสีเหลืองในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง

ในทางปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ มักจะผสมตัวบ่งชี้จำนวนหนึ่งเข้าด้วยกัน โดยเลือกเพื่อให้สีของส่วนผสมเปลี่ยนไปตามค่า pH ที่หลากหลาย ด้วยความช่วยเหลือเหล่านี้ คุณสามารถระบุค่า pH ของสารละลายได้อย่างแม่นยำระดับหนึ่ง สารผสมเหล่านี้เรียกว่า ตัวชี้วัดสากล.

มีอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องวัดค่า pH ซึ่งคุณสามารถกำหนดค่า pH ของสารละลายได้ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 14 ด้วยความแม่นยำ 0.01 หน่วย pH

ไฮโดรไลซิสของเกลือ

เมื่อเกลือบางชนิดละลายในน้ำ ความสมดุลของกระบวนการแยกตัวของน้ำจะถูกรบกวน และค่า pH ของสภาพแวดล้อมจะเปลี่ยนไปตามไปด้วย เนื่องจากเกลือทำปฏิกิริยากับน้ำ

ไฮโดรไลซิสของเกลือ – ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนทางเคมีของไอออนเกลือละลายกับน้ำ นำไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่แยกตัวออกอย่างอ่อน (โมเลกุลของกรดหรือเบสอ่อน แอนไอออนของเกลือของกรดหรือไอออนบวกของเกลือพื้นฐาน) และมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของตัวกลาง

ลองพิจารณากระบวนการไฮโดรไลซิสขึ้นอยู่กับลักษณะของเบสและกรดที่ก่อตัวเป็นเกลือ

เกลือที่เกิดจากกรดแก่และเบสแก่ (NaCl, kno3, Na2so4 ฯลฯ)

เอาเป็นว่าเมื่อโซเดียมคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสจนเกิดเป็นกรดและเบส:

โซเดียมคลอไรด์ + H 2 O ↔ NaOH + HCl

เพื่อความคิดที่ถูกต้องเกี่ยวกับธรรมชาติของปฏิกิริยานี้ ให้เราเขียนสมการปฏิกิริยาในรูปแบบไอออนิก โดยคำนึงว่าสารประกอบที่แยกตัวออกจากกันอย่างอ่อนเพียงชนิดเดียวในระบบนี้คือน้ำ:

นา + + Cl - + HOH ↔ นา + + OH - + H + + Cl -

เมื่อยกเลิกไอออนที่เหมือนกันทางด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ สมการการแยกตัวของน้ำจะยังคงอยู่:

ชม 2 โอ ↔ ชม + + โอ้ -

อย่างที่คุณเห็นไม่มีไอออน H + หรือ OH - มากเกินไปในสารละลายเมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณที่อยู่ในน้ำ นอกจากนี้ยังไม่มีสารประกอบที่แยกตัวออกเล็กน้อยหรือละลายได้น้อยชนิดอื่นเกิดขึ้น จากนี้เราก็สรุปได้ว่า เกลือที่เกิดจากกรดและเบสแก่จะไม่ผ่านการไฮโดรไลซิสและปฏิกิริยาของสารละลายของเกลือเหล่านี้จะเหมือนกับในน้ำที่เป็นกลาง (pH = 7)

เมื่อเขียนสมการไอออน-โมเลกุลสำหรับปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส จำเป็น:

1) เขียนสมการการแยกตัวของเกลือ

2) กำหนดลักษณะของไอออนบวกและไอออน (ค้นหาไอออนบวกของเบสอ่อนหรือไอออนของกรดอ่อน)

3) เขียนสมการไอออนิก-โมเลกุลของปฏิกิริยา โดยคำนึงว่าน้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อน และผลรวมของประจุควรเท่ากันทั้งสองด้านของสมการ

เกลือที่เกิดจากกรดอ่อนและเบสแก่

(นา 2 บจก 3 , เค 2 ส ช 3 คูน่า และ ฯลฯ .)

พิจารณาปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของโซเดียมอะซิเตต เกลือในสารละลายนี้แตกตัวเป็นไอออน: CH 3 COONa ↔ CH 3 COO - + Na + ;

Na + คือไอออนบวกของเบสแก่ CH 3 COO - คือไอออนของกรดอ่อน

Na + แคตไอออนไม่สามารถจับไอออนของน้ำได้ เนื่องจาก NaOH ซึ่งเป็นเบสแก่จะสลายตัวเป็นไอออนโดยสิ้นเชิง แอนไอออนของกรดอะซิติกอ่อน CH 3 COO - จับไฮโดรเจนไอออนเพื่อสร้างกรดอะซิติกที่แยกตัวออกเล็กน้อย:

CH 3 COO - + ฮอน ↔ CH 3 COOH + OH -

จะเห็นได้ว่าจากการไฮโดรไลซิสของ CH 3 COONa ทำให้เกิดไฮดรอกไซด์ไอออนส่วนเกินในสารละลาย และปฏิกิริยาของตัวกลางกลายเป็นด่าง (pH > 7)

ดังนั้นเราจึงสามารถสรุปได้ว่า เกลือที่เกิดจากกรดอ่อนและไฮโดรไลซ์เบสแก่ที่ไอออน ( หนึ่ง n - - ในกรณีนี้ แอนไอออนเกลือจะจับไอออน H + และไอออน OH จะสะสมอยู่ในสารละลาย - ซึ่งทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง (pH>7):

n - + HOH ↔ Han (n -1)- + OH - , (ที่ n=1 Hเกิดขึ้น – กรดอ่อน)

การไฮโดรไลซิสของเกลือที่เกิดจากกรดอ่อน di- และ tribasic และเบสแก่จะดำเนินไปตามลำดับ

พิจารณาการไฮโดรไลซิสของโพแทสเซียมซัลไฟด์ K 2 S แยกตัวออกจากสารละลาย:

K 2 ส ↔ 2K + + ส 2- ;

K + คือไอออนบวกของเบสแก่ S 2 คือไอออนของกรดอ่อน

โพแทสเซียมไอออนบวกไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส มีเพียงไอออนไฮโดรซัลไฟด์ที่อ่อนแอเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ในปฏิกิริยานี้ขั้นตอนแรกคือการก่อตัวของ HS - ไอออนที่แยกตัวออกอย่างอ่อนและขั้นตอนที่สองคือการก่อตัวของกรดอ่อน H 2 S:

ขั้นที่ 1: S 2- + HOH ↔ HS - + OH - ;

ขั้นตอนที่ 2: HS - + HOH ↔ H 2 S + OH - .

ไอออน OH ที่เกิดขึ้นในระยะแรกของไฮโดรไลซิสจะช่วยลดโอกาสการเกิดไฮโดรไลซิสในระยะต่อไปได้อย่างมาก เป็นผลให้กระบวนการที่เกิดขึ้นเฉพาะในระยะแรกมักจะมีความสำคัญในทางปฏิบัติ ซึ่งตามกฎแล้วจะถูกจำกัดอยู่เพียงเมื่อประเมินการไฮโดรไลซิสของเกลือภายใต้สภาวะปกติ

เราศึกษาผลกระทบของตัวบ่งชี้สากลต่อสารละลายเกลือบางชนิด

ดังที่เราเห็น สภาพแวดล้อมของสารละลายแรกเป็นกลาง (pH = 7) สภาพแวดล้อมที่สองคือกรด (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). เราจะอธิบายข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเช่นนี้ได้อย่างไร?

ก่อนอื่น เรามาจำไว้ว่า pH คืออะไรและขึ้นอยู่กับอะไร

pH คือดัชนีไฮโดรเจนซึ่งเป็นหน่วยวัดความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนในสารละลาย (ตามตัวอักษรตัวแรกของคำภาษาละติน potentia ไฮโดรเจน - ความแข็งแรงของไฮโดรเจน)

pH คำนวณเป็นลอการิทึมทศนิยมลบของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนที่แสดงเป็นโมลต่อลิตร:

ในน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิ 25 °C ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนและไฮดรอกไซด์ไอออนจะเท่ากันและมีค่าเท่ากับ 10 -7 โมล/ลิตร (pH = 7)

เมื่อความเข้มข้นของไอออนทั้งสองชนิดในสารละลายเท่ากัน สารละลายจะเป็นกลาง เมื่อ > สารละลายมีสภาพเป็นกรด และเมื่อ > เป็นสารละลายเป็นด่าง

อะไรทำให้เกิดการละเมิดความเท่าเทียมกันของความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนและไฮดรอกไซด์ไอออนในสารละลายเกลือบางชนิด?

ความจริงก็คือมีการเปลี่ยนแปลงในสมดุลของการแยกตัวของน้ำเนื่องจากการเกาะตัวของไอออนตัวใดตัวหนึ่ง ( หรือ ) กับไอออนของเกลือด้วยการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่แยกตัวออกเล็กน้อยละลายได้น้อยหรือระเหยได้เล็กน้อย นี่คือสาระสำคัญของการไฮโดรไลซิส

- นี่คือปฏิกิริยาทางเคมีของเกลือไอออนกับไอออนของน้ำซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ - กรด (หรือเกลือของกรด) หรือเบส (หรือเกลือพื้นฐาน)

คำว่า "ไฮโดรไลซิส" หมายถึงการสลายตัวด้วยน้ำ ("ไฮโดร" - น้ำ "สลาย" - การสลายตัว)

การไฮโดรไลซิสแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ขึ้นอยู่กับว่าเกลือไอออนใดทำปฏิกิริยากับน้ำ:

1. การไฮโดรไลซิสด้วยไอออนบวก (เฉพาะไอออนบวกที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ);
2. การไฮโดรไลซิสโดยไอออน (เฉพาะไอออนที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ);
3. การไฮโดรไลซิสร่วม - การไฮโดรไลซิสที่ไอออนบวกและไอออน (ทั้งไอออนบวกและไอออนทำปฏิกิริยากับน้ำ)

เกลือใด ๆ ถือได้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของเบสและกรด:

การไฮโดรไลซิสของเกลือคือปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับน้ำ ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่าง แต่ไม่เกิดตะกอนหรือก๊าซตามมาด้วย
กระบวนการไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นเฉพาะกับการมีส่วนร่วมเท่านั้น ละลายน้ำได้เกลือและประกอบด้วยสองขั้นตอน:
1)การแยกตัวออกจากกันเกลือในสารละลาย - กลับไม่ได้ปฏิกิริยา (ระดับความแตกแยกหรือ 100%);
2) จริงๆ แล้ว , เช่น. ปฏิกิริยาของเกลือไอออนกับน้ำ - ย้อนกลับได้ปฏิกิริยา (ระดับไฮโดรไลซิส ˂ 1 หรือ 100%)
สมการของระยะที่ 1 และ 2 - ระยะแรกไม่สามารถย้อนกลับได้ ระยะที่สองสามารถย้อนกลับได้ - คุณไม่สามารถเพิ่มพวกมันได้!
โปรดทราบว่าเกลือที่เกิดจากแคตไอออน ด่างและแอนไอออน แข็งแกร่งกรดไม่ได้รับการไฮโดรไลซิส แต่จะแยกตัวออกเมื่อละลายในน้ำเท่านั้น ในสารละลายเกลือ KCl, NaNO 3, NaSO 4 และ BaI ซึ่งเป็นตัวกลาง เป็นกลาง.

ไฮโดรไลซิสโดยไอออน

ในกรณีที่มีการโต้ตอบ แอนไอออนเกลือละลายกับน้ำ กระบวนการนี้เรียกว่า การไฮโดรไลซิสของเกลือที่ประจุลบ.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (การแยกตัวออก)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (ไฮโดรไลซิส)
การแยกตัวของเกลือ KNO 2 เกิดขึ้นโดยสมบูรณ์การไฮโดรไลซิสของไอออน NO 2 เกิดขึ้นในระดับที่น้อยมาก (สำหรับสารละลาย 0.1 M - 0.0014%) แต่ก็เพียงพอแล้วสำหรับสารละลายที่จะกลายเป็น อัลคาไลน์(ในบรรดาผลิตภัณฑ์ของการไฮโดรไลซิสนั้นมี OH - ไอออน) ซึ่งประกอบด้วย พีส = 8.14
แอนไอออนผ่านการไฮโดรไลซิสเท่านั้น อ่อนแอกรด (ในตัวอย่างนี้ ไนไตรต์ไอออน NO 2 ซึ่งสอดคล้องกับกรดไนตรัสอ่อน HNO 2) ประจุลบของกรดอ่อนจะดึงดูดไฮโดรเจนไอออนบวกที่มีอยู่ในน้ำและสร้างโมเลกุลของกรดนี้ ในขณะที่ไอออนไฮดรอกไซด์ยังคงเป็นอิสระ:
NO 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
ตัวอย่าง:
ก) NaClO = นา + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
ข) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
ค) นา 2 CO 3 = 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 — + OH —
ง) K 3 PO 4 = 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH —
จ) บาส = บริติชแอร์เวย์ 2+ + ส 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS — + OH —
โปรดทราบว่าในตัวอย่าง (c-e) คุณไม่สามารถเพิ่มจำนวนโมเลกุลของน้ำได้และแทนที่จะเป็นไฮโดรแอนไอออน (HCO 3, HPO 4, HS) เขียนสูตรของกรดที่เกี่ยวข้อง (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). ไฮโดรไลซิสเป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ และไม่สามารถดำเนินไป “จนจบ” ได้ (จนกว่าจะเกิดกรด)
หากกรดที่ไม่เสถียรเช่น H 2 CO 3 เกิดขึ้นในสารละลายของเกลือ NaCO 3 ก็จะสังเกตการปล่อยก๊าซ CO 2 ออกจากสารละลาย (H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O) อย่างไรก็ตามเมื่อโซดาละลายในน้ำจะเกิดสารละลายโปร่งใสโดยไม่มีการวิวัฒนาการของก๊าซซึ่งเป็นหลักฐานของความไม่สมบูรณ์ของการไฮโดรไลซิสของไอออนโดยปรากฏในสารละลายของกรดคาร์บอนิกเท่านั้น ไฮดราไอออน HCO 3 -
ระดับของการไฮโดรไลซิสของเกลือโดยไอออนจะขึ้นอยู่กับระดับการแยกตัวของผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสซึ่งก็คือกรด ยิ่งกรดอ่อนลง ระดับไฮโดรไลซิสก็จะยิ่งสูงขึ้นตัวอย่างเช่น CO 3 2-, PO 4 3- และ S 2- ไอออนจะถูกไฮโดรไลซ์ในระดับที่สูงกว่าไอออน NO 2 เนื่องจากการแยกตัวของ H 2 CO 3 และ H 2 S อยู่ในระยะที่ 2 และ H 3 PO 4 ในขั้นตอนที่ 3 ดำเนินการน้อยกว่าการแยกตัวของกรด HNO 2 อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นวิธีแก้ปัญหาเช่น Na 2 CO 3, K 3 PO 4 และ BaS จะเป็น อัลคาไลน์สูง(ซึ่งสังเกตได้ง่ายว่าโซดาสัมผัสได้แค่ไหน) .

ไอออน OH ที่มากเกินไปในสารละลายสามารถตรวจจับได้อย่างง่ายดายด้วยตัวบ่งชี้ หรือวัดด้วยอุปกรณ์พิเศษ (เครื่องวัดค่า pH)
หากอยู่ในสารละลายเข้มข้นของเกลือที่ถูกไฮโดรไลซ์อย่างรุนแรงโดยไอออน
ตัวอย่างเช่น Na 2 CO 3 เพิ่มอลูมิเนียมจากนั้นอย่างหลัง (เนื่องจากแอมโฟเทอริซิตี้) จะทำปฏิกิริยากับอัลคาไลและจะสังเกตการปล่อยไฮโดรเจน นี่เป็นหลักฐานเพิ่มเติมของการไฮโดรไลซิส เนื่องจากเราไม่ได้เติม NaOH อัลคาไลลงในสารละลายโซดา!

ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับเกลือของกรดที่มีความแรงปานกลาง - ออร์โธฟอสฟอริกและซัลเฟอร์ ในขั้นตอนแรก กรดเหล่านี้จะแยกตัวค่อนข้างดี ดังนั้นเกลือที่เป็นกรดของพวกมันจึงไม่ผ่านการไฮโดรไลซิส และสภาพแวดล้อมของสารละลายของเกลือดังกล่าวจะมีสภาพเป็นกรด (เนื่องจากการมีอยู่ของไฮโดรเจนไอออนบวกในเกลือ) และเกลือปานกลางไฮโดรไลซ์ที่ไอออน - ตัวกลางเป็นด่าง ดังนั้นไฮโดรซัลไฟต์ ไฮโดรเจนฟอสเฟต และไดไฮโดรเจนฟอสเฟต จึงไม่ไฮโดรไลซ์ที่ประจุลบ ตัวกลางจะมีสภาพเป็นกรด ซัลไฟต์และฟอสเฟตถูกไฮโดรไลซ์โดยไอออน ตัวกลางคือด่าง

ไฮโดรไลซิสโดยแคตไอออน

เมื่อไอออนบวกของเกลือละลายทำปฏิกิริยากับน้ำ กระบวนการนี้จะถูกเรียก
การไฮโดรไลซิสของเกลือที่ไอออนบวก

1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 − (การแยกตัวออกจากกัน)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (ไฮโดรไลซิส)

การแยกตัวของเกลือ Ni(NO 3) 2 เกิดขึ้นโดยสมบูรณ์ การไฮโดรไลซิสของไอออนบวก Ni 2+ เกิดขึ้นในระดับที่น้อยมาก (สำหรับสารละลาย 0.1 M - 0.001%) แต่ก็เพียงพอแล้วสำหรับตัวกลางที่จะกลายเป็นกรด (มีไอออน H + อยู่ในผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิส)

เฉพาะแคตไอออนของไฮดรอกไซด์เบสและแอมโฟเทอริกและแอมโมเนียมไอออนบวกที่ละลายได้ต่ำเท่านั้นที่จะผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส NH4+. ไอออนบวกของโลหะจะแยกไอออนไฮดรอกไซด์ออกจากโมเลกุลของน้ำและปล่อยไฮโดรเจนไอออนบวก H +

จากการไฮโดรไลซิสแอมโมเนียมไอออนบวกจะสร้างฐานที่อ่อนแอ - แอมโมเนียไฮเดรตและไฮโดรเจนไอออนบวก:

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +

โปรดทราบว่าคุณไม่สามารถเพิ่มจำนวนโมเลกุลของน้ำและเขียนสูตรไฮดรอกไซด์ได้ (เช่น Ni(OH) 2) แทนการเขียนแบบไฮดรอกไซด์ (เช่น NiOH +) หากเกิดไฮดรอกไซด์ การตกตะกอนก็จะก่อตัวจากสารละลายเกลือซึ่งไม่ได้สังเกตพบ (เกลือเหล่านี้ก่อให้เกิดสารละลายโปร่งใส)
ไฮโดรเจนแคตไอออนส่วนเกินสามารถตรวจจับได้อย่างง่ายดายด้วยตัวบ่งชี้หรือวัดด้วยอุปกรณ์พิเศษ แมกนีเซียมหรือสังกะสีถูกเติมลงในสารละลายเข้มข้นของเกลือที่ถูกไฮโดรไลซ์อย่างรุนแรงด้วยไอออนบวก และอย่างหลังจะทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อปล่อยไฮโดรเจนออกมา

หากเกลือไม่ละลายน้ำ ก็จะไม่มีการไฮโดรไลซิส เนื่องจากไอออนไม่มีปฏิกิริยากับน้ำ

เกลือ - เหล่านี้เป็นสารประกอบไอออนิก เมื่อลงไปในน้ำ พวกมันจะแยกตัวออกเป็นไอออน ในสารละลายที่เป็นน้ำ ไอออนเหล่านี้จะมีความชุ่มชื้น ซึ่งล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำ

พบว่า สารละลายที่เป็นน้ำของเกลือหลายชนิดไม่มีสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง แต่มีความเป็นกรดหรือด่างเล็กน้อย

คำอธิบายนี้คือปฏิกิริยาระหว่างไอออนของเกลือกับน้ำ กระบวนการนี้เรียกว่า ไฮโดรไลซิส

แคตไอออนและแอนไอออนเกิดขึ้น เบสอ่อนหรือกรดอ่อน ทำปฏิกิริยากับน้ำ โดยกำจัด H หรือ OH ออกจากน้ำ

เหตุผลก็คือ การก่อตัวของพันธะที่แข็งแกร่งกว่าในน้ำนั่นเอง

ในแง่ของน้ำ เกลือสามารถแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม:

การไฮโดรไลซิสร่วมกันของเกลือ 2 ชนิด

มันเกิดขึ้นเมื่อพยายามที่จะได้รับเกลือที่ถูกไฮโดรไลซ์อย่างสมบูรณ์ในสารละลายที่เป็นน้ำผ่านปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน ในกรณีนี้ การไฮโดรไลซิสร่วมกันเกิดขึ้น - กล่าวคือ ไอออนบวกของโลหะจับกับหมู่ OH และไอออนของกรดจับกับ H+

1) เกลือของโลหะที่มีสถานะออกซิเดชัน +3 และเกลือของกรดระเหย (คาร์บอเนต, ซัลไฟด์, ซัลไฟต์)– ในระหว่างการไฮโดรไลซิสร่วมกัน จะเกิดตะกอนไฮดรอกไซด์และก๊าซ:

2AlCl3 + 3K2S + 6H2O ถึง 2Al(OH)3yl + 3H2S + 6KCl

(Fe3+, Cr3+) (SO32-, CO32-) (SO2, CO2)

2) เกลือของโลหะที่มีสถานะออกซิเดชัน +2 (ยกเว้นแคลเซียม สตรอนเซียม และแบเรียม) และคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้ไฮโดรไลซ์ด้วยกันด้วย แต่ในกรณีนี้จะเกิดการตกตะกอนของโลหะคาร์บอเนต BASIC:

2 CuCl2 + 2Na2CO3 + H2O ถึง (CuOH)2CO3 + CO2 + 4 NaCl

(ทั้งหมด 2+ ยกเว้น Ca, Sr, Ba)

ลักษณะของกระบวนการไฮโดรไลซิส:

1) กระบวนการไฮโดรไลซิสคือ ย้อนกลับได้ไม่ได้ดำเนินต่อไปจนถึงจุดสิ้นสุด แต่จนถึงช่วงเวลาแห่งความสมดุลเท่านั้น

2) กระบวนการไฮโดรไลซิสเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง ดังนั้นไฮโดรไลซิสจึงเป็นเช่นนั้น ดูดความร้อนกระบวนการ (ดำเนินการด้วยการดูดซับความร้อน)

KF + H2O ⇄ HF + KOH – Q

ปัจจัยใดที่ช่วยเพิ่มไฮโดรไลซิส?

1. เครื่องทำความร้อน -เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สมดุลจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาเอนโดเทอร์มิก - ไฮโดรไลซิสเพิ่มขึ้น

2. การเติมน้ำ– เนื่องจากน้ำเป็นสารตั้งต้นในปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส การเจือจางสารละลายจะช่วยเพิ่มไฮโดรไลซิส

จะระงับ (ทำให้) กระบวนการไฮโดรไลซิสได้อย่างไร?

มักจำเป็นต้องป้องกันการไฮโดรไลซิส สำหรับสิ่งนี้:

1. ทำการแก้ปัญหาแล้ว เข้มข้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (ลดปริมาณน้ำ);

2. เลื่อนสมดุลไปทางซ้าย เพิ่มหนึ่งในผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิส –กรดถ้าไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นที่ไอออนบวกหรือ ด่าง,ถ้าไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นที่ไอออน

ตัวอย่าง: จะระงับไฮโดรไลซิสของอะลูมิเนียมคลอไรด์ได้อย่างไร

อะลูมิเนียมคลอไรด์AlCl3 - เป็นเกลือที่เกิดจากเบสอ่อนและกรดแก่ - ไฮโดรไลซ์เป็นแคตไอออน:

อัล+3 + โห ⇄ อัลโอห์ +2 + ชม+

สภาพแวดล้อมเป็นกรด จึงต้องเติมกรดมากขึ้นเพื่อยับยั้งไฮโดรไลซิส นอกจากนี้ควรทำสารละลายให้เข้มข้นที่สุด