Kaip užrašyti druskų hidrolizės lygtį? Ši tema dažnai sukelia keblumų vidurinių mokyklų abiturientams, kurie egzaminui renkasi chemiją. Išanalizuokime pagrindinius hidrolizės tipus, apsvarstykime molekulinių ir joninių lygčių sudarymo taisykles.
Apibrėžimas
Hidrolizė – tai reakcija tarp medžiagos ir vandens, kurią lydi pradinės medžiagos komponentų derinys su ja. Šis apibrėžimas rodo, kad šis procesas vyksta ne tik neorganinėse medžiagose, jis būdingas ir organiniams junginiams.
Pavyzdžiui, hidrolizės reakcijos lygtis parašyta angliavandeniams, esteriams, b altymams, riebalams.
Hidrolizės vertė
Visos cheminės sąveikos, kurios stebimos hidrolizės procese, naudojamos įvairiose pramonės šakose. Pavyzdžiui, šis procesas naudojamas stambioms ir koloidinėms priemaišoms iš vandens pašalinti. Šiems tikslams naudojamos specialios aliuminio ir geležies hidroksidų nuosėdos, gaunamos hidrolizuojant šių metalų sulfatus ir chloridus.
Kokia kita reikšmėhidrolizė? Šio proceso lygtis rodo, kad ši reakcija yra visų gyvų būtybių virškinimo procesų pagrindas. Pagrindinė organizmui reikalingos energijos dalis yra sutelkta kaip ATP. Energijos išsiskyrimas įmanomas dėl hidrolizės proceso, kuriame dalyvauja ATP.
Proceso funkcijos
Molekulinė druskos hidrolizės lygtis parašyta kaip grįžtama reakcija. Priklausomai nuo to, kokia bazė ir rūgštis susidaro neorganinė druska, yra įvairių šio proceso eigos variantų.
Susidarančios druskos sąveikauja:
- švelnus hidroksidas ir aktyvi rūgštis (ir atvirkščiai);
- lakioji rūgštis ir aktyvi bazė.
Negalite parašyti joninės hidrolizės lygties druskoms, kurias sudaro aktyvi rūgštis ir bazė. Priežastis ta, kad neutralizavimo esmė yra vandens susidarymas iš jonų.
Proceso charakteristika
Kaip galima apibūdinti hidrolizę? Šio proceso lygtis gali būti nagrinėjama druskos, kurią sudaro vienavalentis metalas ir vienabazinė rūgštis, pavyzdžiu.
Jei rūgštis vaizduojama kaip HA, o bazė yra MON, tada jų suformuota druska yra MA.
Kaip galima parašyti hidrolizę? Lygtis parašyta molekuline ir jonine forma.
Atskiestiems tirpalams naudojama hidrolizės konstanta, kuri apibrėžiama kaip molių skaičiaus santykishidrolizėje dalyvaujančių druskų iki bendro jų skaičiaus. Jo vertė priklauso nuo to, kuri rūgštis ir bazė sudaro druską.
Anijonų hidrolizė
Kaip parašyti molekulinės hidrolizės lygtį? Jei druskoje yra aktyvaus hidroksido ir lakiosios rūgšties, sąveikos rezultatas bus šarminė ir rūgštinė druska.
Tipiškas yra natrio karbonato procesas, kurio metu susidaro šarmų ir rūgšties druska.
Atsižvelgiant į tai, kad tirpale yra hidroksilo grupės anijonų, tirpalas yra šarminis, anijonas yra hidrolizuotas.
Proceso pavyzdys
Kaip užrašyti tokią hidrolizę? Geležies sulfato (2) proceso lygtis sudaro prielaidą, kad susidaro sieros rūgštis ir geležies sulfatas (2).
Tirpalas yra rūgštus, jį sukuria sieros rūgštis.
Visa hidrolizė
Molekulinės ir joninės druskų, kurias sudaro neaktyvi rūgštis ir ta pati bazė, hidrolizės lygtys rodo, kad susidaro atitinkami hidroksidai. Pavyzdžiui, aliuminio sulfido, sudaryto iš amfoterinio hidroksido ir lakiosios rūgšties, reakcijos produktai bus aliuminio hidroksidas ir vandenilio sulfidas. Sprendimas yra neutralus.
Veiksmų seka
Yra tam tikras algoritmas, kuriuo vadovaudamiesi gimnazijos mokiniai galės tiksliai nustatyti hidrolizės tipą, identifikuoti terpės reakciją, taip pat fiksuoti vykstančios reakcijos produktus. Pirmiausia turite nustatyti tipąapdoroti ir įrašyti vykstantį druskos disociacijos procesą.
Pavyzdžiui, vario sulfato (2) skilimas į jonus yra susijęs su vario katijono ir sulfato anijono susidarymu.
Šią druską sudaro silpna bazė ir aktyvi rūgštis, todėl procesas vyksta palei katijoną (silpną joną).
Toliau parašoma vykstančio proceso molekulinė ir joninė lygtis.
Norint nustatyti terpės reakciją, būtina sudaryti joninį vykstančio proceso vaizdą.
Šios reakcijos produktai yra: vario hidroksosulfatas (2) ir sieros rūgštis, todėl tirpalui būdinga rūgštinė terpės reakcija.
Hidrolizė užima ypatingą vietą tarp įvairių mainų reakcijų. Druskų atveju šis procesas gali būti pavaizduotas kaip grįžtama medžiagos jonų sąveika su hidratacijos apvalkalu. Priklausomai nuo šio poveikio stiprumo, procesas gali vykti skirtingo intensyvumo.
Tarp katijonų ir vandens molekulių, kurios juos drėkina, atsiranda donorų-akceptorių ryšiai. Vandenyje esantys deguonies atomai veiks kaip donorai, nes jie turi nebendrintas elektronų poras. Akceptoriai bus katijonai, turintys laisvas atomines orbitales. Katijono krūvis lemia jo poliarizuojantį poveikį vandeniui.
Silpna vandenilio jungtis susidaro tarp anijonų ir HOH dipolių. Stipriai veikiant anijonams, galimas visiškas atsiskyrimas nuo protonų molekulės, dėl ko susidaro rūgštis arba HCO3‾ tipo anijonas. Hidrolizė yra grįžtamasis ir endoterminis procesas.
Poveikio druskai tipaivandens molekulės
Visi anijonai ir katijonai, turintys nežymius krūvius ir didelius dydžius, turi nedidelį poliarizuojantį poveikį vandens molekulėms, todėl vandeniniame tirpale reakcijos praktiškai nevyksta. Kaip tokių katijonų pavyzdį galima paminėti hidroksilo junginius, kurie yra šarminiai.
Išskirkime D. I. Mendelejevo lentelės pagrindinio pogrupio pirmosios grupės metalus. Reikalavimus atitinkantys anijonai yra rūgštinės stiprių rūgščių liekanos. Druskos, kurias sudaro aktyvios rūgštys ir šarmai, nevyksta hidrolizės procese. Jiems disociacijos procesas gali būti parašytas taip:
H2O=H+ + OH‾
Šių neorganinių druskų tirpalai turi neutralią aplinką, todėl hidrolizės metu druskų skilimas nepastebimas.
Organinėms druskoms, susidariusioms iš silpnos rūgšties ir šarminio katijono anijono, stebima anijono hidrolizė. Kaip tokios druskos pavyzdį apsvarstykite kalio acetatą CH3COOK.
CH3COOCOO- acetato jonų surišimas su vandenilio protonais acto rūgšties, kuri yra silpnas elektrolitas, molekulėse, yra stebimas. Tirpale stebimas didelis hidroksido jonų kiekis, dėl kurio jis įgauna šarminę terpės reakciją. Kalio hidroksidas yra stiprus elektrolitas, todėl jo negalima surišti, pH > 7.
Vykstančio proceso molekulinė lygtis yra:
CH3SOOK + H2O=KOH +CH3UN
Norint suprasti medžiagų sąveikos esmę, būtina sudaryti pilną ir sumažintą joninę lygtį.
Na2S druskai būdingas laipsniškas hidrolizės procesas. Atsižvelgiant į tai, kad druską sudaro stiprus šarmas (NaOH) ir dvibazė silpna rūgštis (H2S), tirpale stebimas sulfido anijono jungimasis vandens protonais ir hidroksilo grupių kaupimasis. Molekuline ir jonų forma šis procesas atrodys taip:
Na2S + H2O=NaHS + NaOH
Pirmas žingsnis. S2− + HON=HS− + OH−
Antras žingsnis. HS− + HON=H2S + OH−
Nepaisant šios druskos dviejų etapų hidrolizės įprastomis sąlygomis galimybės, antrasis proceso etapas praktiškai nevyksta. Šio reiškinio priežastis yra hidroksilo jonų kaupimasis, dėl kurio tirpalas susidaro silpnai šarminėje aplinkoje. Tai prisideda prie cheminės pusiausvyros pasikeitimo pagal Le Chatelier principą ir sukelia neutralizacijos reakciją. Šiuo atžvilgiu druskų, kurias sudaro šarmai ir silpna rūgštis, hidrolizė gali būti slopinama šarmų pertekliumi.
Priklausomai nuo poliarizacinio anijonų poveikio, galima daryti įtaką hidrolizės intensyvumui.
Druskoms, kuriose yra stiprių rūgščių anijonų ir silpnų bazinių katijonų, stebima katijonų hidrolizė. Pavyzdžiui, panašų procesą galima atlikti naudojant amonio chloridą. Procesą galima pavaizduoti taipforma:
molekulinė lygtis:
NH4CL + H2O=NH4OH + HCL
trumpa joninė lygtis:
NH4++HOH=NH4OH + H +
Dėl to, kad tirpale kaupiasi protonai, jame susidaro rūgštinė aplinka. Norint perkelti pusiausvyrą į kairę, į tirpalą įpilama rūgštis.
Druskai, sudarytai iš silpno katijono ir anijono, būdinga visiška hidrolizės eiga. Pavyzdžiui, apsvarstykite amonio acetato hidrolizę CH3COONH4. Jonine forma sąveika yra tokia:
NH4+ + CH3COO−+ HOH=NH4OH + CH3COOH
Pabaigoje
Priklausomai nuo to, kokios rūgšties ir bazės susidaro druska, reakcijos su vandeniu procesas turi tam tikrų skirtumų. Pavyzdžiui, druską formuojant silpniems elektrolitams ir jiems sąveikaujant su vandeniu, susidaro lakūs produktai. Visiška hidrolizė yra priežastis, kodėl kai kurių druskų tirpalų paruošti neįmanoma. Pavyzdžiui, aliuminio sulfido procesą galite parašyti taip:
Al2S3 + 6H2O=2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑
Tokią druską galima gauti tik „sausu būdu“, kaitinant paprastas medžiagas pagal schemą:
2Al + 3S=Al2S3
Kad aliuminio sulfidas nesuirtų, jį reikia laikyti sandariuose induose.
Kai kuriais atvejais hidrolizės procesas yra gana sunkus, todėl molekulinėšio proceso lygtys turi sąlyginę formą. Norint patikimai nustatyti sąveikos produktus, būtina atlikti specialius tyrimus.
Pavyzdžiui, tai būdinga daugiabranduoliniams geležies, alavo, berilio kompleksams. Atsižvelgiant į kryptį, kuria reikia perkelti šį grįžtamąjį procesą, galima pridėti to paties pavadinimo jonų, keisti jų koncentraciją ir temperatūrą.
