Kā pierakstīt sāļu hidrolīzes vienādojumu? Šī tēma nereti sagādā grūtības vidusskolu absolventiem, kuri eksāmenam izvēlas ķīmiju. Analizēsim galvenos hidrolīzes veidus, apsvērsim molekulāro un jonu vienādojumu sastādīšanas noteikumus.
Definīcija
Hidrolīze ir reakcija starp vielu un ūdeni, ko pavada sākotnējās vielas sastāvdaļu kombinācija ar to. Šī definīcija norāda, ka šis process notiek ne tikai neorganiskās vielās, tas ir raksturīgs arī organiskajiem savienojumiem.
Piemēram, hidrolīzes reakcijas vienādojums ir uzrakstīts ogļhidrātiem, esteriem, olb altumvielām, taukiem.
Hidrolīzes vērtība
Visas ķīmiskās mijiedarbības, kas tiek novērotas hidrolīzes procesā, tiek izmantotas dažādās nozarēs. Piemēram, šo procesu izmanto, lai no ūdens noņemtu rupjus un koloidālus piemaisījumus. Šiem nolūkiem tiek izmantotas īpašas alumīnija un dzelzs hidroksīdu nogulsnes, kuras iegūst, hidrolizējot šo metālu sulfātus un hlorīdus.
Kāda cita nozīmehidrolīze? Šī procesa vienādojums norāda, ka šī reakcija ir visu dzīvo būtņu gremošanas procesu pamatā. Galvenā organismam nepieciešamās enerģijas daļa ir koncentrēta kā ATP. Enerģijas izdalīšanās iespējama, pateicoties hidrolīzes procesam, kurā piedalās ATP.
Procesa līdzekļi
Sāls hidrolīzes molekulārais vienādojums ir uzrakstīts kā atgriezeniska reakcija. Atkarībā no tā, no kuras bāzes un skābes veidojas neorganiskais sāls, šī procesa gaitai ir dažādas iespējas.
Sāļi, kas veidojas šādā mijiedarbībā:
- maigs hidroksīds un aktīvā skābe (un otrādi);
- gaistoša skābe un aktīvā bāze.
Jūs nevarat uzrakstīt jonu hidrolīzes vienādojumu sāļiem, kurus veido aktīva skābe un bāze. Iemesls ir tāds, ka neitralizācijas būtība ir saistīta ar ūdens veidošanos no joniem.
Procesa raksturlielums
Kā var raksturot hidrolīzi? Šī procesa vienādojumu var aplūkot, piemēram, sāls, ko veido vienvērtīgs metāls un vienbāziska skābe.
Ja skābe ir attēlota kā HA un bāze ir MON, tad sāls, ko tās veido, ir MA.
Kā var uzrakstīt hidrolīzi? Vienādojums ir uzrakstīts molekulārā un jonu formā.
Atšķaidītiem šķīdumiem izmanto hidrolīzes konstanti, ko definē kā molu skaita attiecībuhidrolīzē iesaistītie sāļi līdz to kopējam skaitam. Tās vērtība ir atkarīga no tā, kura skābe un bāze veido sāli.
Anjonu hidrolīze
Kā uzrakstīt molekulārās hidrolīzes vienādojumu? Ja sāls satur aktīvo hidroksīdu un gaistošu skābi, mijiedarbības rezultāts būs sārms un skābs sāls.
Tipisks ir nātrija karbonāta process, kas rada sārmu un skābu sāli.
Ņemot vērā, ka šķīdumā ir hidroksilgrupas anjoni, šķīdums ir sārmains, anjons tiek hidrolizēts.
Procesa piemērs
Kā pierakstīt šādu hidrolīzi? Dzelzs sulfāta (2) procesa vienādojumā tiek pieņemts, ka veidojas sērskābe un dzelzs sulfāts (2).
Šķīdums ir skābs, to rada sērskābe.
Kopējā hidrolīze
Sāļu hidrolīzes molekulārie un jonu vienādojumi, kurus veido neaktīva skābe un tā pati bāze, liecina par attiecīgo hidroksīdu veidošanos. Piemēram, alumīnija sulfīdam, ko veido amfoteriskais hidroksīds un gaistošā skābe, reakcijas produkti būs alumīnija hidroksīds un sērūdeņradis. Risinājums ir neitrāls.
Darbību secība
Ir noteikts algoritms, pēc kura vidusskolēni varēs precīzi noteikt hidrolīzes veidu, noteikt barotnes reakciju, kā arī reģistrēt notiekošās reakcijas produktus. Vispirms jums ir jādefinē veidsapstrādāt un reģistrēt notiekošās sāls disociācijas procesu.
Piemēram, vara sulfātam (2) sadalīšanās jonos ir saistīta ar vara katjona un sulfāta anjona veidošanos.
Šo sāli veido vāja bāze un aktīvā skābe, tāpēc process notiek pa katjonu (vāju jonu).
Tālāk tiek uzrakstīts notiekošā procesa molekulārais un jonu vienādojums.
Lai noteiktu barotnes reakciju, nepieciešams izveidot notiekošā procesa jonu skatījumu.
Šīs reakcijas produkti ir: vara hidroksosulfāts (2) un sērskābe, tāpēc šķīdumu raksturo vides skāba reakcija.
Hidrolīzei ir īpaša vieta starp dažādām apmaiņas reakcijām. Sāļu gadījumā šo procesu var attēlot kā atgriezenisku vielas jonu mijiedarbību ar hidratācijas apvalku. Atkarībā no šī trieciena stipruma process var noritēt ar dažādu intensitāti.
Starp katjoniem un ūdens molekulām parādās donoru-akceptoru saites, kas tos mitrina. Ūdenī esošie skābekļa atomi darbosies kā donori, jo tiem ir nedalīti elektronu pāri. Akceptori būs katjoni, kuriem ir brīvas atomu orbitāles. Katjona lādiņš nosaka tā polarizējošo iedarbību uz ūdeni.
Starp anjoniem un HOH dipoliem veidojas vāja ūdeņraža saite. Ar spēcīgu anjonu darbību ir iespējama pilnīga atdalīšanās no protonu molekulas, kas noved pie skābes vai HCO3‾ tipa anjona veidošanās. Hidrolīze ir atgriezenisks un endotermisks process.
Ietekmes uz sāli veidiūdens molekulas
Visiem anjoniem un katjoniem, kam ir nenozīmīgi lādiņi un ievērojami izmēri, ir neliela polarizējoša iedarbība uz ūdens molekulām, tāpēc ūdens šķīdumā reakcijas praktiski nenotiek. Kā piemēru šādiem katjoniem var minēt hidroksilsavienojumus, kas ir sārmi.
Izcelsim D. I. Mendeļejeva tabulas galvenās apakšgrupas pirmās grupas metālus. Anjoni, kas atbilst prasībām, ir stipro skābju skābie atlikumi. Sāļi, ko veido aktīvās skābes un sārmi, netiek pakļauti hidrolīzes procesam. Viņiem disociācijas procesu var rakstīt šādi:
H2O=H+ + OH‾
Šo neorganisko sāļu šķīdumiem ir neitrāla vide, tāpēc hidrolīzes laikā sāļu iznīcināšana netiek novērota.
Organiskajiem sāļiem, ko veido vājas skābes un sārmu katjona anjons, tiek novērota anjona hidrolīze. Kā šāda sāls piemēru apsveriet kālija acetātu CH3COOK.
CH3COOCOO- acetāta jonu saistīšanās ar ūdeņraža protoniem etiķskābes molekulās, kas ir vājš elektrolīts, tiek novērots. Šķīdumā tiek novērota ievērojama daudzuma hidroksīda jonu uzkrāšanās, kā rezultātā tas iegūst barotnes sārmainu reakciju. Kālija hidroksīds ir spēcīgs elektrolīts, tāpēc to nevar saistīt, pH > 7.
Notiekošā procesa molekulārais vienādojums ir:
CH3SOOK + H2O=KOH +CH3UN
Lai izprastu vielu mijiedarbības būtību, ir jāsastāda pilnīgs un reducēts jonu vienādojums.
Na2S sāli raksturo pakāpenisks hidrolīzes process. Ņemot vērā, ka sāli veido stiprs sārms (NaOH) un divbāziska vāja skābe (H2S), šķīdumā tiek novērota sulfīda anjona saistīšanās ar ūdens protoniem un hidroksilgrupu uzkrāšanās. Molekulārā un jonu formā šis process izskatīsies šādi:
Na2S + H2O=NaHS + NaOH
Pirmais solis. S2− + HON=HS− + OH−
Otrais solis. HS− + HON=H2S + OH−
Neskatoties uz šī sāls divpakāpju hidrolīzes iespēju normālos apstākļos, procesa otrais posms praktiski nenotiek. Šīs parādības iemesls ir hidroksiljonu uzkrāšanās, kas šķīdumam rada vāju sārmainu vidi. Tas veicina ķīmiskā līdzsvara maiņu saskaņā ar Le Šateljē principu un izraisa neitralizācijas reakciju. Šajā sakarā sāļu hidrolīzi, ko veido sārms un vāja skābe, var nomākt sārmu pārpalikums.
Atkarībā no anjonu polarizējošās iedarbības ir iespējams ietekmēt hidrolīzes intensitāti.
Sāļiem, kas satur spēcīgus skābju anjonus un vājus bāzes katjonus, tiek novērota katjonu hidrolīze. Piemēram, līdzīgu procesu var apsvērt ar amonija hlorīdu. Procesu var attēlot šādiforma:
molekulārais vienādojums:
NH4CL + H2O=NH4OH + HCL
īss jonu vienādojums:
NH4++HOH=NH4OH + H +
Sakarā ar to, ka šķīdumā uzkrājas protoni, tajā veidojas skāba vide. Lai pārvietotu līdzsvaru pa kreisi, šķīdumā ievada skābi.
Sālim, ko veido vājš katjons un anjons, ir raksturīga pilnīga hidrolīzes gaita. Piemēram, apsveriet amonija acetāta hidrolīzi CH3COONH4. Jonu formā mijiedarbībai ir šāda forma:
NH4+ + CH3COO−+ HOH=NH4OH + CH3COOH
Nobeigumā
Atkarībā no skābes un bāzes veidojas sāls, reakcijas procesam ar ūdeni ir zināmas atšķirības. Piemēram, ja sāli veido vāji elektrolīti un tiem mijiedarbojoties ar ūdeni, veidojas gaistoši produkti. Pilnīga hidrolīze ir iemesls, kāpēc nav iespējams sagatavot dažus sāls šķīdumus. Piemēram, alumīnija sulfīda gadījumā procesu var rakstīt šādi:
Al2S3 + 6H2O=2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑
Šādu sāli var iegūt tikai ar “sauso metodi”, izmantojot vienkāršu vielu karsēšanu pēc shēmas:
2Al + 3S=Al2S3
Lai izvairītos no alumīnija sulfīda sadalīšanās, tas ir jāuzglabā hermētiski noslēgtos traukos.
Dažos gadījumos hidrolīzes process ir diezgan sarežģīts, tāpēc molekulārāšī procesa vienādojumiem ir nosacīta forma. Lai droši noteiktu mijiedarbības produktus, ir jāveic īpaši pētījumi.
Piemēram, tas ir raksturīgi daudzkodolu dzelzs, alvas, berilija kompleksiem. Atkarībā no virziena, kurā šis atgriezeniskais process ir jāpārvieto, ir iespējams pievienot tāda paša nosaukuma jonus, mainīt to koncentrāciju un temperatūru.
