Ako zapísať rovnicu hydrolýzy solí? Táto téma často robí ťažkosti absolventom stredných škôl, ktorí si na skúšku vyberú chémiu. Poďme analyzovať hlavné typy hydrolýzy, zvážte pravidlá zostavovania molekulových a iónových rovníc.
Definícia
Hydrolýza je reakcia medzi látkou a vodou sprevádzaná kombináciou zložiek pôvodnej látky s ňou. Táto definícia naznačuje, že tento proces sa vyskytuje nielen v anorganických látkach, ale je charakteristický aj pre organické zlúčeniny.
Napríklad rovnica reakcie hydrolýzy je napísaná pre sacharidy, estery, bielkoviny, tuky.
Hodnota hydrolýzy
Všetky chemické interakcie, ktoré sa pozorujú v procese hydrolýzy, sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach. Tento proces sa používa napríklad na odstránenie hrubých a koloidných nečistôt z vody. Na tieto účely sa používajú špeciálne zrazeniny hydroxidov hliníka a železa, ktoré sa získavajú hydrolýzou síranov a chloridov týchto kovov.
Na čom ešte záležíhydrolýza? Rovnica tohto procesu naznačuje, že táto reakcia je základom tráviacich procesov všetkých živých bytostí. Hlavná časť energie, ktorú telo potrebuje, je zameraná ako ATP. Uvoľňovanie energie je možné vďaka procesu hydrolýzy, na ktorom sa podieľa ATP.
Funkcie procesu
Molekulárna rovnica hydrolýzy soli je napísaná ako reverzibilná reakcia. V závislosti od toho, z ktorej zásady a kyseliny sa anorganická soľ vytvorí, existujú rôzne možnosti priebehu tohto procesu.
Vytvorené soli vstupujú do takejto interakcie:
- mierny hydroxid a aktívna kyselina (a naopak);
- prchavá kyselina a aktívna zásada.
Nemôžete napísať rovnicu iónovej hydrolýzy pre soli, ktoré sú tvorené aktívnou kyselinou a zásadou. Dôvodom je, že podstata neutralizácie spočíva vo vytváraní vody z iónov.
Charakteristika procesu
Ako možno opísať hydrolýzu? Rovnicu tohto procesu možno uvažovať na príklade soli, ktorá je tvorená jednomocným kovom a jednosýtnou kyselinou.
Ak je kyselina reprezentovaná ako HA a zásada je MON, potom soľ, ktorú tvoria, je MA.
Ako sa dá napísať hydrolýza? Rovnica je napísaná v molekulárnej a iónovej forme.
Pre zriedené roztoky sa používa konštanta hydrolýzy, ktorá je definovaná ako pomer počtu mólovsolí podieľajúcich sa na hydrolýze na ich celkový počet. Jeho hodnota závisí od toho, ktorá kyselina a zásada tvorí soľ.
Aniónová hydrolýza
Ako napísať rovnicu molekulárnej hydrolýzy? Ak soľ obsahuje aktívny hydroxid a prchavú kyselinu, výsledkom interakcie bude zásaditá a kyslá soľ.
Typický je proces uhličitanu sodného, pri ktorom vzniká zásaditá a kyslá soľ.
Vzhľadom na to, že roztok obsahuje anióny hydroxylovej skupiny, roztok je alkalický, anión je hydrolyzovaný.
Príklad procesu
Ako zapísať takúto hydrolýzu? Procesná rovnica pre síran železnatý (2) predpokladá tvorbu kyseliny sírovej a síranu železnatého (2).
Roztok je kyslý, vytvorený kyselinou sírovou.
Celková hydrolýza
Molekulové a iónové rovnice pre hydrolýzu solí, ktoré sú tvorené neaktívnou kyselinou a rovnakou zásadou, naznačujú tvorbu zodpovedajúcich hydroxidov. Napríklad pre sulfid hlinitý tvorený amfotérnym hydroxidom a prchavou kyselinou budú reakčnými produktmi hydroxid hlinitý a sírovodík. Riešenie je neutrálne.
Postupnosť akcií
Existuje určitý algoritmus, podľa ktorého budú stredoškoláci schopní presne určiť typ hydrolýzy, identifikovať reakciu média a tiež zaznamenať produkty prebiehajúcej reakcie. Najprv musíte definovať typspracovať a zaznamenať proces prebiehajúcej disociácie soli.
Napríklad pre síran meďnatý (2) je rozklad na ióny spojený s tvorbou katiónu medi a síranového aniónu.
Táto soľ je tvorená slabou zásadou a aktívnou kyselinou, takže proces prebieha pozdĺž katiónu (slabého iónu).
Ďalej je napísaná molekulárna a iónová rovnica prebiehajúceho procesu.
Na určenie reakcie média je potrebné zostaviť iónový pohľad na prebiehajúci proces.
Produkty tejto reakcie sú: hydroxosíran meďnatý (2) a kyselina sírová, takže roztok je charakterizovaný kyslou reakciou média.
Hydrolýza má osobitné miesto medzi rôznymi výmennými reakciami. V prípade solí možno tento proces znázorniť ako reverzibilnú interakciu iónov látky s hydratačným obalom. V závislosti od sily tohto nárazu môže proces prebiehať s rôznou intenzitou.
Väzby darcu a akceptora sa objavujú medzi katiónmi a molekulami vody, ktoré ich hydratujú. Atómy kyslíka obsiahnuté vo vode budú pôsobiť ako donor, pretože majú nezdieľané elektrónové páry. Akceptory budú katióny, ktoré majú voľné atómové orbitály. Náboj katiónu určuje jeho polarizačný účinok na vodu.
Medzi aniónmi a dipólmi HOH sa vytvára slabá vodíková väzba. Pri silnom pôsobení aniónov je možné úplné odlúčenie od protónovej molekuly, čo vedie k vytvoreniu kyseliny alebo aniónu typu HCO3‾. Hydrolýza je reverzibilný a endotermický proces.
Typy vplyvu na soľmolekuly vody
Všetky anióny a katióny, ktoré majú nevýznamný náboj a významné veľkosti, majú mierny polarizačný účinok na molekuly vody, takže vo vodnom roztoku prakticky nedochádza k žiadnej reakcii. Ako príklad takýchto katiónov možno uviesť hydroxylové zlúčeniny, ktoré sú alkáliami.
Vyzdvihnime kovy prvej skupiny hlavnej podskupiny tabuľky D. I. Mendelejeva. Anióny, ktoré spĺňajú požiadavky, sú kyslé zvyšky silných kyselín. Soli, ktoré sú tvorené aktívnymi kyselinami a zásadami, nepodliehajú procesu hydrolýzy. Pre nich môže byť proces disociácie napísaný ako:
H2O=H+ + OH‾
Roztoky týchto anorganických solí majú neutrálne prostredie, preto počas hydrolýzy nie je pozorovaná deštrukcia solí.
V prípade organických solí tvorených aniónom slabej kyseliny a alkalickým katiónom sa pozoruje hydrolýza aniónu. Ako príklad takejto soli uvažujme octan draselný CH3COOK.
Väzba CH3COOCOO- acetátových iónov s vodíkovými protónmi v molekulách kyseliny octovej, ktorá je slabým elektrolytom, sa dodržiava. V roztoku sa pozoruje akumulácia značného množstva hydroxidových iónov, v dôsledku čoho získava alkalickú reakciu média. Hydroxid draselný je silný elektrolyt, preto sa nemôže viazať, pH > 7.
Molekulárna rovnica prebiehajúceho procesu je:
CH3SOOK + H2O=KOH +CH3UN
Aby sme pochopili podstatu interakcie medzi látkami, je potrebné zostaviť úplnú a redukovanú iónovú rovnicu.
Na2S soľ sa vyznačuje postupným procesom hydrolýzy. Ak vezmeme do úvahy, že soľ je tvorená silnou zásadou (NaOH) a dvojsýtnou slabou kyselinou (H2S), v roztoku sa pozoruje väzba sulfidového aniónu protónmi vody a akumulácia hydroxylových skupín. V molekulárnej a iónovej forme bude tento proces vyzerať takto:
Na2S + H2O=NaHS + NaOH
Prvý krok. S2− + HON=HS− + OH−
Druhý krok. HS− + HON=H2S + OH−
Napriek možnosti dvojstupňovej hydrolýzy tejto soli za normálnych podmienok druhý stupeň procesu prakticky neprebieha. Dôvodom tohto javu je akumulácia hydroxylových iónov, ktoré dávajú roztoku slabo alkalické prostredie. To prispieva k posunu chemickej rovnováhy podľa Le Chatelierovho princípu a spôsobuje neutralizačnú reakciu. V tomto ohľade môže byť hydrolýza solí, ktoré sú tvorené zásadou a slabou kyselinou, potlačená nadbytkom zásad.
V závislosti od polarizačného účinku aniónov je možné ovplyvniť intenzitu hydrolýzy.
V prípade solí obsahujúcich anióny silných kyselín a slabé zásadité katióny sa pozoruje hydrolýza katiónov. Napríklad o podobnom procese možno uvažovať s chloridom amónnym. Proces môže byť znázornený nasledovnetvar:
molekulárna rovnica:
NH4CL + H2O=NH4OH + HCL
krátka iónová rovnica:
NH4++HOH=NH4OH + H +
Vzhľadom na to, že sa v roztoku hromadia protóny, vzniká v ňom kyslé prostredie. Aby sa rovnováha posunula doľava, do roztoku sa zavedie kyselina.
Pre soľ tvorenú slabým katiónom a aniónom je typický priebeh úplnej hydrolýzy. Uvažujme napríklad o hydrolýze octanu amónneho CH3COONH4. V iónovej forme má interakcia tvar:
NH4+ + CH3COO−+ HOH=NH4OH + CH3COOH
Na záver
V závislosti od kyseliny a zásady, ktorá soľ vzniká, má proces reakcie s vodou určité rozdiely. Napríklad, keď soľ tvoria slabé elektrolyty a keď interagujú s vodou, tvoria sa prchavé produkty. Úplná hydrolýza je dôvodom, prečo nie je možné pripraviť niektoré soľné roztoky. Napríklad pre sulfid hlinitý môžete proces napísať ako:
Al2S3 + 6H2O=2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑
Takúto soľ je možné získať len „suchou metódou“, použitím ohrevu jednoduchých látok podľa schémy:
2Al + 3S=Al2S3
Aby sa predišlo rozkladu sulfidu hlinitého, je potrebné ho skladovať vo vzduchotesných nádobách.
V niektorých prípadoch je proces hydrolýzy dosť náročný, teda molekulárnyrovnice tohto procesu majú podmienený tvar. Na spoľahlivé stanovenie produktov interakcie je potrebné vykonať špeciálne štúdie.
Je to typické napríklad pre viacjadrové komplexy železa, cínu, berýlia. V závislosti od smeru, ktorým je potrebné tento reverzibilný proces posunúť, je možné pridávať ióny rovnakého mena, meniť ich koncentráciu a teplotu.
