| Nahlásit

Hydrolýza solí

Zdravím, zrovna ve škole probíráme hydrolýzu solí. Při rozpouštění solí slabých kyselin a silných hydroxidů je jejich roztok zásaditý (Na2CO3), a roztok solí slabých hydroxidů a silných kyselin je kyselý (Al2(SO4)3). Například při rozpouštění Na2CO3 dochází k hydrolýze aniontu,tedy Na2CO3 + 2H2O = 2Na+ + H2CO3 + 2OH-. Kvůli vznikajícím hydroxidovým aniontům je roztok zásaditý. Nicméně zde vzniká i molekula kyseliny uhličité se dvěma odštěpitelnými vodíky a jak je možné, že v roztoku společně může existovat molekula kyseliny a OH- ionty?? Nemělo by dojít k neutralizaci? To samé platí při hydrolýze síranu hlinitého, sice tam vznikají oxoniové kationty, které způsobí kyselost roztoku, ale zároveň tam vznikne i hydroxid hlinitý, jehož přítomnost se na hodnotě pH nijak neprojeví? Jak je to možné? Díky za odpověď.
Témata: Nezařazené
Diskuze
| Nahlásit
Slabá kyselina nebo slabý hydroxid jsou proto slabé, že proton kyseliny nebo hydroxylový anion zásady jsou vázány kovalentní málo polární vazbou a proto špatně disociují. Druhou možností je, že naopak jde o iontovou vazbu dvou malých iontů, která je velmi silná a proto obtížně disociuje (případ HF - téměř čistě iontová vazba dvou iontů s malým iontovým poloměrem a tudíž velmi silná). Ostatně ani ta soda nehydrolyzuje tak, jak píšeš:
CO3(2-) + H3O+ ⇄ HCO3- + H2O. Jak jistě víš, voda podléhá autodisociaci:
2H2O = H3O+ + OH-. Rovnováha této reakce způsobí, že součin koncentrací iontů H3O+ a OH- je konstantou - iontový produkt vody Kw = c(H3O+)*c(OH-) = 10^-14(mol/dm3)^2 při 25°C. Už jsme to tady několikrát rozebírali, proč tomu tak je.
Všechny soli jsou silné (t.j. zcela disociované) elektrolyty. Pokud je některý z obou iontů iontem slabé kyseliny nebo zásady, bude reagovat s příslušným iontem vody:
CO3(2-) + H3O+ = HCO3- + H2O nebo Al(3+) + OH- = Al(OH)(2+) .
Podívejme se, jak na to bude reagovat disociační produkty. Pokud má být Kw konstantou, musí snížení koncentrace H3O+ reakcí CO3(2-) způsobit posun disociační rovnováhy vody ve prospěch produktů. Nová rovnováha se ustaví při nižší koncentraci H3O+ a zvýšené koncentraci OH-. Podobný posun způsobí kation slabé zásady, tentokrát se sníženou koncentrací OH- a zvýšenou koncentrací H3O+. Pro zjednodušení se podívejme na roztok octanu. Výslednou rovnováhu určují dvě reakce:
H2O ⇄ H+ + OH- a CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+
Kw = 10^-14; Ka(CH3COOH) = 1,778*10^-5 ; octanem jsme do vody přidali ion CH3COO-. Aby mohl v roztoku existovat, musí si vytvořit potřebnou koncentraci nedisociované kyseliny. Úbytek protonů (oxoniových iontů) je zčásti kompenzován zvýšenou rychlostí disociace vody, Zvzšuje se současně koncentrace hydroxylových iontů, která zrychluje rekombinaci H+ a OH- zpět na vodu. Nakonec nastane rovnováha v obou rekcích:
Větší část octanových iontů rekombinuje na nedisociovanou kyselinu. Spotřebu H+ bude hradit zvýšení disociace vody při zvyšovaní koncentrace OH-. Ustaví se nová rovnováha s vyšší koncentrací OH- a sníženou koncentrací H3O+, ale součin koncentrací těchto iontů bude zachován. Když do 1dm3 vody přidáme 0,01 mol alkalického octanu, dostaneme koncentraci OH- = 4,2*10^-5mol/dm3 a koncentrace H3O+ bude 10^-14/4,2*10^-5 = 2,38/10^-10 => pH = 9,6.
Pokud si připomeneš Bronstedtovu teorii - kyselinou je to, co může proton uvolnit, zásadou je to, co může proton vázat. Ion OH- je tedy slabou zásadou, proto ochotně váže H+. Některé ionty nebo molekuly se mohou chovat jako zásada, i jako kyselina:
HCO3- + H2O = H3O+ + CO3(2-); HC3O- + H3O+ = H2CO3 + H2O
H2O + H2O = H3O+ + OH- => jedna molekula vody se chovala jako kyselina - uvolnila proton, druhá byla zásadou - vázala proton. Takové látky označujeme jako amfolyty.
To by pro začátek nespíš stačilo.
| Nahlásit
Huf, tak byl jsem pár dní indisponován (Jesigin). Takže jestli jsem to pochopil správně: vznikající molekuly slabých kyselin a zásad už ve vodě nedisociují (nebo jenom zčásti) právě kvůli jejich pevným vazbám? K tomu mě napadá: kdybych si připravil vodné roztoky některých slabých kyselin či bází, také by se tam vyskytovalo vyšší množství nedisociovaných molekul na úkor iontů než u silných kyselin a bází, které disociují snáze? Jinak děkuju za vysvětlení.
| Nahlásit
Uvědom si, že disociace je rovnovážnou reakcí. Rovnováha je stav, kdy rychlost reakce v obou směrech je stejná. Reakční rychlost je dána součinem rychlostní konstanty a koncentrace reaktantů. Rychlostní konstanty pro oba směry reakce se liší, v rovnováze musí být obě rychlosti stejné, rozdíl ve velikosti rychlostní konstanty musí být vyrovnán koncentrací některého nebo obou reaktantů. Ukažme si to na autodisociaci čisté vody:
H2O ⇄ H+ + OH- ; koncentrace H2O je 55,5mol/dm3, koncentrace H+ a OH- jsou stejné, 10^-7mol/dm3 při 25°C.
v1 = k1*c(H2O) = k1*55,5; v2 = k2*c(H+)*c(OH-) = k2*(10^-7)^2 = k2*10^-14; pro
v1 = v2 => k1*55,5 = k2*10^-14 => k2 = 5,55*10^-14*k1
Podobně bychom mohli vypočítat poměr rychlostí disociace a rekombinace pro každou kyselinu nebo zásadu. Čím je kyselina nebo zásada slabší, tím rychlejší je rekombinace z iontů a pomalejší disociace. To posunuje rovnováhu ve prospěch nedisociované kyseliny nebo zásady.
| Nahlásit
Děkuji.
 Anonym
Odpovídat lze i bez registrace. Dodržujte pravidla Ontoly
Vložit: Obrázek