Hogyan írjuk fel a sók hidrolízisének egyenletét? Ez a téma gyakran okoz nehézséget a kémiát vizsgázó középiskolát végzetteknek. Elemezzük a hidrolízis főbb típusait, vegyük figyelembe a molekuláris és ionos egyenletek összeállításának szabályait.
Definíció
A hidrolízis egy anyag és víz közötti reakció, amelyet az eredeti anyag komponenseinek és vízzel való kombinációja kísér. Ez a meghatározás azt jelzi, hogy ez a folyamat nemcsak szervetlen anyagokban megy végbe, hanem szerves vegyületekre is jellemző.
Például a hidrolízis reakcióegyenlete szénhidrátokra, észterekre, fehérjékre, zsírokra van írva.
Hidrolízisérték
A hidrolízis során megfigyelt összes kémiai kölcsönhatást különféle iparágakban alkalmazzák. Ezt az eljárást például a durva és kolloid szennyeződések vízből történő eltávolítására használják. Erre a célra speciális alumínium- és vas-hidroxid-csapadékokat használnak, amelyeket ezen fémek szulfátjainak és kloridjainak hidrolízisével nyernek.
Mi más számíthidrolízis? A folyamat egyenlete azt jelzi, hogy ez a reakció minden élőlény emésztési folyamatának alapja. A szervezetnek szükséges energia fő része ATP-ként összpontosul. Az energia felszabadulása a hidrolízis folyamatnak köszönhetően lehetséges, amelyben az ATP is részt vesz.
Folyamatfunkciók
A sóhidrolízis molekuláris egyenlete reverzibilis reakcióként van felírva. Attól függően, hogy a szervetlen só melyik bázistól és savtól képződik, ennek a folyamatnak számos lehetősége van.
A keletkező sók ilyen kölcsönhatásba lépnek:
- enyhe hidroxid és aktív sav (és fordítva);
- illékony sav és aktív bázis.
Nem írható fel az ionos hidrolízis egyenlete olyan sókra, amelyeket aktív sav és bázis képez. Ennek az az oka, hogy a semlegesítés lényege az ionokból történő vízképzésben rejlik.
Folyamatjellemzők
Hogyan írható le a hidrolízis? Ennek a folyamatnak az egyenletét egy só példáján tekinthetjük, amelyet egy vegyértékű fém és egy bázisú sav alkot.
Ha egy savat HA-ként, egy bázist MON-ként ábrázolunk, akkor az általuk képzett só MA.
Hogyan írható le a hidrolízis? Az egyenlet molekuláris és ionos formában van felírva.
Híg oldatok esetében a hidrolízis állandót használjuk, amelyet a mólszám arányaként határozunk meg.a hidrolízisben részt vevő sók összlétszámára. Értéke attól függ, hogy melyik sav és bázis alkotja a sót.
Anion-hidrolízis
Hogyan írjuk fel a molekuláris hidrolízis egyenletet? Ha a só aktív hidroxidot és illékony savat tartalmaz, a kölcsönhatás eredménye egy lúgos és egy savas só lesz.
Tipikus a nátrium-karbonátos eljárás, amely lúgos és savas sót állít elő.
Tekintettel arra, hogy az oldat hidroxilcsoport anionjait tartalmazza, az oldat lúgos, az anion hidrolizálódik.
Feldolgozási példa
Hogyan írható le egy ilyen hidrolízis? A vas-szulfát (2) folyamategyenlete kénsav és vas-szulfát (2) képződését feltételezi.
Az oldat savas, a kénsav hozza létre.
Teljes hidrolízis
A sók hidrolízisére vonatkozó molekuláris és ionos egyenletek, amelyeket egy inaktív sav és ugyanaz a bázis képez, a megfelelő hidroxidok képződésére utalnak. Például az amfoter-hidroxiddal és illósavval képzett alumínium-szulfid esetében a reakciótermékek alumínium-hidroxid és hidrogén-szulfid lesznek. A megoldás semleges.
Műveletek sorrendje
Van egy bizonyos algoritmus, amelyet követve a középiskolás diákok képesek lesznek pontosan meghatározni a hidrolízis típusát, azonosítani a közeg reakcióját, és rögzíteni is tudják a folyamatban lévő reakció termékeit. Először meg kell határoznia a típustfeldolgozza és rögzíti a folyamatban lévő sódisszociáció folyamatát.
Például a réz-szulfát (2) esetében az ionokra bomlás egy rézkation és egy szulfát anion képződéséhez kapcsolódik.
Ezt a sót egy gyenge bázis és egy aktív sav alkotja, így a folyamat a kation (gyenge ion) mentén megy végbe.
Ezután felírjuk a folyamatban lévő folyamat molekuláris és ionos egyenletét.
A közeg reakciójának meghatározásához ionos képet kell alkotni a folyamatban lévő folyamatról.
A reakció termékei: réz-hidroxoszulfát (2) és kénsav, így az oldatot a közeg savas reakciója jellemzi.
A hidrolízis különleges helyet foglal el a különféle cserereakciók között. A sók esetében ez a folyamat egy anyag ionjainak hidratációs héjjal való reverzibilis kölcsönhatásaként ábrázolható. Az ütés erősségétől függően a folyamat különböző intenzitással folytatódhat.
Donor-akceptor kötések jelennek meg a kationok és az azokat hidratáló vízmolekulák között. A vízben lévő oxigénatomok donorként működnek, mivel nem megosztott elektronpárokkal rendelkeznek. Az akceptorok olyan kationok lesznek, amelyek szabad atompályával rendelkeznek. A kation töltése határozza meg a vízre gyakorolt polarizáló hatását.
Az anionok és a HOH-dipólusok között gyenge hidrogénkötés jön létre. Az anionok erős hatásával a protonmolekuláról való teljes leválás lehetséges, ami sav vagy HCO3‾ típusú anion képződéséhez vezet. A hidrolízis reverzibilis és endoterm folyamat.
A sóra gyakorolt hatás típusaivízmolekulák
Minden jelentéktelen töltésű és jelentős méretű anion és kation enyhén polarizálja a vízmolekulákat, így a vizes oldatban gyakorlatilag nincs reakció. Az ilyen kationokra példaként említhetők a hidroxilvegyületek, amelyek lúgok.
Emeljük ki a D. I. Mengyelejev-féle táblázat fő alcsoportjának első csoportjába tartozó fémeket. A követelményeknek megfelelő anionok erős savak savas maradékai. Az aktív savak és lúgok által képzett sók nem esnek át hidrolízis folyamaton. Számukra a disszociációs folyamat a következőképpen írható fel:
H2O=H+ + OH‾
Ezek a szervetlen sók oldatai semleges környezettel rendelkeznek, ezért a hidrolízis során a sók tönkremenetele nem figyelhető meg.
Azoknál a szerves sóknál, amelyeket egy gyenge sav és egy lúgkation anionja képez, az anion hidrolízise figyelhető meg. Példaként egy ilyen sóra tekintsük a kálium-acetátot CH3COOK.
CH3COOCOO- acetát ionok megkötése hidrogén protonokkal az ecetsav molekuláiban, amely gyenge elektrolit, megfigyelhető. Az oldatban jelentős mennyiségű hidroxid-ion felhalmozódása figyelhető meg, aminek következtében a közeg lúgos reakcióba lép. A kálium-hidroxid erős elektrolit, ezért nem kötődik meg, pH > 7.
A folyamatban lévő folyamat molekuláris egyenlete:
CH3SOOK + H2O=KOH +CH3UN
Ahhoz, hogy megértsük az anyagok közötti kölcsönhatás lényegét, egy teljes és redukált ionegyenletet kell összeállítani.
Na2Sóra a hidrolízis lépésenkénti folyamata jellemző. Figyelembe véve, hogy a sót erős lúg (NaOH) és kétbázisú gyenge sav (H2S) képezi, az oldatban megfigyelhető a szulfidanion víz protonok általi megkötése és hidroxilcsoportok felhalmozódása. Molekuláris és ion formában ez a folyamat így fog kinézni:
Na2S + H2O=NaHS + NaOH
Az első lépés. S2− + HON=HS− + OH−
Második lépés. HS− + HON=H2S + OH−
Annak ellenére, hogy ez a só normál körülmények között kétlépcsős hidrolízise lehetséges, a folyamat második szakasza gyakorlatilag nem megy végbe. Ennek a jelenségnek az oka a hidroxil-ionok felhalmozódása, amelyek az oldatot gyenge lúgos környezetbe adják. Ez hozzájárul a kémiai egyensúly eltolódásához a Le Chatelier-elv szerint, és semlegesítési reakciót vált ki. Ebben a tekintetben a lúgok és a gyenge sav által képzett sók hidrolízise lúg felesleggel elnyomható.
Az anionok polarizáló hatásától függően lehetséges a hidrolízis intenzitásának befolyásolása.
Erős savas anionokat és gyenge báziskationokat tartalmazó sók esetében kationhidrolízis figyelhető meg. Például egy hasonló eljárás megfontolható az ammónium-klorid esetében. A folyamat a következőképpen ábrázolhatóűrlap:
molekulaegyenlet:
NH4CL + H2O=NH4OH + HCL
rövid ionos egyenlet:
NH4++HOH=NH4OH + H +
A protonok felhalmozódása miatt az oldatban savas környezet jön létre. Az egyensúly balra tolásához savat vezetünk az oldatba.
A gyenge kationból és anionból képzett sóra a teljes hidrolízis a jellemző. Vegyük például a CH3COONH4 ammónium-acetát hidrolízisét. Ionos formában a kölcsönhatás alakja:
NH4+ + CH3COO−+ HOH=NH4OH + CH3COOH
Befejezésül
Attól függően, hogy melyik sav és bázis képződik a só, a vízzel való reakció folyamata bizonyos különbségeket mutat. Például, ha gyenge elektrolitok sót képeznek, és amikor kölcsönhatásba lépnek a vízzel, illékony termékek képződnek. A teljes hidrolízis az oka annak, hogy egyes sóoldatok készítése nem lehetséges. Például alumínium-szulfid esetében a folyamatot a következőképpen írhatja fel:
Al2S3 + 6H2O=2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑
Ilyen sót csak „száraz módszerrel” lehet előállítani, egyszerű anyagok melegítésével a következő séma szerint:
2Al + 3S=Al2S3
Az alumínium-szulfid bomlásának elkerülése érdekében légmentesen záródó tartályokban kell tárolni.
Bizonyos esetekben a hidrolízis folyamata meglehetősen nehéz, ezért a molekulárisennek a folyamatnak az egyenleteinek feltételes alakja van. A kölcsönhatás termékeinek megbízható megállapítása érdekében speciális vizsgálatokat kell végezni.
Például ez jellemző a vas, ón, berillium többmagvú komplexeire. Attól függően, hogy ezt a reverzibilis folyamatot milyen irányba kell eltolni, lehetőség van azonos nevű ionok hozzáadására, koncentrációjának és hőmérsékletének megváltoztatására.
