165742 (Гидролиз солей. Особенности почвенного гидролиза)
Описание файла
Документ из архива "Гидролиз солей. Особенности почвенного гидролиза", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "контрольные работы и аттестации", в предмете "химия" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "165742"
Текст из документа "165742"
Содержание
Введение
1. Гидролиз солей
1.1 Характеристики гидролиза
1.2 Гидролиз солей слабых кислот и сильных оснований
1.3 Гидролиз солей сильных кислот и слабых оснований
1.4 Гидролиз солей слабых кислот и слабых оснований
1.5 Гидролиз солей многоосновных кислот и оснований
2. Особенности почвенного гидролиза и его значение
Список использованной литературы
Введение
Гидролизом называется взаимодействие вещества с водой, при котором составные части вещества соединяются с составными частями воды. Такое определение охватывает и гидролиз органических соединений - сложных эфиров, жиров, углеводов, белков - и гидролиз неорганических веществ - солей, галогенов, галогенидов, неметаллов и т.д. Настоящая работа посвящена гидролизу солей - одному из важных примеров гидролиза веществ, который наиболее хорошо изучен, а так же особенностям почвенного гидролиза солей и его значению в сельском хозяйстве.
1. Гидролиз солей
В случае реакций нейтрализации, в которых участвуют слабые кислоты и основания, реакции протекают не до конца. Это значит, что при этом в той или иной степени протекает и обратная реакция (взаимодействие соли с водой), приводящая к образованию кислоты и основания. Это и есть гидролиз соли. В реакции гидролиза вступают соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием, или слабым основанием и сильной кислотой, или слабой кислотой и слабым основанием. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются; нейтрализация в этом случае сводится к процессу H + + OH - =H2O, а обратная реакция - диссоциация молекул воды на ионы - протекает в ничтожно малой степени: при 25 0С ионное произведение воды
КW = CН+. СОН - = 10-14.
1.1 Характеристики гидролиза
Р ассмотрим гидролиз соли, образованной одноосновной кислотой и одновалентным металлом. Запишем уравнение гидролиза в общем виде. Пусть НА - кислота, МОН - основание, МА - образования или соль. Тогда уравнение гидролиза будет иметь вид: МА + Н2О НА + МОН.
Будем рассматривать достаточно разбавленные растворы. Тогда равновесию реакции (1) при заданной температуре отвечает постоянная величина - константа равновесия
К = | СНА. СМОН |
СМА. СН2О |
Где Сi - молярные концентрации веществ. Концентрация воды в разбавленных растворах представляет собой практически постоянную величину. Обозначая К. Сн2о = Кг, получим
Кг = | СНА. СМОН | (2) |
СМА |
Величина Кг называется константой гидролиза соли. Ее значение характеризует способность данной соли подвергаться гидролизу; чем больше Кг, тем в большей степени (при одинаковых температуре и концентрации соли) протекает гидролиз.
Отношение числа молей соли, подвергшихся гидролизу (Сг), к общему числу молей соли в растворе (СМА), называется степенью гидролиза.
= | Сг | (3) | |||
СМА |
Для вещества типа МА величина Сг равна концентрации любого из продуктов гидролиза - реакции (1). Поэтому степень гидролиза может быть определена из соотношений вида:
= | Сг | = | Смон | . | |||||
СМА | Сма |
Используя такие соотношения и выражение (2) для константы гидролиза, можно легко получить уравнение, связывающее степень и константу гидролиза.
1.2 Гидролиз солей слабых кислот и сильных оснований
Если соль образована слабой кислотой и сильным основанием, то реакцию гидролиза можно схематически изобразить так:
М + + А - + Н2О НА + М+ + ОН-. (4)
Связывания иона гидроксония Н+ анионами слабой кислоты А - приводит нарушению равновесия реакции диссоциации воды
Н 2О Н+ + ОН-
И появлению избыточной концентрации ОН-. При этом Сн+ Cон - и раствор имеет щелочную реакцию. Константа гидролиза реакции (4)
Кг= | СНА * Сон- | = | СНА * Сон- | (5) |
СМ+ * СА- | СА- |
Слабая кислота НА, получающаяся при гидролизе, диссоциирует, хотя и в малой степени, на ионы:
НА Н+ + А - (6)
В противном случае гидролиз шел бы до конца - вся соль превращалась бы в НА и МОН. Выразив константу диссоциации слабой кислоты - константу равновесия реакции (6) - следующим образом:
К кисл. = | СН. СА- |
СНА |
Можно определить через нее отношение
СНА | = | Сн+ | (7) |
СА | К кисл. |
Подставив (7) в (5), получим
Кг= | Сн+ * Сон- | = | Кw | (8) |
К кисл. | К кисл. |
Константа гидролиза равна отношению ионного произведения воды к константе диссоциации слабой кислоты. Н айдем степень гидролиза соли. Концентрация негидролизованной соли равна СМА (1 - )
. Негидролизованная соль в разбавленном растворе полностью диссоциирована на ионы и поэтому ее концентрация равна концентрации аниона
СМА - = СМА (1 - ). (9)
При гидролизе образуются эквивалентные количества молекул НА и ионов ОН-. Так как мы рассматриваем соль слабой кислоты, то НА диссоциированна в малой степени. Если пренебречь диссоциацией НА, то можно сказать что, Сон - = СНА. Молекула НА образуется из молекулы соли при гидролизе. Если гидролизовано СМА* молей, то
Сон - = СНА= СМА*. (10)
Подставив выражения (9) и (10) в уравнение (5), получим
Кг= | С2МА*2 | = | СМА*2 | (11) |
С МА* (1-) | 1- |
Откуда
СМА*2 + Кг * - Кг = 0 и
= - +
Второй корень уравнения не имеет физического символа, так как не может быть меньше нуля.
Если степень гидролиза мала ( 1), то 1- 1 и выражение (11) упрощается
Кг С МА *2; (12)
Из выражения (12) видно, что увеличение концентрации соли СМА приводит к уменьшению степени гидролиза. Разбавление раствора увеличивает степень гидролиза.
Подставив в уравнение (12) значения Кг из выражения (8), получим
. (13)
Сравнение степени гидролиза растворов двух солей одинаковой концентрации дает
1 ; 2 ; и
= , (14)
так как (С МА) 1 = (С МА) 2
Степень гидролиза обратно пропорциональна корню квадратному из константы диссоциации слабой кислоты.
Используя выражение (10), можно записать
Сон+ * Сон - = Кw; Сон+ = =
Подставив сюда из выражения (13), получим
Сн+= = ;
После логарифмирования и перемены знаков
lg Сн+ = - ½ lg Кw - ½ lg Ккисл. + ½ lg Сма.
Но - lg Сн + = рН; подобные же обозначения можно употребить и для логарифмов констант равновесия.
Тогда
рН= ½ рКw + ½ рКкисл. + ½ lgСМА. (15)
Из выражения (15) видно, что рН растворов солей слабых кислот и сильных оснований растет с уменьшением константы диссоциации слабой кислоты и с ростом общей концентрации соли. Другими словами, щелочность раствора растет с уменьшением Ккисл. И с ростом СМА.
1.3 Гидролиз солей сильных кислот и слабых оснований
Реакцию гидролиза соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием, схематически можно изобразить так:
М + + А - + Н2О МОН + Н+ +А - , (16) и константа гидролиза
Кг = . (17)
Раствор имеет кислую реакцию (Сн+Сон-). Одним из продуктов гидролиза является слабое основание. Диссоциация слабого основания препятствует протеканию гидролиза до конца
М ОН М+ + ОН - ;
К осн. = ,
Откуда . (18)
Подставив выражение (18) в (17), получим
Кг = .
Подобно выводу выражения (12), при гидролизе соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой
. (19)
Как и в первом случае, увеличение концентрации соли в воде приводит к уменьшению степени гидролиза . Разбавление раствора увеличивает степень гидролиза. Подставив в уравнение (19) значение Кг, получим
. (20)
Степень гидролиза соли обратно пропорциональна корню квадратному из константы диссоциации слабого основания. Рассматривая гидролиз соли слабого основания и сильной кислоты, получим выражение, аналогичное уравнению (15)
РН = ½ рКw - ½рКосн. - ½ lgСМА. (21)
Из выражения (21) видно, что рН уменьшается с уменьшением Косн. и с увеличением Сма, или кислотность раствора возрастает с уменьшением константы диссоциации слабого основания и с ростом общей концентрации соли.
1.4 Гидролиз солей слабых кислот и слабых оснований
Особенно глубоко протекает гидролиз солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием. Реакция гидролиза:
М + + А - + Н2О МОН + НА. (22)
Продукты гидролиза все те же, хотя и слабо, диссоциированы на ионы, вследствие чего гидролиз не доходит до конца. Слабая щелочь диссоциирует следующим образом: