Лекция (6) (1097131)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 5Протолитические равновесия в растворахсолей (гидролиз). Буферные растворы.Равновесие осадок-раствор. Произведениерастворимости.Галина Петровна Жмуркок.х.н., доцентКафедра общей химииХимический факультет МГУ20141ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз анионов (основания Бренстеда)АНИОНЫ СЛАБЫХ КИСЛОТконкурируют с водой за протонАНИОНЫ СИЛЬНЫХ КИСЛОТне конкурируют с водой за протонрН среды растворов солей > 7рН среды растворов солей = 7CO32–, PO43–, CN–, S2–Cl –, Br –, I –, NO3 –, ClO4–CO32– + H2O  HCO3– + OH–(1ступень гидролиза)Kв1014[HCO3 ][OH ] [H ]4  210K г1 [H ] K2(H2CO3 ) 4,8  1011[ CO23  ](1) H2CO3  HCO3– + H+(2) HCO3–  CO32– + H+[H ][ HCO3 ]K1  1,7  10 4[H2CO3 ]K2 [H ][ CO23- ][HCO3 ] 4,8  1011Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 20142ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз анионов (основания Бренстеда)АНИОНЫ СЛАБЫХ КИСЛОТконкурируют с водой за протонАНИОНЫ СИЛЬНЫХ КИСЛОТне конкурируют с водой за протонрН среды растворов солей > 7рН среды растворов солей = 7CO32–, PO43–, CN–, S2–Cl –, Br –, I –, NO3 –, ClO4–CO32– + H2O  HCO3– + OH–(1ступень гидролиза)Kв1014[HCO3 ][OH ] [H ]4  210K г1 [H ] K2(H2CO3 ) 4,8  1011[ CO23  ]HCO3– + H2O  H2CO3 + OH–Kг2(2 ступень гидролиза)Kв1014[ H2C O3 ][ OH ] [H ]11610  [H ] K 1(H2CO3 ) 1,7  10 4[HCO3 ]Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 20143ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз анионов (основания Бренстеда)АНИОНЫ СЛАБЫХ КИСЛОТконкурируют с водой за протонАНИОНЫ СИЛЬНЫХ КИСЛОТне конкурируют с водой за протонрН среды растворов солей > 7рН среды растворов солей = 7CO32–, PO43–, CN–, S2–Cl –, Br –, I –, NO3 –, ClO4–CO32– + H2O  HCO3– + OH–(1ступень гидролиза)Расчет рН 0,1 М раствораNaK2CO31014[HCO 3 ][OH ] [H ]в2210K г1  21122- ][HCO3[CO][OHK[H][OH][OH]4,810]2(HCO)323K г1 2[ CO3 ][HCO3  ]  [ OH ]Ссоли  [ OH ]Ссоли[CO32  ]  C соли  [ OH ]  C соли[OH ]  Kг1  Ссоли  2  10 4  0,1  0,45  102рОН   lg 0,45  102  2,35рН  14  2,35  11,65Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 20144ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз катионов имеющих протон (кислоты Бренстеда)КАТИОНЫ СЛАБЫХОСНОВАНИЙСпособны отдавать свой протонмолекуле воды-растворителярН среды растворов меньше 7NH4+ + H2O  NH3+ H3O+[NH 3 ][H3O ] [OH ]KвKг KNH3[OH ][NH 4  ]10141,8  10 5CH3NH3+ + H2O  CH3NH2 + H3O+ 5  1010Kг = 2,4∙1011(C2H5)2NH2+ + H2O  (C2H5)2NH + H3O+ Kг = 1,1∙1011Жмурко Г.П. Кафедра общей химии.МГУ. 20145ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз катионов имеющих протон (кислоты Бренстеда)КАТИОНЫ СЛАБЫХОСНОВАНИЙСпособны отдавать свой протонмолекуле воды-растворителярН среды растворов меньше 7NH4+ + H2O  NH3+ H3O+Расчет рН 0,1 М раствора NH4ClKг [NH 3 ][H3O ][NH 4  ][NH4  ]  [H3O ] (H )[H ]2Ссоли[NH4  ]  C соли  [H3O  ]  C соли[H ]  Kг  Ссоли  5  1010  0,1  0,7  10 5рН   lg 0,7  105  5,15Жмурко Г.П. Кафедра общей химии.

6МГУ. 2014ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз катионов металлов[Kt(H2O)n]m+гидр.H (r, z )Силы отталкивания междуKtm+ и H+ (молекулы Н2О )H+[Kt(H2O)n]m+ + H2O  [KtОН(H2O)n-1 ](m-1)+ + H3O+КАТИОНЫСЛАБЫХОСНОВАНИЙCu2+, Fe3+ Способны отдавать протонCr3+, Al3+ молекулы гидратной оболочкирН < 7КАТИОНЫСИЛЬНЫХОСНОВАНИЙНе способны отдавать протонNa+, K+Ag+, Ba2+ молекулы гидратной оболочкирН = 7молекуле воды-растворителямолекуле воды-растворителяЖмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ. 20147ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз катионов металлов (кислоты Бренстеда)H+Al(H2O)63+ + H2O  AlOH(H2O)52+ + H3O+ (1 ступень гидролиза)Kв[ AlOH(H 2O)52 ][H3O ] [ OH ]10146Kг1 810K 3( Al (OH)3 ) 1,3  10 9[ Al(H2O)63 ][OH  ][ AlOH2  ][ Al3  ][ OH ]Al(OH)3  Al(OH)2+ + OHAl(OH)2+  Al(OH)2+ + OHAl(OH)2+  Al3+ + OH[ Al(OH)2  ][ OH ]K1 [ Al(OH)3 ]K2 [ Al(OH)2  ][ OH ]K3 [ Al(OH)2  ][ Al3  ][ OH ][ Al(OH)2  ]Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 20148ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз катионов металлов (кислоты Бренстеда)H+Al(H2O)63+ + H2O  AlOH(H2O)52+ + H3O+ (1 ступень гидролиза)Kв[ AlOH(H 2O)52 ][H3O ] [ OH ]10146Kг1 810K 3( Al (OH)3 ) 1,3  10 9[ Al(H2O)63 ][OH  ]AlOH(H2O)52+ + H2O  Al(OH)2(H2O)4++ H3O+ (2 ступень гидролиза)Al(OH)2(H2O)4+ + H2O  Al(OH)3 + H3O+(3 ступень гидролиза)Kг1 >> Kг2 >> Kг3Жмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ. 20149ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГидролиз катионов металлов (кислоты Бренстеда)H+Al(H2O)63+ + H2O  AlOH(H2O)52+ + H3O+ (1 ступень гидролиза)Kв[ AlOH(H 2O)52 ][H3O ] [ OH ]10146Kг1 810K 3( Al (OH)3 ) 1,3  10 9[ Al(H2O)63 ][OH  ]Расчет рН 0,1 М раствора AlCl3Kг 1 [ AlOH 2 ][H ][ Al3][H ]2СAl 3(исх.)[H ]  Kг1  СAl3  8  10 6  0,1  0,89  10 3рН  3,05Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 201410ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙОдновременный гидролиз катиона и аниона растворимой солиAn– +H2O  HAn +OH–Kг ( An) Kt+ + H2O  KtOH + H3O+СольKг (Kt ) KK(кислоты)(основания)[HAn][ OH ][ An ]KвK(HAn)[KtOH][H3O ][Kt ]Kг(An)KвK(KtOH)Kг(Kt)pHСH3COONH41,810–5 =1,810–55,610–10 = 5,610–107HCOONH41,810–4 >1,810–55,610–11 < 5,610–10<7NH4CN6,210–10 <1,810–51,610–3 > 5,610–10>7Жмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ.

201411ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙНеобратимый гидролизИз-за гидролиза нельзя получить растворы солей оченьслабых, летучих или нерастворимых кислот и основанийпри растворении:Al2S3(к.) + H2O = Al(OH)3 + H2S(г.)при получении по обменной реакции:3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl3CO32– + 2Fe3+ + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 201412СТЕПЕНЬ ГИДРОЛИЗАhh 2СионаKг 1 h гидролиз . ионов общее к во ионовh  1 Kг  h Сиона2Зависимость h от CионаKг KгСионаKвK Д  СионаCиона Kг consthCиона Kг consthЗависимость h от Т  60 кДжKвhТKг hТKг hK кисл.(осн.)  –10  +10 кДжЖмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ. 2014131.2.3.4.5.6.7.ВЫВОДЫГидролизу подвергаются ионы, а не молекулы.Равновесие гидролиза (обычно, но не всегда) смещено всторону исходных веществ.Чем слабее кислота или основание, образующие соль,тем больше значение константы гидролиза и тем сильнеерН раствора отличается от 7.Гидролиз катиона слабого основания и гидролиз анионамногоосновной кислоты идет преимущественно попервой ступени.рН растворов солей, образованных катионом слабогооснования и анионом слабой кислоты, определяетсясоотношением констант диссоциации этой кислоты иэтого основания.Нельзя получить растворы солей, образованных оченьслабыми, нерастворимыми или летучими кислотами иоснованиями.Гидролиз усиливается при разбавлении и нагревании.Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 201414БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫРастворы, рН которых незначительно изменяется при разбавленииили при добавлении к ним сильной кислоты или сильного основания,называют буферными.БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫСлабая кислота + ее сольCH3COOH +СH3COONaСлабое основание + его сольNH3 + NH4ClДве соли одной кислотыKH2PO4 + K2HPO4Жмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ. 201415РАСЧЕТ рН АММИАЧНОГО БУФЕРНОГО РАСТВОРА (NH3 + NH4Cl)С(NH3) = CОС(NH4Cl) = С(NH4+) = ССNH3 + H2O  NH4+ + OH –NH4Cl  NH4+ + Cl –K (NH3)[NH4 ][OH ] 1,8  10 5[NH3 ][ OH ] K (NH )  [NH3 ]3[NH4 ]3рH  14  рK (NH )  lg3[NH3] = CОCО = ССрОH  lgK (NH )  lg[NH3 ][NH 4 ][NH3 ][NH4 ] 14  pK (NH )  lg3CoCc[NH4+] = CСрH  14  pKo  9,25Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 201416БУФЕРНОЕ ДЕЙСТВИЕ1 л буфера (0,1 моль NH3 + 0,1 моль NH4Cl) рН = 9,25С(NH3) = CОС(NH4Cl) = С(NH4+) = ССNH3 + H2O  NH4+ + OH –NH4Cl  NH4+ + Cl –рH  14  рK (NH )  lg3[NH3 ][NH4 ]0,01 моль HCl0,01 моль NaOHH+ + OH– = H2OOH– + NH4+ = NH3 + H2O[NH4+ ] = 0,1 + 0,01 = 0,11 М[NH4+ ] = 0,1 – 0,01 = 0,09 М[NH3] = 0,1 – 0,01 = 0,09 М[NH3] = 0,1 + 0,01 = 0,11 МрH  14  4,75  lg0,09 9,160,110,11рH  14  4,75  lg 9,340,09Жмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ. 201417ПРОИЗВЕДЕНИЕРАСТВОРИМОСТИВ насыщенном растворе сильного электролитаKtnAnm(к.) nKt+p+nmK  aKtapAnqmAn–qДля малорастворимого электролитаaKt  p [Kt  p ], aAn -q [An -q ]K  [Kt  p ]n  [ An-q ]m  ПРВнасыщенномрастворемалорастворимогосильногоэлектролита произведение концентраций ионов в степенях,соответствующих их стехиометрическим коэффициентам,величинапостоянная.Этавеличинаназываетсяпроизведением растворимости ПР (табулированы)ПР(CaF2) = [Ca2+][F–]2 = 3,4510–11ПР(BaSO4) = [Ba2+][SO42–] = 1,0810–10ПР(Cu(OH)2) = [Cu2+][OH–]2 = 2,010–20Жмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 201418ПРОИЗВЕДЕНИЕРАСТВОРИМОСТИДля малорастворимого электролитаKtnAnm(к.)  nKt+p + mAn–qПР  [Kt  p ]n  [ An-q ]m Смещение равновесия в растворе над осадкомBaSO4(к.)  Ba2+(р.) + SO42(р.)осадок выпадет+SO42Жмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ. 201419ПРОИЗВЕДЕНИЕРАСТВОРИМОСТИДля малорастворимого электролитаKtnAnm(к.)  nKt+p + mAn–qПР  [Kt  p ]n  [ An-q ]m Смещение равновесия в растворе над осадкомСaСO3(к.)  Сa2+(р.) + CO32(р.)осадок растворится+2H+ = CO2↑+ H2OЖмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ.

201420ПРОИЗВЕДЕНИЕРАСТВОРИМОСТИДля малорастворимого электролитаKtnAnm(к.)  nKt+p + mAn–qПР  [Kt  p ]n  [ An-q ]m Смещение равновесия в растворе над осадкомЖмурко Г.П. Кафедра общей химии. МГУ. 201421УСЛОВИЯ ВЫПАДЕНИЯ И РАСТВОРЕНИЯ ОСАДКАnKt+p + mAn–q = KtnAnm(к.)nmСKtС ПРpAnqОсадок выпадаетnmСKtС ПРpAnqОсадок не выпадает0,1 М0,1 МPb(NO3)2 + 2NaClPb2+ +2Cl– = PbCl2↓= PbCl2↓ + 2NaNO3ПР(PbCl2) = 1,7∙10524512СPbСПР1,7100,05(0,05)1,25102ClЖмурко Г.П.

Кафедра общей химии. МГУ. 201422.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций