lecture05 (792000)

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. ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙГИДРОЛИЗ – взаимодействие ионов соли с водой, в результатекоторого рН среды солей отличается от 7Соли слабыхкислот исильныхоснованийNa2CO3Соли сильныхкислот и слабыхоснованийNH4ClAlCl3Соли слабыхкислот ислабыхоснованийСоли сильныхкислот исильныхоснованийNH4CH3COONaClПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙАНИОНЫ СЛАБЫХ КИСЛОТконкурируют с водой запротон солей > 7рН среды растворовАНИОНЫ СИЛЬНЫХ КИСЛОТне конкурируют с водой за протонCO3 2–, PO43 –, CN –, S2–Cl –, Br –, I –, NO3 –, ClO4–рН среды растворов солей = 7CO32– + H2O ' HCO3– + OH–K г1 =[HCO−3 ][OH − ] [H + ][CO 23- ][H + ]=(1 ступень гидролиза)KвK 2( H 2CO 3 )=10 −144,8 ⋅ 10−11≈ 2 ⋅ 10− 2HCO3– + H2O ' H2CO3 + OH–(2 ступень гидролиза)[H + ][ HCO-3 ]K1 == 1,7 ⋅ 10− 4] −14K [H 2CO10(1) H2CO3 ' HCO3−– + H++[ H2C O3 ][OH ] [H ]−11вKг 2 ====6⋅102[H + )][ CO37 ]⋅ =[– HCO-3 ] 2– [H++ ] KK1,104−,84⋅ 10 −111(H2=CO32(2) HCO3 ' CO3 + H[HCO ]ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙАНИОНЫ СЛАБЫХ КИСЛОТконкурируют с водой запротон солей > 7рН среды растворовАНИОНЫ СИЛЬНЫХ КИСЛОТне конкурируют с водой за протонCO3 2–, PO43 –, CN –, S2–Cl –, Br –, I –, NO3 –, ClO4–рН среды растворов солей = 7CO32– + H2O ' HCO3– + OH–K г1 =[HCO−3 ][OH − ] [H + ][CO 23- ][H + ]=(1 ступень гидролиза)KвK 2( H 2CO 3 )HCO3– + H2O ' H2CO3 + OH–K г2 =[ H 2C O 3 ][OH − ] [ H + ][HCO -3 ][H + ]==10 −144,8 ⋅ 10−11≈ 2 ⋅ 10− 2(2 ступень гидролиза)KвK 1( H 2CO 3 )=10 −141,7 ⋅ 10 − 4= 6 ⋅ 10 −11ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙАНИОНЫ СЛАБЫХ КИСЛОТконкурируют с водой запротон солей > 7рН среды растворовАНИОНЫ СИЛЬНЫХ КИСЛОТне конкурируют с водой за протонCO3 2–, PO43 –, CN –, S2–Cl –, Br –, I –, NO3 –, ClO4–CO32– + H2O ' HCO3– + OH–рН среды растворов солей = 7(1 ступень гидролиза)Расчет рН 0,1 М раствора Na2CO3K г1 =[HCO3− ][OH− ][CO32- ][OH− ]2=СсолиK г1 =KвK 2(H2CO3 )≈ 2 ⋅ 10 − 2[OH− ] = Kг1 ⋅ Ссоли = 2 ⋅ 10 − 4 ⋅ 0,1 = 0,45 ⋅ 10 − 2рОН = − lg 0,45 ⋅ 10 − 2 = 2,35рН = 14 − 2,35 = 11,65ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙКАТИОНЫ СЛАБЫХОСНОВАНИЙСпособны отдавать свойпротон молекуле водырастворителярН среды растворов меньше 7H+NH4+ + H2O ' NH3+ H3O+Расчет рН 0,1 М раствора соли NH4ClKг =[NH3 ][H3O+ ][NH4 + ]Kг =[H+ ]2=Ссоли[H+ ] = Kг ⋅ Cсоли = 5 ⋅ 10−10 ⋅ 0,1 = 0,7 ⋅ 10− 5pH = – lg0,7 ⋅ 10-5 = 5,15Kв≈ 5 ⋅ 10 −10KNH3ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙ[Kt(H2O)n] m+(r↓, z↑ )Силы отталкивания междуKat и H+(молекулы Н2О )Δгидр.H ↑H+[Kt(H2O)n]m+ + H2O ' [KtОН(H2O)n-1 ](m-1)+ + H3O+КАТИОНЫСЛАБЫХОСНОВАНИЙКАТИОНЫСИЛЬНЫХОСНОВАНИЙСпособныCu2+,протонFe3+Cr3+, Al3+ гидратнойNa+, K+Ag+, Ba2+отдаватьмолекулыоболочкиводы-молекулерастворителяНе способны отдаватьпротон молекулыгидратной оболочкимолекуле водырастворителярН < 7рН = 7ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙH+Al(H2O)63+ + H2O ' AlOH(H2O)52+ + H3O+ (1 ступень гидролиза)[ AlOH(H2O)52 + ][H3O + ] [OH − ]Kв10−14K г1 =⋅==≈ 8 ⋅ 10− 6[OH − ] K 3( Al(OH )3 ) 1,3 ⋅ 10− 9[ Al( H2O)63+ ]AlOH(H2O)52+ + H2O ' Al(OH)2(H2O)4++ H3O+ (2 ступень гидролиза)Al(OH)2(H2O)4+ + H2O ' Al(OH)3↓ + H3O+Kг1 >> Kг2 >> Kг3(3 ступень гидролиза)ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙH+Al(H2O)63+ + H2O ' AlOH(H2O)52+ + H3O+ (1 ступень гидролиза)[ AlOH(H2O)52 + ][H3O + ] [OH − ]Kв10−14K г1 =⋅==≈ 8 ⋅ 10− 6[OH − ] K 3( Al(OH )3 ) 1,3 ⋅ 10− 9[ Al( H2O)63+ ]Расчет рН 0,1 М раствора AlCl3Kг 1 =[ AlOH2 + ][H+ ]3+[ Al]=[H+ ]2С(исх .)Al3+[H+ ] = Kг ⋅ СAl3+ = 8 ⋅ 10 − 6 ⋅ 0,1 = 0,89 ⋅ 10 − 3рН = 3,05ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙK г( An ) =An– + H2O ' HAn + OH–Kt++ H2O ' KtOH + H3СольO+K г( Kt ) =KK(кислоты)(основания)[HAn][OH − ]−[ An ]==[KtOH][H 3O + ]+[Kt ]Kг(An)KвK ( HAn )==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>7ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙИз-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↑СТЕПЕНЬ ГИДРОЛИЗАh=h2С ионаKг =1− hν гидролиз .

ионовν общее к −во ионовh << 1Зависимость h от Cионаh=KгС ионаCиона KKг consthLCиона LKг consthKТKKг KhKΔΗ ≈ –10 ÷ +10 кДж Т LKг LhLЗависимость h от ТKг =K г = h2С ионаΔΗ ≈ 60 кДжKвK кисл.(осн.)ВЫВОДЫ1.Гидролизу подвергаются ионы, а не молекулы.2.Равновесие гидролиза (обычно, но не всегда) смещено всторону исходных веществ.3.Чем слабее кислота или основание, образующие соль, тембольше значение константы гидролиза и тем сильнее рНраствора отличается от 7.4. Гидролиз катиона слабого основания и гидролиз анионамногоосновной кислоты идет преимущественно по первойступени.5.рН растворов солей, образованных катионом слабогооснования и анионом слабой кислоты, определяетсясоотношением констант диссоциации этой кислоты и этогооснования.6.Нельзя получить растворы солей, образованных оченьслабыми, нерастворимыми или летучими кислотами иоснованиями.7.

Гидролиз усиливается при разбавлении и нагревании.БУФЕРНЫЕ 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 + NH4Cl Две соли одной кислотыKH2PO4 + K2HPO4РАСЧЕТ рН АММИАЧНОГО БУФЕРНОГО РАСТВОРА (NH3 +NH4Cl)С(NH3) = CОС(NH4Cl) = С(NH4+) = ССNH3 + H2O ' NH4+ + OH –K (NH-NH4Cl J NH4+ + Cl –[NH 4+ ][OH − ]=[NH 3 ]3)[OH ] =K (NH3)⋅ [NH 3 ]рОH = − lgK (NH[NH4+ ]рH = 14 − рK (NH3)[NH3] = CОCО = СС+ lg[NH3 ][NH+4 ]3)− lg[NH 3 ][NH 4+ ]= 14 − pK (NH3)Co+ lgCc[NH4+] = CСрH = 14 − p K o = 9 ,25БУФЕРНОЕ ДЕЙСТВИЕ1 л буфера (0,1 моль NH3 + 0,1 моль NH4Cl)рН = 9,25С(NH3) = CОС(NH4Cl) = С(NH4+) = ССNH3 + H2O ' NH4+ + OH –NH4Cl J NH4+ + Cl –рH = 14 − рK (NH0,01 моль HCl3)+ lg[NH 3 ][NH 4+ ]0,01 моль NaOHH+ + OH – = H2OOH – + NH4+ = NH3 + H2O[NH4+ ] = 0,1 + 0,01 = 0,11 М[NH3] = 0,1 + 0,01 = 0,11 М[NH3] = 0,1 – 0,01 = 0,09 М[NH4+ ] = 0,1 – 0,01 = 0,09 М0,09рH = 14 − 4,75 + lg= 9,160,110,11рH = 14 − 4,75 + lg= 9,340,09ПРОИЗВЕДЕНИЕРАСТВОРИМОСТИВ насыщенном растворе сильного электролитаKtnAnm(к) 'nKt+p+nmK = a + p ⋅ a −qKtAnmAn–qДля малорастворимого электролитаaKt+p= [Kt+p], aAn-q-q= [ An ]+p n-q mK = [Kt ] ⋅ [An ] = 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⋅10–20α →1ПРОИЗВЕДЕНИЕKtnAnm(к) ' nKt+p + mAn–q0,1 М0,1 МPb(NO3)2 + 2NaClPb2+ +2Cl– = PbCl2↓С1Pb 2+⋅ С2Cl −РАСТВОРИМОСТИПР= [Kt+ p]n ⋅ [An-q]m= PbCl2↓ + 2NaNO3Pb2+ = Cl– = 0,05 М= 0,05 ⋅ (0,05 )2 = 1,25 ⋅ 10 −4 > ПР = 1,7 ⋅ 10 −4ПРОИЗВЕДЕНИЕKtnAnm(к) ' nKt+p + mAn–qРАСТВОРИМОСТИПР= [Kt+ p]n ⋅ [An-q]mСмещение равновесия в растворе над осадкомС1Pb 2+⋅ С2Cl −= 0,05 ⋅ (0,05 )2 = 1,25 ⋅ 10 −4 > ПР = 1,7 ⋅ 10 −4ПРОИЗВЕДЕНИЕKtnAnm(к) ' nKt+p + mAn–qРАСТВОРИМОСТИПР= [Kt+ p]n ⋅ [An-q]mСмещение равновесия в растворе над осадкомС1Pb 2+⋅ С2Cl −= 0,05 ⋅ (0,05 )2 = 1,25 ⋅ 10 −4 > ПР = 1,7 ⋅ 10 −4.

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