Расчеты рН сильных и слабых электролитов

1) для сильной кислоты:

pH = -lg[H⁺] = -lgС, где С - концентрация кислоты, моль/л

2) для сильного основания:

рН = 14 – (-lg[OH^-]) = 14 + lgС, где С - концентрация основания, моль/л

3) слабой кислоты:

рН= , где Кк – константа диссоциации слабой кислоты, Ск- концентрация кислоты, моль/л

Если кислота многоосновная (Н₂СО₃, Н₃РО₄), то учитывается только диссоциация по первой стадии, так как диссоциация по остальным стадиям меньше и поставляет незначительное количество протонов.

4) cлабого основания:

рН = 14 – рОН = 14 – (-lg ) = 14+ lg , где Ко – константа диссоциации слабой кислоты, Со- концентрация кислоты, моль/л

Гидролиз солей

Гидролиз солей – это обменное взаимодействие ионов соли с водой, которое приводит к образованию слабого электролита и как правило сопровождается изменением pH-среды.

Катионы сильных оснований и анионы сильных кислот не образуют слабых электролитов, поэтому гидролизу не подвергаются.

В зависимости от ионов, входящих в состав солей, в растворе могут устанавливаться следующие равновесия:

а) при гидролизе аниона (A¯) слабой кислоты:

А¯+ HOH = HA + OH¯

(образуются ионы OH¯, среда щелочная, pH>7);

б) при гидролизе катиона (B+) слабого основания:

B⁺ + HOH = BOH + H⁺

(образуются ионы Н⁺, среда кислая, pH<7);

в) при гидролизе катиона слабого основания и аниона слабой кислоты:

А¯ + НОН = НА + ОН¯, В⁺ + НОН = ВОН +Н⁺

Гидролиз солей, образованных многоосновными кислотами или многокислотными основаниями, протекает ступенчато, с образованием кислых или основных солей, преимущественно по первой ступени.

Особенность написания реакций гидролиза: сначала пишут ионные реакции, а затем молекулярное уравнение.

Таким образом, можно выделить три типа гидролиза:

1. гидролиз по аниону – такому гидролизу подвергаются соли, образованные катионом сильного основания и анионом слабой кислоты:

Na2CO3 + H2O =

2Na⁺ + CO₃^2- + HOH = 2Na⁺ + HCO₃¯ + OH¯

CO₃^2- + HOH = HCO3¯ + OH¯ (pH > 7)

Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH

2. гидролиз по катиону – подвергаются соли, образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты:

CuSO4 + H2O =

Cu²⁺ + SO₄^2- + HOH = CuOH⁺ + SO₄^2- + H+

Cu²⁺ + HOH = CuOH⁺ + H⁺ (pH < 7)

2CuSO₄ + 2H₂O = (CuOH)₂SO₄ + H₂SO4

3. гидролиз по катиону и аниону – подвергаются соли, образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты:

CH₃COONH₄ + H₂O =

CH₃COO¯ + NH⁴⁺ + HOH = CH₃COOH + NH₄OH (pH≈7)

CH₃COONH₄ + H₂O = CH₃COOH + NH₄OH

Если константы диссоциации образующихся слабых электролитов примерно равны, то pH≈7. В том случае, если К слабого основания больше, то среда – слабощелочная, в противном случае – слабокислая.

Гидролиз является обратимым процессом. В соответствии с принципом Ле Шателье введение дополнительного количества ионов H⁺ или OH⁺ в равновесную систему может усилить или подавить процесс гидролиза. Гидролиз является эндотермическим процессом, поэтому повышение температуры приводит к усилению гидролиза.