Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
К [ИА] tKQH] - ronsl- ' Т - const
Если [H20]-voo, то [KAj-*-0 и гидролиз практически идет полностью. При повышении температуры константа гидролитического разложения растет, так как гидролиз, как правило, процесс эндотермический, и степень гидролиза увеличивается.
Полнота гидролиза прежде всего выражается в изменении соотношения концентраций ионов Н+ и ОН" в растворе, т. е. в изменении рН, которое можно определить индикаторами.
Наиболее чувствительным индикатором является лакмус, изменение цвета которого происходит в интервале рН 6—8, менее чувствителен фенолфталеин — изменение его цвета соответствует интервалу рН 8,3—9,8.
Самым объективным методом определения рН является потенциометр ия. Сущность этого метода будет рассмотрена в гл. 9.
Гидролиз солей одновалентных металлов является наиболее простым процессом. Например:
CH3COONa + НаО з*СН3С0011 + NaOH
205
В ионной форме уравнение реакции гидролиза сн3сосг + Н2Оч±СНяСООН + он-
Следовательно, ионы Н+ связываются в молекулы слабодис-социирующей уксусной кислоты СН3СООН, а ионы ОН" в растворе будут в избытке — рН>7.
Соли, содержащие многовалентные ионы, дают промежуточные продукты гидролиза в виде основных или кислых солей.
Рассмотрим гидролиз A12(S04)3 — соли слабого амфотерного гидроксида алюминия и сильной серной кислоты, средняя степень диссоциации которой а— 0,5.
1. ( Al2(S04):s + 2H20^t2Al(OH)S04+ H2S04 l Al3+ + Н„Оч±[А1(ОН)]2+ + Н+-
2. | 2AI(OH)S04 + 2H2O^AI2(OH)4S04+H20 1 [Al (ОН) J2+ + Н20^ [Al (ОН)2] + -I- Н+
3. ( AI2(OH)4S04 + 2H20^2AI(OH)3.+ H2S04" l [Al (ОН)8]+ + Н2Оч*А1(ОН)3 + Н+
В результате -любой стадии гидролиза A12(S04)3 возникает в растворе кислая среда: рН<7.
Преимущественное развитие той или другой стадии гидролиза определяется концентрацией соли и температурой раствора. Растворимость основных солей алюминия и его гидрата очень мала и в результате гидролиза может выпадать осадок. При исчезающе малой концентрации раствора или при повышенной температуре гидролиз может, практически, проходить до конца: .
А13+ + ЗН20-*А1(ОН)з4. + ЗН+
В технике этот процесс гидролиза солей алюминия [A12(S04)3 или KA1(S04)2 — квасцы] используют при крашении тканей или для создания водоотталкивающих материалов. А1(ОН)3 применяется при очистке питьевой воды (коагулянт), так как коллоидный осадок А1(ОН)з обладает высокими адсорбционными свойствами и сорбирует на себе красящие вещества из воды и даже снижает бактериальную загрязненность, сорбируя на - своей поверхности микроорганизмы. Осадок А1(ОН)3 затем остается на песчаных фильтрах.
Кислые соли образуются при гидролизе солей слабых многоосновных кислот — угольной, ортофосфорной и т. д.:
CO't + Н20 **НСОз- + ОН"
В этом случае равновесие диссоциации воды смещается ив растворе рН> 7.
В инженерной практике следует помнить, что растворы средних солей далеко не всегда имеют нейтральную реакцию и рН может быть больше или меньше 7, а это определяет агрессивность среды при коррозионных процессах. Кроме того,, для создания оптически прозрачных растворов некоторых солей, например CuS04) следует
206
подавлять обратимую реакцию гидролиза добавлением кислоты, так как основные соли, а тем более гидроксиды металлов трудно растворимы и будут создавать' рассеяние света.
Пример.
Cu2+ + Н.,0 & [Си (ОН ) ] + + Н+
Добавлением серной кислоты в раствор CuS04 подавляем гидролиз, и раствор будет оптически пустым.
Диссоциация комплексных соединений. Особым случаем ионного равновесия в растворах является диссоциация комплексных соединений, образованных за счет донорно-акцепторной связи или взаимодействия вакантных орбиталей (с. 87).
Процесс диссоциации идет в две стадии: '
а) отделяется внешняя сфера комплекса
K[Ag(CN)2]*tK++ [Ag(CN)2]-этот процесс диссоциации идет хорошо;
б) диссоциация внутренней сферы комплекса
[Ag(CN)2]"4? Ag+ + 2CN-
этот процесс зависит от прочности связей в комплексном ионе и идет в незначительной степени. Константа диссоциации комплексного иона называется константой нестойкости:
к [Ag+][CN-]2 prn /W== {[Ag(CN)2]-}
Чем меньше константа нестойкости, тем более устойчиво соединение центрального иона с лигандами. Если лигандом является ион противоположного знака, то, как правило, константа нестойкости будет меньше, чем при лигандах, являющихся полярными молекулами (NHa, Н20) при том же самом координационном числе. Например:
[Ag(CN)2r К»«с* = 8,0.10~22- [Ag(NH3)2]+ /(„,„ - 9,31 • 10-". Вопросы и задачи
1. Определите содержание чистого А1С1Я в 1 л водных растворов следующих концентраций: а) 20%-иый (по массе) раствор плотностью d —1,1537- 10я кг/м''1; б) 1 М; в) 1 н. Ответ: а) 230,74 г; б) 133,52; в) 44,5 г.
2. Определите понижение температур, кристаллизации растворов 10 г метанола (СН3ОН) и 10 г сахара (С^Н^Оп) на 100 г Н20. Криоскопическая константа воды /(„,„„.,= 1,86°.
Ответ: раствор метанола А7——• 5,82 К; раствор сахара А 7'=—0,545 К.
3. Определите температуру кипения раствора 10 г меди в 1000 г ртути.' Для чистой ртути 7'|(1„| —630 К, эбуллиоскопическая константа /(К|1П= 11,4".
