РАСТВОРЫ НЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ.

Гидролизом называется взаимодействие вещества с водой, при котором составные части вещества соединяются с составными частями воды, приводящее к появлению кислотной или щелочной среды, но не сопровождающееся образованием осадков или газов.

Уравнение гидролиза соли записывают в два этапа: 1) диссоциация соли в растворе − необратимая реакция (α = 1). 2) гидролиз иона соли (его взаимодействие с водой) − обратимая реакция (α < 1)

Этапы 1 и 2 складывать нельзя! Отметим, что соли, образованные катионами щелочей и анионами сильных кислот гидролизу не подвергаются, они лишь диссоциируют при растворении в воде. В растворах таких солей как KCl, NaNO3, Na2SO4, BaI2 среда нейтральная.

Гидролиз солей по аниону. В случае взаимодействия аниона растворенной соли с водой процесс называется гидролизом соли по аниону: 1) KNO2 = K+ + NO2− (диссоциация).2) NO2 + H2O ↔ HNO2 + OH− (гидролиз). Диссоциация соли KNO2 протекает полностью, а реакция гидролиза аниона NO2− в очень небольшой степени (для 0,1М раствора − на 0,0014%), однако этого оказывается достаточно, чтобы раствор стал щелочным (среди продуктов гидролиза присутствует ион OH−). Гидролизу подвергаются анионы только слабых кислот (в данном примере − нитрит-ион NO2− , отвечающий слабой азотистой кислоте HNO2). Анион слабой кислоты обладает способностью отщеплять катион водорода от молекулы воды, образуя молекулу соответствующей кислоты и оставляя в растворе гидроксид-ион OH−. Степень протекания гидролиза увеличивается в ряду анионов: F−, NO2−, CH3COO−, SO32−, ClO−, CN−, CO32−, PO43−, S2−, SiO44−.

Пример реакций гидролиза анионов: СO32− + H2O HСO3− + OH−. Ионы CO32−, PO43− и S2− подвергаются гидролизу в большей степени, чем NO2−: в их 0,1М растворах − на 5%, 37% и 58% соответственно. Причина этого состоит в том, что сила соответствующих кислот в указанном ряду (азотистая − угольная по второй ступени − ортофосфорная по третьей ступени − сероводородная по второй ступени) убывает. Поэтому растворы солей Na2CO3, K3PO4 и BaS будут сильнощелочными (рН > 7). Таким образом, соли, образованные катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, подвергаются гидролизу по аниону и создают в растворе щелочную среду. Гидролиз солей по катиону. В случае взаимодействия катиона растворенной соли с водой процесс называется гидролизом соли по катиону: 1) Ni(NO3)2 = Ni2+ + 2NO3− (диссоциация). 2) Ni2+ + H2O ↔ NiOH+ + H+ (гидролиз). Диссоциация соли Ni(NO3)2 протекает нацело, гидролиз катиона Ni2+ − в очень малой степени (для 0,1М раствора − на 0,001%), но этого оказывается достаточно, чтобы среда стала кислотной (среди продуктов гидролиза присутствует ион H+).Гидролизу подвергаются катионы только малорастворимых основных и амфотерных гидроксидов и катион аммония NH4+. Катион металла, отщепляя от молекулы воды гидроксидный фрагмент, освобождает катион водорода H+ (точнее − катион оксония H3O+).В соответствии с протонной теорией гидролиз по катиону рассматривают следующим образом: диссоциация соли при водит к образованию гидратированных катионов и анионов. Гидратированные катионы металлов (за исключение катионов щелочей) в водном растворе обладают кислотными функциями − отдают протоны молекулам воды: Ni2+ · H2O + H2O NiOH+ + H3O+. В результате раствор становится кислотным (избыток катионов оксония H3O+). Катион аммония в результате гидролиза образует слабое основание − гидрат аммиака и катион водорода (катион оксония): NH4+ + H2O NH3 · H2O + H+. Степень гидролиза катионов увеличивается в ряду Ni2+, La3+, Mn2+, NH4+, Co2+, Zn2+, Cd2+, Cu2+, Fe2+, Pb2+, Al3+, Sc3+, Cr3+, Fe3+. Гидролиз по катиону и аниону. Соли, образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, напр. Сu(ООССН3)2, гидролизуются по катиону и по аниону. PН таких солей имеют слабокислую или слабощелочную реакцию в зависимости от того, какой ион гидролизуется в большей степени. NH4+ + H2O↔NH4OH+H+.

РАСТВОРЫ НЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

РАСТВОРЫ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ, бинарные или многокомпонентные мол. системы, состав к-рых может изменяться непрерывным образом (по крайней мере, в нек-рых пределах). В отличие от растворов электролитов, в растворах неэлектролитов (мол. р-рах) заряженные частицы в сколько-нибудь заметных концентрациях отсутствуют. Растворы неэлектролитов могут быть твердыми, жидкими и газообразными.

Растворами неэлектролитов называются такие растворы, которые состоят из незаряженных частиц. Типичные бинарные растворы неэлектролитов могут быть образованы различными парами органических жидкостей, например бензолом и толуолом. Изучение поведения растворов неэлектролитов, в общем несложного и наглядного из-за простоты кинетических явлений, непосредственно подводит к некоторым фундаментальным представлениям, в том числе и к ясному определению понятия "активность". Теория растворов неэлектролитов сначала была распространена на молекулярные растворы, а теперь нашла применение и при изучении растворов металлов. Более того, та же теория описывает поведение твердых растворов и растворов расплавленных солей даже в тех случаях, когда в растворах присутствуют ионы. Следовательно, теория растворов неэлектролитов применима ко всем растворам, с которыми имеет дело геолог, за исключением водных растворов электролитов. Эта теория справедлива для твердых растворов в минералах, явлений катионного обмена, магматических процессов л для органических веществ, как твердых, так и жидких. Концентрационные зависимости термодинамических функций. Особенностью термодинамич. описания растворов неэлектролитов по сравнению с чистыми компонентами является наличие дополнит. термодинамич. степеней свободы системы, связанных с возможностью изменения состава системы. Число степеней свободы гомогенного n-компонентного р-ра равно n+1. В качестве переменных, определяющих его состояние, наиб. удобно выбрать давление, температуру и концентрации п — 1 компонентов. Состав растворов неэлектролитов чаще всего выражают через молярные доли компонентов xi, считая независимыми переменными молярные доли всех компонентов, кроме n-го x1,..., xn-1. Для задания концентрации используют и др. шкалы (молярности с, моляльности т).

Поиск по сайту: