Jak zapsat rovnici hydrolýzy solí? Toto téma často dělá potíže absolventům středních škol, kteří si ke zkoušce vyberou chemii. Pojďme analyzovat hlavní typy hydrolýzy, zvážit pravidla pro sestavování molekulárních a iontových rovnic.
Definice
Hydrolýza je reakce mezi látkou a vodou, doprovázená kombinací složek původní látky s ní. Tato definice naznačuje, že k tomuto procesu dochází nejen v anorganických látkách, ale je také charakteristický pro organické sloučeniny.
Například rovnice reakce hydrolýzy je napsána pro sacharidy, estery, bílkoviny, tuky.
Hodnota hydrolýzy
Všechny chemické interakce, které jsou pozorovány v procesu hydrolýzy, se používají v různých průmyslových odvětvích. Tento proces se například používá k odstranění hrubých a koloidních nečistot z vody. Pro tyto účely se používají speciální sraženiny hydroxidů hliníku a železa, které se získávají hydrolýzou síranů a chloridů těchto kovů.
Na čem ještě záležíhydrolýza? Rovnice tohoto procesu naznačuje, že tato reakce je základem trávicích procesů všech živých bytostí. Hlavní část energie, kterou tělo potřebuje, je soustředěna jako ATP. Uvolnění energie je možné díky procesu hydrolýzy, kterého se účastní ATP.
Funkce procesu
Molekulární rovnice hydrolýzy soli je zapsána jako vratná reakce. V závislosti na tom, z jaké zásady a kyseliny se anorganická sůl tvoří, existují různé možnosti průběhu tohoto procesu.
Vytvořené soli vstupují do takové interakce:
- mírný hydroxid a aktivní kyselina (a naopak);
- těkavá kyselina a aktivní báze.
Nemůžete napsat rovnici iontové hydrolýzy pro soli, které jsou tvořeny aktivní kyselinou a zásadou. Důvodem je, že podstatou neutralizace je tvorba vody z iontů.
Procesní charakteristika
Jak lze popsat hydrolýzu? Rovnici tohoto procesu lze uvažovat na příkladu soli, která je tvořena jednomocným kovem a jednosytnou kyselinou.
Pokud je kyselina reprezentována jako HA a báze je MON, pak sůl, kterou tvoří, je MA.
Jak lze napsat hydrolýzu? Rovnice je napsána v molekulární a iontové formě.
Pro zředěné roztoky se používá hydrolyzační konstanta, která je definována jako poměr počtu molůsoli zapojené do hydrolýzy na jejich celkový počet. Jeho hodnota závisí na tom, která kyselina a zásada tvoří sůl.
Aniontová hydrolýza
Jak napsat rovnici molekulární hydrolýzy? Pokud sůl obsahuje aktivní hydroxid a těkavou kyselinu, výsledkem interakce bude zásaditá a kyselá sůl.
Typický je proces uhličitanu sodného, který produkuje alkalickou a kyselou sůl.
Vzhledem k tomu, že roztok obsahuje anionty hydroxylové skupiny, je roztok alkalický, aniont je hydrolyzován.
Příklad procesu
Jak takovou hydrolýzu zapsat? Procesní rovnice pro síran železnatý (2) předpokládá tvorbu kyseliny sírové a síranu železnatého (2).
Roztok je kyselý, vytvořený kyselinou sírovou.
Celková hydrolýza
Molekulární a iontové rovnice pro hydrolýzu solí, které jsou tvořeny neaktivní kyselinou a stejnou bází, naznačují vznik odpovídajících hydroxidů. Například pro sulfid hlinitý tvořený amfoterním hydroxidem a těkavou kyselinou budou reakčními produkty hydroxid hlinitý a sirovodík. Řešení je neutrální.
Posloupnost akcí
Existuje určitý algoritmus, podle kterého budou středoškoláci schopni přesně určit typ hydrolýzy, identifikovat reakci média a také zaznamenat produkty probíhající reakce. Nejprve musíte definovat typzpracovat a zaznamenat proces probíhající disociace soli.
Například pro síran měďnatý (2) je rozklad na ionty spojen s tvorbou kationtu mědi a aniontu síranu.
Tato sůl je tvořena slabou zásadou a aktivní kyselinou, takže proces probíhá podél kationtu (slabého iontu).
Dále je napsána molekulární a iontová rovnice probíhajícího procesu.
K určení reakce média je nutné sestavit iontový pohled na probíhající proces.
Produkty této reakce jsou: hydroxosíran měďnatý (2) a kyselina sírová, takže roztok je charakterizován kyselou reakcí média.
Hydrolýza má mezi různými výměnnými reakcemi zvláštní místo. V případě solí lze tento proces znázornit jako vratnou interakci iontů látky s hydratačním obalem. V závislosti na síle tohoto dopadu může proces probíhat s různou intenzitou.
Mezi kationty a molekulami vody se objevují vazby dárce-akceptor, které je hydratují. Atomy kyslíku obsažené ve vodě budou působit jako donor, protože mají nesdílené elektronové páry. Akceptory budou kationty, které mají volné atomové orbitaly. Náboj kationtu určuje jeho polarizační účinek na vodu.
Mezi anionty a dipóly HOH se tvoří slabá vodíková vazba. Při silném působení aniontů je možné úplné odloučení od protonové molekuly, což vede ke vzniku kyseliny nebo aniontu typu HCO3‾. Hydrolýza je reverzibilní a endotermický proces.
Typy vlivu solimolekuly vody
Všechny anionty a kationty, které mají nevýznamný náboj a významné velikosti, mají mírně polarizační účinek na molekuly vody, takže ve vodném roztoku prakticky nedochází k žádné reakci. Jako příklad takových kationtů lze uvést hydroxylové sloučeniny, které jsou alkáliemi.
Vyjmenujme kovy první skupiny hlavní podskupiny tabulky D. I. Mendělejeva. Anionty splňující požadavky jsou kyselé zbytky silných kyselin. Soli, které jsou tvořeny aktivními kyselinami a zásadami, nepodléhají procesu hydrolýzy. Pro ně může být proces disociace zapsán jako:
H2O=H+ + OH‾
Roztoky těchto anorganických solí mají neutrální prostředí, proto během hydrolýzy není pozorována destrukce solí.
U organických solí tvořených aniontem slabé kyseliny a alkalickým kationtem je pozorována hydrolýza aniontu. Jako příklad takové soli uvažujme octan draselný CH3COOK.
Vazba CH3COOCOO- acetátových iontů s protony vodíku v molekulách kyseliny octové, což je slabý elektrolyt, je dodržován. V roztoku je pozorována akumulace významného množství hydroxidových iontů, v důsledku čehož získává alkalickou reakci média. Hydroxid draselný je silný elektrolyt, takže se nemůže vázat, pH > 7.
Molekulární rovnice probíhajícího procesu je:
CH3SOOK + H2O=KOH +CH3UN
Abychom pochopili podstatu interakce mezi látkami, je nutné sestavit úplnou a redukovanou iontovou rovnici.
Na2S sůl je charakterizována postupným procesem hydrolýzy. Vezmeme-li v úvahu, že sůl je tvořena silnou alkálií (NaOH) a dvojsytnou slabou kyselinou (H2S), je v roztoku pozorována vazba sulfidového aniontu na protony vody a akumulace hydroxylových skupin. V molekulární a iontové formě bude tento proces vypadat takto:
Na2S + H2O=NaHS + NaOH
První krok. S2− + HON=HS− + OH−
Druhý krok. HS− + HON=H2S + OH−
Navzdory možnosti dvoustupňové hydrolýzy této soli za normálních podmínek druhý stupeň procesu prakticky neprobíhá. Důvodem tohoto jevu je akumulace hydroxylových iontů, které dávají roztoku slabě alkalické prostředí. To přispívá k posunu chemické rovnováhy podle Le Chatelierova principu a způsobuje neutralizační reakci. V tomto ohledu může být hydrolýza solí, které jsou tvořeny zásadou a slabou kyselinou, potlačena přebytkem zásad.
V závislosti na polarizačním účinku aniontů je možné ovlivnit intenzitu hydrolýzy.
U solí obsahujících silné kyselé anionty a slabé zásadité kationty je pozorována kationtová hydrolýza. Například o podobném procesu lze uvažovat s chloridem amonným. Proces lze znázornit následovnětvar:
molekulární rovnice:
NH4CL + H2O=NH4OH + HCL
krátká iontová rovnice:
NH4++HOH=NH4OH + H +
Vzhledem k tomu, že se v roztoku hromadí protony, vzniká v něm kyselé prostředí. Pro posunutí rovnováhy doleva se do roztoku zavede kyselina.
Pro sůl tvořenou slabým kationtem a aniontem je typický průběh úplné hydrolýzy. Uvažujme například hydrolýzu octanu amonného CH3COONH4. V iontové formě má interakce tvar:
NH4+ + CH3COO−+ HOH=NH4OH + CH3COOH
Na závěr
V závislosti na tom, z jaké kyseliny a zásady se sůl tvoří, má proces reakce s vodou určité rozdíly. Například, když je sůl tvořena slabými elektrolyty a když interagují s vodou, tvoří se těkavé produkty. Úplná hydrolýza je důvodem, proč není možné připravit některé solné roztoky. Například pro sulfid hlinitý můžete napsat proces jako:
Al2S3 + 6H2O=2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑
Takovou sůl lze získat pouze „suchou metodou“, za použití ohřevu jednoduchých látek podle schématu:
2Al + 3S=Al2S3
Aby se zabránilo rozkladu sulfidu hlinitého, je nutné jej skladovat ve vzduchotěsných nádobách.
V některých případech je proces hydrolýzy poměrně obtížný, takže molekulárnírovnice tohoto procesu mají podmíněný tvar. Aby bylo možné spolehlivě stanovit produkty interakce, je nutné provést speciální studie.
To je například typické pro vícejaderné komplexy železa, cínu, berylia. V závislosti na směru, kterým je potřeba tento vratný proces posunout, je možné přidávat stejnojmenné ionty, měnit jejich koncentraci a teplotu.
