برای اینکه بفهمیم هیدرولیز نمکها چیست، اجازه دهید ابتدا نحوه تفکیک اسیدها و قلیاها را به یاد بیاوریم.

وجه مشترک همه اسیدها این است که وقتی آنها تجزیه می شوند، کاتیون های هیدروژن (H +) لزوما تشکیل می شوند، در حالی که وقتی همه قلیایی ها تجزیه می شوند، یون های هیدروکسید (OH-) همیشه تشکیل می شوند.

در این رابطه، اگر در یک محلول، به دلایلی، یون های H + بیشتری وجود داشته باشد، گفته می شود که محلول دارای واکنش اسیدی محیط است، اگر OH - واکنش قلیایی محیط باشد.

اگر همه چیز با اسیدها و قلیاها شفاف باشد، پس واکنش محیط در محلول های نمک چه خواهد بود؟

در نگاه اول، همیشه باید خنثی باشد. و واقعاً، مثلاً در محلول سولفید سدیم، مازاد کاتیون های هیدروژن یا یون های هیدروکسید از کجا می آید؟ سولفید سدیم خود پس از تفکیک، یونهای یک یا دیگری را تشکیل نمی دهد:

Na 2 S = 2Na + + S 2-

با این حال، اگر برای مثال با محلول های آبی سولفید سدیم، کلرید سدیم، نیترات روی و pH متر الکترونیکی (دستگاه دیجیتالی برای تعیین میزان اسیدیته یک محیط) مواجه بودید، با یک پدیده غیرعادی مواجه می شدید. این دستگاه به شما نشان می دهد که pH محلول سولفید سدیم بیشتر از 7 است، یعنی. بیش از حد واضح یون های هیدروکسید وجود دارد. محیط محلول کلرید سدیم خنثی (pH = 7) و محلول روی (NO 3) 2 اسیدی خواهد بود.

تنها چیزی که انتظارات ما را برآورده می کند، محیط محلول کلرید سدیم است. او همانطور که انتظار می رفت بی طرف بود.
اما مازاد یون های هیدروکسید در محلول سولفید سدیم و کاتیون های هیدروژن در محلول نیترات روی از کجا آمده است؟

بیایید سعی کنیم آن را بفهمیم. برای این کار باید نکات نظری زیر را درک کنیم.

هر نمکی را می توان محصول برهمکنش اسید و باز در نظر گرفت. اسیدها و بازها به دو دسته قوی و ضعیف تقسیم می شوند. به یاد بیاوریم که اسیدها و بازهایی که درجه تفکیک آنها نزدیک به 100٪ است قوی نامیده می شوند.

توجه: گوگرد (H 2 SO 3 ) و فسفر ( H 3 PO 4 ) اغلب به عنوان اسیدهای با قدرت متوسط ​​طبقه بندی می شوند ، اما هنگام بررسی وظایف هیدرولیز باید آنها را به عنوان ضعیف طبقه بندی کرد.

بقایای اسیدی اسیدهای ضعیف قادر به برهم کنش برگشت پذیر با مولکول های آب هستند و کاتیون های هیدروژن H + را از آنها حذف می کنند. به عنوان مثال، یون سولفید، که باقیمانده اسیدی یک اسید هیدروژن سولفید ضعیف است، با آن به صورت زیر برهمکنش می کند:

S 2- + H 2 O ↔ HS - + OH -

HS - + H 2 O ↔ H 2 S + OH -

همانطور که می بینید، در نتیجه این برهمکنش، یون هیدروکسید اضافی تشکیل می شود که مسئول واکنش قلیایی محیط است. یعنی بقایای اسیدی اسیدهای ضعیف باعث افزایش قلیایی بودن محیط می شود. در مورد محلول های نمکی حاوی چنین باقی مانده های اسیدی، گفته می شود که برای آنها وجود دارد هیدرولیز آنیون.

بقایای اسیدی اسیدهای قوی، بر خلاف اسیدهای ضعیف، با آب تعامل ندارند. یعنی روی PH محلول آبی تاثیری ندارند. به عنوان مثال، یون کلرید، که یک باقی مانده اسیدی قوی است اسید هیدروکلریک، با آب واکنش نمی دهد:

یعنی یون های کلرید روی PH محلول تاثیری ندارند.

از میان کاتیون های فلزی، تنها آنهایی که مربوط به بازهای ضعیف هستند قادر به برهم کنش با آب هستند. به عنوان مثال، کاتیون Zn 2+، که مربوط به هیدروکسید روی پایه ضعیف است. فرآیندهای زیر در محلول های آبی نمک روی رخ می دهد:

Zn 2+ + H 2 O ↔ Zn(OH) + + H +

Zn(OH) + + H 2 O ↔ Zn(OH) + + H +

همانطور که از معادلات بالا مشخص است، در نتیجه برهمکنش کاتیون های روی با آب، کاتیون های هیدروژن در محلول تجمع می یابند و اسیدیته محیط را افزایش می دهند، یعنی PH را کاهش می دهند. اگر نمک حاوی کاتیون هایی باشد که با بازهای ضعیف مطابقت دارند، در این مورد می گویند نمک در کاتیون هیدرولیز می شود.

کاتیون های فلزی که مربوط به پایه های قوی هستند با آب برهمکنش ندارند. به عنوان مثال، کاتیون Na + مربوط به یک پایه قوی - هیدروکسید سدیم است. بنابراین یون های سدیم با آب واکنش نمی دهند و به هیچ وجه بر PH محلول تاثیر نمی گذارند.

بنابراین، بر اساس موارد فوق، نمک ها را می توان به 4 نوع تقسیم کرد که عبارتند از:

1) یک باز قوی و یک اسید قوی،

چنین نمک هایی حاوی باقی مانده های اسیدی یا کاتیون های فلزی نیستند که با آب برهمکنش دارند، یعنی. قادر به تأثیر بر pH محلول آبی است. محلول های چنین نمک هایی دارای محیط واکنش خنثی هستند. در مورد چنین نمک هایی می گویند که آنها تحت هیدرولیز قرار نگیرند.

مثال ها: Ba(NO 3) 2، KCl، Li 2 SO 4، و غیره.

2) باز قوی و اسید ضعیف

در محلول های چنین نمک هایی فقط بقایای اسیدی با آب واکنش می دهند. چهار شنبه محلول آبیچنین نمک هایی قلیایی هستند، در رابطه با نمک هایی از این نوع می گویند که آنها هستند هیدرولیز در آنیون

مثال ها: NaF، K 2 CO 3، Li 2 S و غیره

3) باز ضعیف و اسید قوی

در چنین نمک هایی، کاتیون ها با آب واکنش می دهند، اما باقی مانده های اسیدی واکنش نمی دهند - هیدرولیز نمک توسط کاتیون، محیط اسیدی است.

مثال ها:روی (NO 3) 2، Fe 2 (SO 4) 3، CuSO 4 و غیره.

4) یک باز ضعیف و یک اسید ضعیف.

هم کاتیون ها و هم آنیون های باقی مانده های اسیدی با آب واکنش می دهند. هیدرولیز نمک های این نوع رخ می دهد هم کاتیون و هم آنیونیا. درباره املاح این چنینی هم می گویند که مشمول آن هستند هیدرولیز برگشت ناپذیر.

این که آنها به طور برگشت ناپذیر هیدرولیز می شوند به چه معناست؟

از آنجایی که در این مورد، هم کاتیون های فلزی (یا NH 4 +) و هم آنیون های باقیمانده اسیدی با آب واکنش می دهند، هر دو یون H + و یون OH- در محلول ظاهر می شوند که یک ماده تجزیه کننده بسیار ضعیف - آب (H2O) را تشکیل می دهند. .

این به نوبه خود منجر به این واقعیت می شود که نمک های تشکیل شده توسط بقایای اسیدی بازهای ضعیف و اسیدهای ضعیف را نمی توان با واکنش های تبادلی به دست آورد، بلکه فقط با سنتز فاز جامد یا اصلاً نمی توان به دست آورد. به عنوان مثال، هنگام مخلوط کردن محلول نیترات آلومینیوم با محلول سولفید سدیم، به جای واکنش مورد انتظار:

2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 S = Al 2 S 3 + 6NaNO 3 (- واکنش به این صورت پیش نمی رود!)

واکنش زیر مشاهده می شود:

2Al(NO 3) 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S + 6NaNO 3

با این حال، سولفید آلومینیوم را می توان به راحتی با ذوب پودر آلومینیوم با گوگرد به دست آورد:

2Al + 3S = Al 2 S 3

هنگامی که سولفید آلومینیوم به آب اضافه می شود، مانند زمانی که سعی می شود آن را در یک محلول آبی بدست آوریم، تحت هیدرولیز برگشت ناپذیر قرار می گیرد.

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S

از نظر شیمیایی، pH محلول را می توان با استفاده از شاخص های اسید-باز تعیین کرد.

نشانگرهای اسید-باز مواد آلی هستند که رنگ آنها به اسیدیته محیط بستگی دارد.

رایج ترین شاخص ها عبارتند از: تورنسل، متیل اورانژ و فنل فتالئین. تورنسل در محیط اسیدی قرمز و در محیط قلیایی آبی می شود. فنل فتالئین در محیط اسیدی بی رنگ است اما در محیط قلیایی به رنگ زرشکی در می آید. متیل نارنجی در محیط اسیدی قرمز و در محیط قلیایی زرد می شود.

در عمل آزمایشگاهی، تعدادی از شاخص ها اغلب مخلوط می شوند، به طوری که رنگ مخلوط در محدوده وسیعی از مقادیر pH تغییر می کند. با کمک آنها می توانید pH محلول را با دقت یک تعیین کنید. این مخلوط ها نامیده می شوند شاخص های جهانی.

دستگاه های خاصی وجود دارد - pH متر که با آنها می توانید pH محلول ها را در محدوده 0 تا 14 با دقت 0.01 واحد pH تعیین کنید.

هیدرولیز نمک ها

هنگامی که برخی از نمک ها در آب حل می شوند، تعادل فرآیند تفکیک آب به هم می خورد و بر این اساس pH محیط تغییر می کند. این به این دلیل است که نمک ها با آب واکنش می دهند.

هیدرولیز نمک ها – برهمکنش تبادل شیمیایی یون‌های نمک محلول با آب، منجر به تشکیل محصولات با تفکیک ضعیف (مولکول‌های اسیدها یا بازهای ضعیف، آنیون‌های نمک‌های اسیدی یا کاتیون‌های نمک‌های بازی) و همراه با تغییر در pH محیط می‌شود.

بیایید فرآیند هیدرولیز را بسته به ماهیت بازها و اسیدهای تشکیل دهنده نمک در نظر بگیریم.

نمک های تشکیل شده توسط اسیدهای قوی و بازهای قوی (NaCl، kno3، Na2so4 و غیره).

بیایید بگوییمهنگامی که کلرید سدیم با آب واکنش می دهد، یک واکنش هیدرولیز برای تشکیل یک اسید و یک باز رخ می دهد:

NaCl + H 2 O ↔ NaOH + HCl

برای درک درستی از ماهیت این برهمکنش، اجازه دهید معادله واکنش را به شکل یونی بنویسیم، با در نظر گرفتن اینکه تنها ترکیب ضعیف در این سیستم آب است:

Na + + Cl - + HOH ↔ Na + + OH - + H + + Cl -

هنگام لغو یون های یکسان در سمت چپ و راست معادله، معادله تفکیک آب باقی می ماند:

H 2 O ↔ H + + OH -

همانطور که می بینید، هیچ یون H + یا OH - اضافی در محلول در مقایسه با محتوای آنها در آب وجود ندارد. علاوه بر این، هیچ ترکیب ضعیف دیگری با تجزیه ضعیف یا کم محلول تشکیل نمی شود. از این نتیجه می گیریم که نمک های تشکیل شده توسط اسیدها و بازهای قوی تحت هیدرولیز قرار نمی گیرند و واکنش محلول های این نمک ها مانند آب خنثی است (pH = 7).

هنگام ساخت معادلات یون مولکولی برای واکنش های هیدرولیز، لازم است:

1) معادله تفکیک نمک را بنویسید.

2) ماهیت کاتیون و آنیون را تعیین کنید (کاتیون یک باز ضعیف یا آنیون یک اسید ضعیف را پیدا کنید).

3) معادله یونی - مولکولی واکنش را بنویسید، با توجه به اینکه آب یک الکترولیت ضعیف است و مجموع بارها باید در دو طرف معادله یکسان باشد.

نمک هایی که توسط یک اسید ضعیف و یک باز قوی تشکیل می شوند

(نه 2 CO 3 ، ک 2 S، CH 3 COONa و و غیره. .)

واکنش هیدرولیز استات سدیم را در نظر بگیرید. این نمک در محلول به یون ها تجزیه می شود: CH 3 COONa ↔ CH 3 COO - + Na + ;

Na + کاتیون یک باز قوی است، CH 3 COO - آنیون یک اسید ضعیف است.

کاتیون های Na + نمی توانند یون های آب را متصل کنند، زیرا NaOH، یک باز قوی، به طور کامل به یون تجزیه می شود. آنیون های اسید استیک ضعیف CH 3 COO - یون های هیدروژن را برای تشکیل اسید استیک کمی جدا شده متصل می کنند:

CH 3 COO - + HON ↔ CH 3 COOH + OH -

مشاهده می شود که در نتیجه هیدرولیز CH 3 COONa، یون های هیدروکسید اضافی در محلول تشکیل شد و واکنش محیط قلیایی شد (PH> 7).

بنابراین می توانیم نتیجه بگیریم که نمک های تشکیل شده توسط یک اسید ضعیف و یک باز قوی در آنیون هیدرولیز می شوند. یک n - ). در این حالت آنیون های نمک به یون های H متصل می شوند + و یونهای OH در محلول تجمع می یابند - که باعث ایجاد محیط قلیایی می شود (pH>7):

یک n - + HOH ↔ هان (n -1) - + OH - ، (در n=1 HAn تشکیل می شود - یک اسید ضعیف).

هیدرولیز نمکهای تشکیل شده توسط اسیدهای ضعیف دی و تری بازیک و بازهای قوی به صورت مرحله ای انجام می شود.

بیایید هیدرولیز سولفید پتاسیم را در نظر بگیریم. K 2 S در محلول تفکیک می کند:

K 2 S ↔ 2K + + S 2- ;

K + کاتیون یک باز قوی است، S 2 آنیون یک اسید ضعیف است.

کاتیون های پتاسیم در واکنش هیدرولیز شرکت نمی کنند، فقط آنیون های هیدروسولفید ضعیف با آب برهم کنش می کنند. در این واکنش اولین مرحله تشکیل یونهای HS - با تفکیک ضعیف و مرحله دوم تشکیل اسید ضعیف H 2 S است:

مرحله 1: S 2- + HOH ↔ HS - + OH - ;

مرحله دوم: HS - + HOH ↔ H 2 S + OH - .

یون های OH تشکیل شده در مرحله اول هیدرولیز به طور قابل توجهی احتمال هیدرولیز را در مرحله بعدی کاهش می دهند. در نتیجه اهمیت عملیمعمولاً فرآیندی دارد که فقط در مرحله اول رخ می دهد که به عنوان یک قاعده به هنگام ارزیابی هیدرولیز نمک ها در شرایط عادی محدود می شود.

توسعه روش شناختی درس

"محیط محلول آبی"

هدف: شکل گیری صلاحیت پژوهشی دانش آموزان در مطالعه محیط محلول های آبی الکترولیت ها و روش های تجزیه و تحلیل کیفی آن.

وظایف:

1. ایجاد ایده برای دانش آموزان در مورد انواع محیط های محلول های آبی (اسیدی، خنثی، قلیایی).
2. مفهوم "شاخص ها" و انواع اصلی شاخص ها (لیترموس، فنل فتالئین، متیل اورانژ) را در نظر بگیرید.
3. مطالعه تغییرات رنگ نشانگرها در محیط های مختلف.
4. در طی یک آزمایش شیمیایی، بهینه ترین شاخص برای تعیین محیط اسیدی و قلیایی یک محلول را شناسایی کنید.
5. رابطه بین محیط محلول و مقدار pH را تجزیه و تحلیل کنید.
6. توسعه مهارت های دانش آموزان برای کار با یک شاخص جهانی؛
7. برای شناسایی وابستگی رنگ آب برخی از گیاهان (به ویژه کلم قرمز) به محیط محلول.

فرم: درس – تحقیق. این فرم به شما امکان می دهد در هنگام مطالعه یک موضوع خاص، تمام مراحل تحقیقات شیمیایی را شبیه سازی کنید.

این درس به طور هماهنگ روش مسئله و آزمایش شیمیایی را ترکیب می کند که به عنوان وسیله ای برای اثبات یا رد فرضیه های مطرح شده عمل می کند.

شکل اصلی فعالیت در درس، کار مستقل دانش آموزان به صورت جفت یا گروه است که وظایف مشابه یا متفاوتی را انجام می دهند (طبق گزینه ها) با هدف به دست آوردن طیف وسیع تری از اطلاعات برای کل کلاس.

نظرات روش شناختی به صورت مورب نوشته می شود.

لحظه سازمان. مرحله اول - انگیزشی

عصر بخیر دنیای اطراف ما پر از موادی است که از نظر ساختار و خواص متفاوت هستند. شناخت آنها به ما امکان می دهد خودمان را بشناسیم.

بهینه ترین و جامع ترین روش یادگیری، تحقیق است. امروز از ما دعوت می کنم که خود را نه به عنوان دانش آموز و معلم، بلکه به عنوان کارمند یک آزمایشگاه جدی و محقق شیمی مجرب تصور کنیم. (تکنولوژی بازی) اسلاید شماره 1

ابتدا اجازه دهید سوالی را از شما بپرسم که توسط یکی از همکارانم خطاب به من بود: "کارتاژ باستان و هلند امروزی چه مشترکاتی دارند؟" ( یادگیری بر پایه مشکلات) (بحث در مورد گزینه های پاسخ)

در واقع، مشکلات زیست محیطی که هم برای یک کشور و هم برای دولت دیگر مشترک است، مشترک هستند.

مرجع تاریخی:زمانی کارتاژ کشوری بسیار قدرتمند بود که از سلطه خود در مدیترانه دفاع می کرد. در نتیجه جنگ سوم پونیک، شهر نیم میلیون نفری به طور کامل ویران شد و ساکنان باقی مانده به بردگی فروخته شدند. رومی ها شعار می دادند: "Carthago delendam esse!" ("کارتاژ باید نابود شود!").اسلاید شماره 2

جایی که شهر در آن قرار داشت پوشیده از نمک بود. هیچ کس هلند مدرن را با نمک نمی پوشاند، اما این ایالت به طور فعال با جهانی مبارزه می کند مشکلات زیست محیطیاز جمله موارد ناشی از سیل. (ارتباطات بین رشته ای)

سوال مشکل ساز:

آیا فکر می کنید مشکلات زیست محیطی در یگوریفسک وجود دارد؟ کدام؟

(آلودگی خاک، آلودگی آب‌ها، جو، زباله‌های زیاد خیابان‌ها و...)

یکی از مهمترین مشکلات این استمشکل خلوص آب. آب از ایستگاه های پمپاژی که آن را از اعماق زیاد بالا می برند، از چاه های آرتزین وارد سیستم تامین آب می شود. اما روزی روزگاری منبع آب در روستای ویسوکویه (در محل آن یگوریفسک بوجود آمد) رودخانه گوسلیتسا بود. اسلاید شماره 3

بیایید به نمونه ای مدرن از آب رودخانه گوسلیتسا نگاه کنیم. رنگ، شفافیت، بو، وجود ذرات معلق را ارزیابی کنید.

همه این روش های تجزیه و تحلیل مربوط بهارگانولپتیکنام مفهوم را توضیح دهید. (یعنی با کمک حواس انسان انجام می شوند).

سوال قابل تامل: آیا تنها بر اساس نتایج روش های ارگانولپتیک می توان در مورد خلوص محیطی نمونه های آب نتیجه گیری کرد؟

(غیرممکن است. آب ممکن است حاوی ذراتی باشد که ما آنها را نمی بینیم - از نظر ظاهری نامرئی).

ما رسیدیم به مشکل : چگونه وجود ذرات نامرئی را در محلول مشخص کنیم؟ (یادگیری بر پایه مشکلات)

مرحله دوم - حل مسئله

هدف تحقیق امروز ما: بررسی برخی از روش های تجزیه و تحلیل کیفی محلول های آبی (یعنی محتوای ذرات مختلف در آنها). از چه روش هایی می توانید استفاده کنید؟

(واکنش های شیمیایی را می توان انجام داد -واکنش های کیفی، وجود ذرات معین را در محلول اثبات می کند.)

یا می توانید از مواد ویژه استفاده کنید -شاخص ها.

سوال قابل تامل:شما با شاخص های زیست شناسی، فیزیک و دروس دیگر آشنا هستید رشته های دانشگاهی. به نظر شما معنی اصطلاح "شاخص" در شیمی چیست؟

تثبیت یک تعریف در اسلاید: اسلاید شماره 4

شاخص ماده ای است که بسته به محیط محلول رنگ خود را تغییر می دهد.

سوال قابل تامل:آیا همه چیز را در این تعریف درک می کنید؟

("مدیوم راه حل" چیست؟ چه انواعی وجود دارد؟) اینموضوع درس امروز ما، آن را در دفترچه یادداشت خود بنویسید:

« محیط محلول آبی ».

علم بزرگ منطق به شما کمک می کند تا انواع محیط های موجود در محلول های آبی را شناسایی کنید!... و آگاهی از طبقات ترکیبات معدنی.

پیشنهاد می کنم اولین زنجیره منطقی را با پاسخ به سوالات مربوطه بسازیم:

1. مواد با فرمول متعلق به کدام دسته هستند: HCl، H 2 SO 4، HNO 3، H 2 S؟ (اسیدها) اسلاید شماره 5
2. در هنگام تفکیک چه کاتیون هایی در محلول تشکیل می شوند؟ از این کلاساتصالات؟ (کاتیون های هیدروژن)

معادله تفکیک اسید نیتریک را روی تخته بنویسید

HNO 3 → H + + NO 3 -

نکته: نام محیط محلول در این مورد از نام کلاس مربوطه از ترکیبات (محیط اسیدی).

1. زنجیره منطقی زیر را برای ترکیبات بیان شده با فرمول بسازید: NaOH، Ca(OH) 2، KOH، Ba(OH) 2 . (بازها، قلیاها) اسلاید شماره 6

معادله تفکیک کامل هیدروکسید باریم را روی تخته بنویسید

Ba(OH) 2 → Ba 2+ + 2OH -

نکته: طبقه بندی پایه ها را به خاطر بسپارید! آیا همه بازهای موجود در محلول آبی به یون تجزیه می شوند؟ نام محیط از نام پایه های محلول گرفته شده است. (قلیایی)

1. مواد زیر به کدام دسته تعلق دارند: سولفات پتاسیم، کلرید باریم، نیترات کلسیم؟ (نمک). اسلاید شماره 7 K 2 SO 4، BaCl 2، Ca(NO 3) 2
2. وقتی این ترکیبات در آب حل می شوند، آیا ذراتی تشکیل می شود که ماهیت اسیدی یا قلیایی محلول را مشخص می کند؟ (تشکیل نشده)

معادله تفکیک سولفات پتاسیم را روی تخته بنویسید

K 2 SO 4 → 2K + + SO 4 2-

نکته: نام محیط از عدم وجود کاتیون های هیدروژن و آنیون های گروه هیدروکسو گرفته شده است. (خنثی)

بیایید یک طرح طبقه بندی برای محیط ها ایجاد کنیم طرح روی تخته(آموزش همکاری)

محیط محلول های آبی

_______________ ________________

___________________

(ورزش برای چشم)

بنابراین، متوجه شدیم که سه نوع محیط محلول آبی (اسیدی، خنثی و قلیایی) وجود دارد.

شاخص هایی که قبلاً در ابتدای درس در مورد آنها صحبت کردیم به ما کمک می کند تا سطح اسیدی محیط آبی را اندازه گیری کنیم.

شاخص ها - اینها موادی هستند که بسته به محیط محلول رنگ خود را تغییر می دهند.

شاخص ها متفاوت است. امروز با سه مورد اصلی آشنا می شویم:تورنسل آبی، متیل اورانژ و فنل فتالئین.

هر کدام از آنها بسته به محیط راه حل، رنگ متفاوتی را تغییر می دهند، بنابراین وظیفه ما انتخاب بهینه ترین شاخص برای هر محیط راه حل است.

بیایید یک جدول برای کار با آن درست کنیم: اسلاید شماره 9

		متیل اورنج	فنل فتالئین
محلول اسید
محلول قلیایی
محلول نمک

2-3 میلی لیتر محلول اسید کلریدریک را در سه لوله آزمایش بریزید. به هر کدام 1 قطره اندیکاتور اضافه کنید (در لوله آزمایش شماره 1 - متیل اورانژ، در لوله آزمایش شماره 2 - فنل فتالئین، در لوله آزمایش شماره 3 - تورنسل آبی).

تغییرات مشاهده شده را در دفترچه یادداشت خود ثبت کنید.

ورزش: نام نشانگری را که برای تعیین اسیدیته محلول آبی راحت تر است، علامت بزنید!

2-3 میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم را در سه لوله آزمایش بریزید. به هر کدام 1 قطره اندیکاتور اضافه کنید (در لوله آزمایش شماره 1 - متیل اورانژ، در لوله آزمایش شماره 2 - فنل فتالئین، در لوله آزمایش شماره 3 - تورنسل آبی).

تغییر رنگ را رعایت کنید. تغییرات مشاهده شده را در دفترچه یادداشت ثبت کنید

ورزش: نام شاخصی را که برای تعیین محیط قلیایی محلول آبی راحت تر است، علامت بزنید!

بحث در مورد نتایج تجربی. پر کردن جدول در یک دفترچه (دانش آموزان) و در یک اسلاید (معلم).(آموزش همکاری)

تدوین نتیجه گیری:در محیط اسیدی، رنگ متیل نارنجی قرمز می شود، تورنسل قرمز می شود، فنل فتالئین رنگ آن را تغییر نمی دهد. بنابراین بهینه ترین شاخص برای تعیین محیط اسیدی یک محلول می باشدمتیل اورنج.

در محیط قلیایی رنگ متیل نارنجی زرد، تورنسل آبی و فنل فتالئین زرشکی می شود. بنابراین بهینه ترین شاخص برای تعیین محیط قلیایی می باشدفنل فتالئین

شما به دانش جدید مسلح شده اید. اکنون می توانید محیط نمونه آب را مطالعه کنید؟

سعی کنید محیط یک نمونه آب را با استفاده از شاخص های بهینه تعیین کنید، فقط برای این کار مقدار کمی از آب آزمایش را از یک لیوان شیمیایی در سه لوله آزمایش تمیز بریزید و به هر کدام نشانگر مناسب (فنول فتالئین، متیل اورانژ) اضافه کنید.

آیا تغییرات قابل توجهی در رنگ نشانگرها در محلول ها مشاهده می کنید؟ (نه).

چه فرضیه هایی را می توانید مطرح کنید؟

1. محیط محلول خیلی اسیدی یا خیلی قلیایی نیست، بنابراین نشانگرها نمی توانند تفاوت را تشخیص دهند.
2. رسانه خنثی است، بنابراین رنگ نشانگرها تغییر نمی کند.

در واقع، دامنه ویژگی های محیط محلول بسیار گسترده است: از اسیدی قوی تا قلیایی قوی.

در واحدهای 0 تا 14 بیان می شود که به آن مقدار pH (pH) می گویند -مقدار pH.(یادگیری پیشرفته)

مقدار pH- ارزش مشخص کننده محتوای کاتیون های هیدروژن در محلول. شاخص های جهانی دقیق وجود دارد.اسلاید شماره 10

یادگیری پیشرفته. از نظر علمی pH منفی است لگاریتم اعشاریغلظت یون هیدروژن در محلول تاکنون کلمات نامفهوم زیادی برای شما وجود دارد، اما در کلاس 11 به مطالعه این کمیت باز می گردیم و از منظر دانشی که تا آن زمان خواهید داشت، آن را با جزئیات بیشتری بررسی خواهیم کرد.

تکلیف در دفترچه یادداشت:

با استفاده از اطلاعات به دست آمده، رابطه بین مقدار pH و محیط محلول را شناسایی کنید. نتیجه گیری خود را در دفتر خود بنویسید.

نتیجه گیری:

در pH > 7 محیط محلولقلیایی

در pH = 7 محیط محلولخنثی

در pH< 7 среда раствора ترش

برای تعیین مقدار pH و تعیین دقیق تر محیط محلول، روش های مختلفی وجود دارد: تیتراسیون اسید-باز، اندازه گیری نیروی الکتروموتور (EMF)، یا استفاده از کاغذ نشانگر جهانی.

کاغذ نشانگر جهانی را در یک نمونه آب در یک بشر قرار دهید.

رنگ به دست آمده روی آن را با مقیاس رنگ pH مقایسه کنید.

سوال قابل تامل: محیط حل نمونه ای که به شما داده شد چگونه است؟

قطعاً ارزش تعیین نوع رسانه از نظر استحکام (ضعیف، قوی) را دارد.

سوال مشکل ساز: خوب، حالا می توانید در مورد وضعیت اکولوژیکی نمونه آبی که به شما داده شده است، نتیجه گیری کنید؟

(خیر. چون استانداردهای زیست محیطی را نمی دانیم، نمی دانیم نمونه های خود را با چه چیزی مقایسه کنیم).

می توانید سطح اسیدیته نمونه های داده شده را با مقیاس معمولی مقادیر pH برای برخی محلول ها مقایسه کنید.

مقیاسی از مقادیر pH روی اسلاید ترسیم می شود اسلاید شماره 11

مسائل مشکل ساز:

1. به نظر شما چه مایعاتی برای افراد مبتلا به زخم معده توصیه نمی شود؟ چرا؟

(همه محلول های ضعیف و قوی اسیدی (قهوه، لیمو، سیب، آب گوجه فرنگی، کوکاکولا) می توانند به دلیل اسیدیته زیاد باعث تشدید بیماری زخم معده شوند).

1. به نظر شما چه وجه اشتراکی بین آمونیاکی که خانم های خانه دار برای شستن لیوان به آب اضافه می کنند و صابونی که برای شستن دست ها استفاده می کنیم، چیست؟

(هم محلول صابون و هم آمونیاک قلیایی هستند که به حذف آلودگی کمک می کند.)اسلاید شماره 12

سوال مشکل ساز:گاهی اوقات باید محیط راه حل را در خانه تعیین کنیم. اما من کاغذ نشانگر جهانی در دست ندارم. چه باید کرد؟ (یادگیری بر پایه مشکلات)

اطلاعات: به نظر می رسد که برخی از سبزیجات و میوه ها دارای توانایی شاخص هستند. آنها حاوی رنگدانه حساس به pH (آنتوسیانین) هستند.

اینها میوه های آبی تیره هستند، رنگ بنفش: چغندر، شاه توت، توت سیاه، گیلاس، انگور تیره، از جمله کلم قرمز.

اطلاعات: در خانه می توانید کاغذهای نشانگر درست کنید.

آب کلم قرمز را بردارید و چند تکه کاغذ صافی را با آن خیس کنید. باید اجازه داد برگها خشک شوند. پس از این کار، کاغذ صافی را به صورت نوارهای نازک برش دهید.اوراق نشانگر آماده است!آزمایش های موفقیت آمیز برای شما! (انسانی-شخصی)

مرحله III. مرحله پایانی مطالعه:

ما به پایان تحقیقات خود می رسیم. قبلا گفتید برای نتیجه گیری در مورد مطابقت نمونه های آب با استاندارد اسیدیته باید صاحب اطلاعات مفیددر مورد استانداردهای بهداشتی و بهداشتی موجود در جهان و کشور ما.

اطلاعات مفیدمطابق با الزامات بهداشتی برای کیفیت آب سیستم های تامین آب آشامیدنی متمرکز (SanPiN 2.1.4.559-96)، آب آشامیدنی باید بی ضرر باشد. ترکیب شیمیاییو خواص ارگانولپتیکی مطلوبی دارند.

مقدار pH برای آب آشامیدنیباید با هنجار 6-9 واحد مطابقت داشته باشد، برای مخازن 6.5 - 8.5. محققان دریافته اند که محیط اسیدی به ویژه برای آبزیان نسبت به محیط قلیایی مخرب است. در گیاهان آبزی، افزایش اسیدیته آب در درجه اول بر اختلال در متابولیسم کلسیم و تشکیل غشاهای سلولی، تقسیم آنها و همچنین روند واکنش فتوسنتز تأثیر می گذارد.

برای بدنه های آبیو آب آشامیدنی، محتوای نیترات نباید بیش از 45 میلی گرم در لیتر، فسفات ها - 3.5 میلی گرم در لیتر باشد. یون‌های نیترات و فسفات به رشد بیش از حد توده‌های آبی با پوشش گیاهی کمک می‌کنند و باعث رشد پلانکتون‌ها می‌شوند. که به نوبه خود می میرد و مقدار زیادی اکسیژن جذب می کند و آب را از توانایی تصفیه خود محروم می کند. نیترات ها می توانند برای مردم و آبزیان سمی باشند.

افزایش محتوای آهن در آب باعث رسوب آهن در کبد می شود و به طور قابل توجهی مضرتر از اعتیاد به الکل است. حداکثر غلظت مجاز آهن در آب 0.3 میلی گرم در لیتر است. (فناوری های صرفه جویی در سلامت)

III. انعکاس مسائل مورد بحث:

1. آیا مقدار pH آب مورد آزمایش با نرمال مطابقت دارد؟
2. محلول در کدام آماده سازی محلول اسیدی دارد؟
3. محلول در کدام آماده سازی قلیایی است؟
4. چگونه اندیکاتورها در چنین محیطی رنگ تغییر می کنند؟

سوال کلیدی:

آیا فکر می کنید اطلاعاتی که تاکنون در مورد کیفیت نمونه های آب به دست آمده برای نتیجه گیری نهایی در مورد تناسب و خلوص زیست محیطی آن کافی است؟ (کافی نیست. تحلیل کیفیدر مورد محتوای ذرات مختلف - یونها) در آن).

نتیجه گیری: برای نتیجه گیری کامل و صحیح از تحقیق باید موضوع را به مدت طولانی و پر زحمت مطالعه کنید.

D.Z. بند 28، پیشین شماره 2،3 صفحه 46

هیدرولیز نمک ها محیط محلول آبی: اسیدی، خنثی، قلیایی

طبق نظریه تفکیک الکترولیتی، در یک محلول آبی، ذرات املاح با مولکول های آب برهمکنش می کنند. چنین تعاملی می تواند منجر به واکنش هیدرولیز شود (از یونانی. آبی- اب، لیز- پوسیدگی، تجزیه).

هیدرولیز واکنش تجزیه متابولیکی یک ماده با آب است.

در معرض هیدرولیز هستند مواد مختلف: غیر آلی - نمک ها، کاربیدها و هیدریدهای فلزی، هالیدهای غیر فلزی. آلی - هالوآلکان ها، استرهاو چربی ها، کربوهیدرات ها، پروتئین ها، پلی نوکلئوتیدها.

محلول های آبی نمک ها دارند معانی مختلف pH و انواع مختلف محیط - اسیدی ($pH 7$)، خنثی ($pH = 7$). این با این واقعیت توضیح داده می شود که نمک های موجود در محلول های آبی می توانند تحت هیدرولیز قرار گیرند.

ماهیت هیدرولیز به مبادله خلاصه می شود فعل و انفعالات شیمیاییکاتیون ها یا آنیون های نمک با مولکول های آب. در نتیجه این فعل و انفعال، یک ترکیب کمی تجزیه کننده (الکترولیت ضعیف) تشکیل می شود. و در محلول نمک آبی، مقدار اضافی یون آزاد $H^(+)$ یا $OH^(-)$ ظاهر می شود و محلول نمک به ترتیب اسیدی یا قلیایی می شود.

طبقه بندی نمک ها

هر نمکی را می توان محصول واکنش یک باز با اسید در نظر گرفت. به عنوان مثال، نمک $KClO$ توسط باز قوی $KOH$ و اسید ضعیف $HClO$ تشکیل شده است.

بسته به قدرت باز و اسید، چهار نوع نمک را می توان تشخیص داد.

بیایید رفتار انواع نمک ها را در محلول در نظر بگیریم.

1. نمک هایی که از یک باز قوی و یک اسید ضعیف تشکیل می شوند.

به عنوان مثال، سیانید پتاسیم نمک $KCN$ توسط باز قوی $KOH$ و اسید ضعیف $HCN$ تشکیل می شود:

$(KOH)↙(\text"باز تک اسید قوی")←KCN→(HCN)↙(\text"مونواسید ضعیف")$

1) تفکیک برگشت پذیر جزئی مولکول های آب (یک الکترولیت آمفوتریک بسیار ضعیف)، که می تواند با این معادله ساده شود.

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-);$

$KCN=K^(+)+CN^(-)$

یونهای $Н^(+)$ و $CN^(-)$ تشکیل شده در طی این فرآیندها با یکدیگر برهمکنش می کنند و به مولکول های یک الکترولیت ضعیف - اسید هیدروسیانیک $HCN$ متصل می شوند، در حالی که هیدروکسید - $ОН^(-) یون $ در محلول باقی می ماند و در نتیجه محیط قلیایی آن را تعیین می کند. هیدرولیز در آنیون $CN^(-)$ رخ می دهد.

اجازه دهید معادله یونی کامل فرآیند در حال انجام (هیدرولیز) را بنویسیم:

$K^(+)+CN^(-)+H_2O(⇄)↖(←)HCN+K^(+)+OH^(-).$

این فرآیند برگشت پذیر است و تعادل شیمیاییبه سمت چپ (به سمت تشکیل مواد اولیه) منتقل شد، زیرا آب الکترولیت بسیار ضعیف تری نسبت به اسید هیدروسیانیک $HCN$ است.

$CN^(-)+H_2O⇄HCN+OH^(-).$

معادله نشان می دهد که:

الف) یونهای هیدروکسید آزاد $OH^(-)$ در محلول وجود دارد و غلظت آنها بیشتر از آب خالص است، بنابراین محلول نمک $KCN$ دارای محیط قلیایی($pH > 7$)؛

ب) یون های $CN^(-)$ در واکنش با آب شرکت می کنند، در این مورد می گویند که هیدرولیز آنیون. نمونه های دیگری از آنیون هایی که با آب واکنش می دهند:

بیایید هیدرولیز کربنات سدیم $Na_2CO_3$ را در نظر بگیریم.

$(NaOH)↙(\text"باز تک اسید قوی")←Na_2CO_3→(H_2CO_3)↙(\text"اسید دوبازیک ضعیف")$

هیدرولیز نمک در آنیون $CO_3^(2-)$ رخ می دهد.

$2Na^(+)+CO_3^(2-)+H_2O(⇄)↖(←)HCO_3^(-)+2Na^(+)+OH^(-).$

$CO_2^(2-)+H_2O⇄HCO_3^(-)+OH^(-).$

محصولات هیدرولیز - نمک اسیدی$NaHCO_3$ و هیدروکسید سدیم $NaOH$.

محیط محلول آبی کربنات سدیم قلیایی است ($pH > 7$)، زیرا غلظت یونهای $OH^(-)$ در محلول افزایش می یابد. نمک اسیدی $NaHCO_3$ نیز می تواند تحت هیدرولیز قرار گیرد که به میزان بسیار کمی اتفاق می افتد و می توان از آن غفلت کرد.

برای خلاصه کردن آنچه در مورد هیدرولیز آنیون آموخته اید:

الف) طبق آنیون، نمک ها به طور معمول به صورت برگشت پذیر هیدرولیز می شوند.

ب) تعادل شیمیایی در چنین واکنش هایی به شدت به سمت چپ منتقل می شود.

ج) واکنش محیط در محلولهای نمکهای مشابه قلیایی است ($pH > 7$).

د) هیدرولیز نمک های تشکیل شده توسط اسیدهای پلی بازیک ضعیف باعث تولید نمک های اسیدی می شود.

2. نمک هایی که توسط یک اسید قوی و یک باز ضعیف تشکیل می شوند.

بیایید هیدرولیز کلرید آمونیوم $NH_4Cl$ را در نظر بگیریم.

$(NH_3·H_2O)↙(\text"پایه تک اسیدی ضعیف")←NH_4Cl→(HCl)↙(\text"مونواسید قوی")$

در یک محلول نمک آبی، دو فرآیند رخ می دهد:

1) تفکیک برگشت پذیر جزئی مولکول های آب (یک الکترولیت آمفوتریک بسیار ضعیف)، که می تواند با معادله ساده شود:

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-)$

2) تفکیک کامل نمک (الکترولیت قوی):

$NH_4Cl=NH_4^(+)+Cl^(-)$

یونهای اسیدی ترین محیط

معادله یونی کامل هیدرولیز به صورت زیر است:

$NH_4^(+)+Cl^(-)+H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+Cl^(-)NH_3·H_2O$

این فرآیند برگشت پذیر است، تعادل شیمیایی به سمت تشکیل مواد اولیه تغییر می کند، زیرا آب $Н_2О$ الکترولیت بسیار ضعیف تری نسبت به هیدرات آمونیاک است $NH_3·H_2O$.

معادله یونی مختصر برای هیدرولیز:

$NH_4^(+)+H_2O⇄H^(+)+NH_3·H_2O.$

معادله نشان می دهد که:

الف) یون های هیدروژن آزاد $H^(+)$ در محلول وجود دارد و غلظت آنها بیشتر از آب خالص است، بنابراین محلول نمک دارای محیط اسیدی($pH

ب) کاتیون های آمونیوم $NH_4^(+)$ در واکنش با آب شرکت می کنند. در این مورد می گویند که در حال آمدن است هیدرولیز توسط کاتیون

کاتیون های چند باردار نیز می توانند در واکنش با آب شرکت کنند: دو بار شارژ شده$М^(2+)$ (به عنوان مثال، $Ni^(2+)، Cu^(2+)، Zn^(2+)…$)، به جز کاتیون های فلز قلیایی خاکی، سه شارژر$M^(3+)$ (به عنوان مثال، $Fe^(3+)، Al^(3+)، Cr^(3+)…$).

اجازه دهید هیدرولیز نیترات نیکل $Ni(NO_3)_2$ را در نظر بگیریم.

$(Ni(OH)_2)↙(\text"پایه دی اسید ضعیف")←Ni(NO_3)_2→(HNO_3)↙(\text"اسید مونبازیک قوی")$

هیدرولیز نمک در کاتیون $Ni^(2+)$ اتفاق می افتد.

معادله یونی کامل هیدرولیز به صورت زیر است:

$Ni^(2+)+2NO_3^(-)+H_2O(⇄)↖(←)NiOH^(+)+2NO_3^(-)+H^(+)$

معادله یونی مختصر برای هیدرولیز:

$Ni^(2+)+H_2O⇄NiOH^(+)+H^(+).$

محصولات هیدرولیز - نمک پایه$NiOHNO_3$ و اسید نیتریک $HNO_3$.

محیط محلول آبی نیترات نیکل اسیدی است ($рН

هیدرولیز نمک $NiOHNO_3$ به میزان بسیار کمتری اتفاق می افتد و می توان نادیده گرفت.

برای خلاصه کردن آنچه در مورد هیدرولیز کاتیونی آموخته اید:

الف) طبق کاتیون، نمک ها به طور معمول به صورت برگشت پذیر هیدرولیز می شوند.

ب) تعادل شیمیایی واکنش ها به شدت به سمت چپ منتقل شده است.

ج) واکنش محیط در محلول چنین نمکهایی اسیدی است ($pH

د) هیدرولیز نمک های تشکیل شده توسط بازهای پلی اسیدی ضعیف باعث تولید نمک های اساسی می شود.

3. نمک هایی که از یک باز ضعیف و یک اسید ضعیف تشکیل می شوند.

بدیهی است که از قبل برای شما واضح است که چنین نمک هایی تحت هیدرولیز کاتیون و آنیون قرار می گیرند.

یک کاتیون باز ضعیف یون های $OH^(-)$ را از مولکول های آب متصل می کند و تشکیل می شود پایه ضعیف; آنیون یک اسید ضعیف یون های $H^(+)$ را از مولکول های آب متصل می کند و تشکیل می شود اسید ضعیف. واکنش محلول های این نمک ها می تواند خنثی، ضعیف اسیدی یا کمی قلیایی باشد. این بستگی به ثابت های تفکیک دو الکترولیت ضعیف - اسید و باز دارد که در نتیجه هیدرولیز تشکیل می شوند.

برای مثال، هیدرولیز دو نمک را در نظر بگیرید: استات آمونیوم $NH_4(CH_3COO)$ و فرمت آمونیوم $NH_4(HCOO)$:

1) $(NH_3·H_2O)↙(\text"پایه تک اسیدی ضعیف")←NH_4(CH_3COO)→(CH_3COOH)↙(\text"اسید مونوبازیک قوی");$

2) $(NH_3·H_2O)↙(\text"پایه تک اسیدی ضعیف")←NH_4(HCOO)→(HCOOH)↙(\متن"اسید مونوبازیک ضعیف").$

در محلول های آبی این نمک ها، کاتیون های باز ضعیف $NH_4^(+)$ با یون های هیدروکسی $OH^(-)$ برهم کنش می کنند (به یاد بیاورید که آب $H_2O⇄H^(+)+OH^(-)$ را تجزیه می کند. و آنیون‌های اسیدهای ضعیف $CH_3COO^(-)$ و $HCOO^(-)$ با کاتیون‌های $Н^(+)$ برهمکنش می‌کنند تا مولکول‌های اسیدهای ضعیف - استیک $CH_3COOH$ و $HCOOH$ فرمیک را تشکیل دهند.

اجازه دهید معادلات یونی هیدرولیز را بنویسیم:

1) $CH_3COO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄CH_3COOH+NH_3·H_2O;$

2) $HCOO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3·H_2O+HCOOH.$

در این موارد، هیدرولیز نیز برگشت پذیر است، اما تعادل به سمت تشکیل محصولات هیدرولیز - دو الکترولیت ضعیف تغییر می کند.

در حالت اول، محیط محلول خنثی است ($pH = 7$)، زیرا $K_D(CH_3COOH)=K+D(NH_3·H_2O)=1.8·10^(-5)$. در حالت دوم، محیط محلول ضعیف اسیدی است ($pH

همانطور که قبلاً متوجه شده اید، هیدرولیز اکثر نمک ها یک فرآیند برگشت پذیر است. در حالت تعادل شیمیایی، تنها بخشی از نمک هیدرولیز می شود. با این حال، برخی از نمک ها به طور کامل توسط آب تجزیه می شوند، یعنی. هیدرولیز آنها یک فرآیند برگشت ناپذیر است.

در جدول حلالیت اسیدها، بازها و املاح در آب این نکته را مشاهده می کنید: محیط آبیتجزیه می شود" - این بدان معنی است که چنین نمک هایی تحت هیدرولیز برگشت ناپذیر قرار می گیرند. به عنوان مثال، سولفید آلومینیوم $Al_2S_3$ در آب تحت هیدرولیز برگشت ناپذیر قرار می گیرد، زیرا یون های $H^(+)$ که در طول هیدرولیز کاتیون ظاهر می شوند توسط یون های $OH^(-)$ تشکیل شده در طول هیدرولیز آنیون محدود می شوند. این امر هیدرولیز را افزایش می دهد و منجر به تشکیل هیدروکسید آلومینیوم نامحلول و گاز سولفید هیدروژن می شود:

$Al_2S_3+6H_2O=2Al(OH)_3↓+3H_2S$

بنابراین، سولفید آلومینیوم $Al_2S_3$ را نمی توان با واکنش تبادلی بین محلول های آبی دو نمک، به عنوان مثال، کلرید آلومینیوم $AlCl_3$ و سولفید سدیم $Na_2S$ به دست آورد.

موارد دیگری از هیدرولیز برگشت ناپذیر نیز امکان پذیر است؛ پیش بینی آنها دشوار نیست، زیرا برای غیرقابل برگشت بودن فرآیند، لازم است حداقل یکی از محصولات هیدرولیز از کره واکنش خارج شود.

برای خلاصه کردن آنچه در مورد هیدرولیز کاتیونی و آنیونی آموخته اید:

الف) اگر نمک ها هم در کاتیون و هم در آنیون به صورت برگشت پذیر هیدرولیز شوند، تعادل شیمیایی در واکنش های هیدرولیز به سمت راست منتقل می شود.

ب) واکنش محیط یا خنثی یا ضعیف اسیدی یا ضعیف قلیایی است که به نسبت ثابت های تفکیک باز و اسید حاصل بستگی دارد.

ج) اگر حداقل یکی از محصولات هیدرولیز از کره واکنش خارج شود، نمک ها می توانند هم کاتیون و هم آنیون را به طور برگشت ناپذیر هیدرولیز کنند.

4. نمک های تشکیل شده توسط یک باز قوی و یک اسید قوی تحت هیدرولیز قرار نمی گیرند.

معلومه که خودت به این نتیجه رسیدی

اجازه دهید رفتار کلرید پتاسیم $KCl$ را در یک محلول در نظر بگیریم.

$(KOH)↙(\text"باز تک اسیدی قوی")←KCl→(HCl)↙(\text"مونو اسید قوی").$

نمک در یک محلول آبی به یون ها تجزیه می شود ($KCl=K^(+)+Cl^(-)$)، اما هنگام تعامل با آب، یک الکترولیت ضعیف نمی تواند تشکیل شود. محیط محلول خنثی است ($pH=7$)، زیرا غلظت یون های $H^(+)$ و $OH^(-)$ در محلول مانند آب خالص برابر است.

نمونه های دیگر از این نمک ها عبارتند از هالیدهای فلزات قلیایی، نیترات ها، پرکلرات ها، سولفات ها، کرومات ها و دی کرومات ها، هالیدهای فلزات قلیایی خاکی (به غیر از فلوراید)، نیترات ها و پرکلرات ها.

همچنین باید توجه داشت که واکنش هیدرولیز برگشت پذیر کاملاً از اصل Le Chatelier پیروی می کند. از همین رو هیدرولیز نمک را می توان افزایش داد(و حتی آن را غیرقابل برگشت کنید) به روش های زیر:

الف) اضافه کردن آب (کاهش غلظت).

ب) محلول را گرم کنید که باعث افزایش تفکیک گرماگیر آب می شود:

$H_2O⇄H^(+)+OH^(-)-57$ کیلوژول،

به این معنی که مقدار $H^(+)$ و $OH^(-)$ که برای هیدرولیز نمک ضروری هستند افزایش می یابد.

ج) یکی از محصولات هیدرولیز را به یک ترکیب کم محلول متصل کرده یا یکی از محصولات را در فاز گاز خارج کنید. به عنوان مثال، هیدرولیز سیانید آمونیوم $NH_4CN$ به طور قابل توجهی به دلیل تجزیه هیدرات آمونیاک برای تشکیل آمونیاک $NH_3$ و آب $H_2O$ افزایش می یابد:

$NH_4^(+)+CN^(-)+H_2O⇄NH_3·H_2O+HCN.$

$NH_3()↖(⇄)H_2$

هیدرولیز نمک ها

افسانه:

هیدرولیز را می توان با انجام کارهای زیر سرکوب کرد (به طور قابل توجهی مقدار نمک هیدرولیز شده را کاهش داد):

الف) غلظت ماده محلول را افزایش دهید.

ب) محلول را خنک کنید (برای کاهش هیدرولیز، محلول های نمکی باید غلیظ و در دمای پایین نگهداری شوند).

ج) یکی از محصولات هیدرولیز را وارد محلول کنید. به عنوان مثال، اگر محلول در نتیجه هیدرولیز اسیدی است، اسیدی کنید یا اگر قلیایی است، قلیایی کنید.

معنی هیدرولیز

هیدرولیز نمک ها هم کاربردی دارد و هم اهمیت بیولوژیکی. حتی در زمان های قدیم از خاکستر به عنوان شوینده استفاده می شد. خاکستر حاوی کربنات پتاسیم $K_2CO_3$ است که به آنیون در آب هیدرولیز می شود؛ محلول آبی به دلیل یون های $OH^(-)$ تشکیل شده در طول هیدرولیز، صابونی می شود.

در حال حاضر، در زندگی روزمره ما از صابون، پودرهای لباسشویی و سایر مواد شوینده استفاده می کنیم. جزء اصلی صابون نمک های سدیم و پتاسیم اسیدهای چرب بالاتر است. اسیدهای کربوکسیلیک: استئارات ها، پالمیتات ها که هیدرولیز می شوند.

هیدرولیز استئارات سدیم $C_(17)H_(35)COONa$ با معادله یونی زیر بیان می شود:

$C_(17)H_(35)COO^(-)+H_2O⇄C_(17)H_(35)COOH+OH^(-)$،

آن ها محلول دارای محیط کمی قلیایی است.

ترکیب پودرهای لباسشویی و غیره مواد شویندهنمک های اسیدهای معدنی (فسفات ها، کربنات ها) به طور ویژه معرفی شده اند که با افزایش pH محیط، اثر پاک کنندگی را افزایش می دهند.

نمک هایی که محیط قلیایی لازم محلول را ایجاد می کنند در توسعه دهنده عکاسی موجود است. اینها کربنات سدیم $Na_2CO_3$، کربنات پتاسیم $K_2CO_3$، بوراکس $Na_2B_4O_7$ و سایر نمک هایی هستند که در آنیون هیدرولیز می شوند.

اگر اسیدیته خاک کافی نباشد، گیاهان دچار بیماری به نام کلروز می شوند. علائم آن زرد شدن یا سفید شدن برگها، تاخیر در رشد و نمو است. اگر $pH_(خاک)> 7.5$ باشد، کود سولفات آمونیوم $(NH_4)_2SO_4$ به آن اضافه می شود که به افزایش اسیدیته به دلیل هیدرولیز کاتیون در خاک کمک می کند:

$NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3·H_2O$

نقش بیولوژیکی هیدرولیز نمک های خاصی که بدن ما را تشکیل می دهند بسیار ارزشمند است. به عنوان مثال، خون حاوی بی کربنات سدیم و نمک هیدروژن فسفات سدیم است. نقش آنها حفظ واکنش خاصی از محیط است. این به دلیل تغییر در تعادل فرآیندهای هیدرولیز رخ می دهد:

$HCO_3^(-)+H_2O⇄H_2CO_3+OH^(-)$

$HPO_4^(2-)+H_2O⇄H_2PO_4^(-)+OH^(-)$

اگر بیش از یون های $H^(+)$ در خون وجود داشته باشد، آنها به یون های هیدروکسید $OH^(-)$ متصل می شوند و تعادل به سمت راست تغییر می کند. با بیش از حد یون های هیدروکسید $OH^(-)$، تعادل به سمت چپ تغییر می کند. به همین دلیل اسیدیته خون یک فرد سالم کمی در نوسان است.

مثال دیگر: بزاق انسان حاوی یونهای $HPO_4^(2-)$ است. به لطف آنها، محیط خاصی در حفره دهان حفظ می شود ($pH=7-7.5$).

واکنش محلول مواد در یک حلال می تواند به سه نوع خنثی، اسیدی و قلیایی باشد. واکنش به غلظت یون هیدروژن H + در محلول بستگی دارد.

آب خالص به مقدار بسیار کمی به یون های H + و یون های هیدروکسیل OH - تجزیه می شود.

مقدار pH

شاخص هیدروژن روشی مناسب و پذیرفته شده برای بیان غلظت یون های هیدروژن است. برای آب خالص، غلظت H + برابر با غلظت OH - است و حاصلضرب غلظت H + و OH - که بر حسب گرم یون در لیتر بیان می شود، مقدار ثابتی برابر با 14-1.10 است.

از این محصول می توانید غلظت یون های هیدروژن را محاسبه کنید: =√1.10 -14 =10 -7 /g-ion/l/.

این حالت تعادل /"خنثی"/ معمولا با pH 7/p نشان داده می شود - لگاریتم منفی غلظت، H - یون هیدروژن، 7 - توان با علامت مخالف/.

محلولی با pH بیشتر از 7 قلیایی است؛ یونهای H + کمتری در آن نسبت به OH - وجود دارد. محلولی با pH کمتر از 7 اسیدی است، حاوی یون های H + بیشتر از OH - است.

مایعات مورد استفاده در عمل دارای غلظت یون هیدروژن هستند که معمولاً در محدوده pH از 0 تا 1 متغیر است.

شاخص ها

اندیکاتورها موادی هستند که بسته به غلظت یون هیدروژن در محلول، رنگ خود را تغییر می دهند. با استفاده از شاخص ها، واکنش محیط مشخص می شود. شناخته شده ترین اندیکاتورها عبارتند از: بروموبنزن، بروموتیمول، فنل فتالئین، متیل اورنج و غیره. به عنوان مثال، بروموتیمول تغییر می کند رنگ زرددر pH 6.2 تا آبی در pH 7.6. نشانگر قرمز خنثی - از قرمز در pH 6.8 تا زرد در pH 8؛ بروموبنزن - از زرد در pH 4.0 تا آبی در pH 5.6؛ فنل فتالئین - از بی رنگ در pH 8.2 تا بنفش در pH 10.0 و غیره.

هیچ یک از شاخص ها در کل مقیاس pH از 0 تا 14 کار نمی کنند. با این حال، در عمل ترمیم نیازی به تعیین غلظت بالای اسیدها یا قلیاها نیست. اغلب انحرافات 1 تا 1.5 واحد pH از خنثی در هر جهت وجود دارد.

برای تعیین واکنش محیط در عمل ترمیم، از مخلوطی از شاخص های مختلف استفاده می شود که به گونه ای انتخاب شده است که کوچکترین انحراف از بی طرفی را نشان دهد. این مخلوط "شاخص جهانی" نامیده می شود.

نشانگر جهانی - مایع شفاف رنگ نارنجی. با تغییر جزئی محیط به سمت قلیایی بودن، محلول نشانگر رنگ مایل به سبز پیدا می کند؛ با افزایش قلیاییت، آبی می شود. هر چه قلیائیت مایع آزمایش بیشتر باشد، رنگ آبی تندتر می شود.

با تغییر جزئی محیط به سمت اسیدیته، محلول نشانگر جهانی صورتی می شود، با افزایش اسیدیته - قرمز (رنگ کارمین یا لکه دار).

تغییر در واکنش محیط در نقاشی ها در نتیجه آسیب آنها به قالب رخ می دهد. تغییرات اغلب در مناطقی مشاهده می شود که برچسب ها با چسب قلیایی (کازیین، چسب اداری و غیره) چسبانده شده اند.

برای انجام تجزیه و تحلیل، علاوه بر یک نشانگر جهانی، به آب مقطر و کاغذ صافی تمیز نیاز دارید سفیدو یک میله شیشه ای

پیشرفت تحلیل

یک قطره آب مقطر روی کاغذ صافی ریخته و اجازه دهید خیس بخورد. قطره دوم در کنار این قطره اعمال می شود و در ناحیه آزمایش اعمال می شود. برای تماس بهتر، کاغذ با قطره دوم در بالا با یک قفسه شیشه ای مالیده می شود. سپس یک قطره از یک نشانگر جهانی روی کاغذ فیلتر در مناطق قطرات آب اعمال می شود. اولین قطره آب به عنوان کنترل عمل می کند که رنگ آن با قطره ای که در محلول آغشته شده از ناحیه آزمایش مقایسه می شود. اختلاف رنگ با افت کنترل نشان دهنده تغییر است - انحراف محیط از خنثی بودن.

خنثی سازی محیط قلیایی

منطقه تحت درمان با محلول آبی 2٪ اسید استیک یا سیتریک مرطوب می شود. برای انجام این کار، مقدار کمی پشم پنبه را دور موچین بپیچید، آن را در محلول اسید مرطوب کنید، آن را فشار دهید و آن را روی ناحیه مشخص شده بمالید.

واکنش حتما بررسی کنیدشاخص جهانی!

این روند تا خنثی شدن کامل منطقه ادامه می یابد.

پس از یک هفته، بررسی محیط باید تکرار شود.

خنثی سازی محیط اسیدی

منطقه تحت درمان با محلول آبی 2% هیدرات اکسید آمونیوم /آمونیاک/ مرطوب می شود. روش خنثی سازی مانند یک محیط قلیایی است.

بررسی محیط زیست باید بعد از یک هفته تکرار شود.

هشدار:فرآیند خنثی سازی نیاز به مراقبت زیادی دارد، زیرا درمان بیش از حد می تواند منجر به پراکسیداسیون یا قلیایی شدن ناحیه تحت درمان شود. علاوه بر این، آب موجود در محلول ها می تواند باعث چروک شدن بوم شود.