Հիդրոլիզը ջրի հետ նյութերի փոխազդեցությունն է, որի արդյունքում փոխվում է լուծույթի միջավայրը։

Թույլ էլեկտրոլիտների կատիոնները և անիոնները կարողանում են փոխազդել ջրի հետ՝ ձևավորելով կայուն ցածր դիսոցման միացություններ կամ իոններ, ինչի արդյունքում փոխվում է լուծույթը։ Ջրի բանաձևերը հիդրոլիզի հավասարումների մեջ սովորաբար գրվում են որպես H-OH: Ջրի հետ փոխազդելիս թույլ հիմքերի կատիոնները ջրից հանում են հիդրօքսիլ իոնը, և լուծույթում առաջանում է H + ավելցուկ։ Լուծումը դառնում է թթվային: Թույլ թթուների անիոնները ջրից ներգրավում են H +, և միջավայրի ռեակցիան դառնում է ալկալային։

Անօրգանական քիմիայում ամենից հաճախ պետք է զբաղվել աղերի հիդրոլիզով, այսինքն. աղի իոնների փոխանակման փոխազդեցությամբ ջրի մոլեկուլների հետ դրանց տարրալուծման գործընթացում։ Հիդրոլիզի 4 տարբերակ կա.

1. Աղը առաջանում է ամուր հիմքից և ուժեղ թթվից։

Նման աղը գործնականում չի ենթարկվում հիդրոլիզի։ Միևնույն ժամանակ, աղի իոնների առկայության դեպքում ջրի տարանջատման հավասարակշռությունը գրեթե չի խախտվում, հետևաբար pH = 7, միջավայրը չեզոք է։

Na + + H 2 O Cl - + H 2 O

2. Եթե աղը առաջանում է ուժեղ հիմքի կատիոնից և թույլ թթվի անիոնից, ապա անիոնի մոտ տեղի է ունենում հիդրոլիզ։

Na 2 CO 3 + HOH \(\ձախ աջ նետ\) NaHCO 3 + NaOH

Քանի որ OH - իոնները կուտակվում են լուծույթում, միջավայրը ալկալային է՝ pH> 7։

3. Եթե աղը առաջանում է թույլ հիմքի կատիոնից և ուժեղ թթվի անիոնից, ապա կատիոնի երկայնքով ընթանում է հիդրոլիզ։

Cu 2+ + HOH \(\ձախ աջ նետ\) CuOH + + H +

СuCl 2 + HOH \(\ձախ աջ սլաք\) CuOHCl + HCl

Քանի որ H + իոնները կուտակվում են լուծույթում, միջավայրը թթվային է՝ pH<7.

4. Թույլ հիմքի կատիոնից և թույլ թթվի անիոնից առաջացած աղը հիդրոլիզ է անցնում ինչպես կատիոնում, այնպես էլ անիոնում։

CH 3 COONH 4 + HOH \(\ձախ աջ սլաք\) NH 4 OH + CH 3 COOH

CH 3 COO - + + HOH \(\ձախ աջ սլաք\) NH 4 OH + CH 3 COOH

Նման աղերի լուծույթներն ունեն կամ թեթևակի թթվային կամ թեթևակի ալկալային միջավայր, այսինքն. pH արժեքը մոտ է 7-ին: Միջավայրի ռեակցիան կախված է թթվային և հիմնային դիսոցման հաստատունների հարաբերակցությունից: Շատ թույլ թթուների և հիմքերի կողմից առաջացած աղերի հիդրոլիզը գործնականում անշրջելի է։ Դրանք հիմնականում ալյումինի, քրոմի և երկաթի սուլֆիդներ և կարբոնատներ են։

Al 2 S 3 + 3HOH \(\ձախ աջ սլաք\) 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

Աղի լուծույթի միջավայրը որոշելիս պետք է հաշվի առնել, որ լուծույթի միջավայրը որոշվում է ուժեղ բաղադրիչով։ Եթե ​​աղը առաջանում է թթվից, որն ուժեղ էլեկտրոլիտ է, ապա լուծույթի միջավայրը թթվային է։ Եթե ​​հիմքը ուժեղ էլեկտրոլիտ է, ապա այն ալկալային է։

Օրինակ.Լուծումը ունի ալկալային միջավայր

1) Pb(NO 3) 2; 2) Na 2 CO 3; 3) NaCl; 4) NaNO 3

1) Pb (NO 3) 2 կապար (II) նիտրատ. Աղը կազմված է թույլ հիմքից և ուժեղ թթու, նշանակում է լուծույթի միջավայր թթու.

2) Na 2 CO 3 նատրիումի կարբոնատ: Ձևավորվել է աղ ամուր հիմքև թույլ թթու, ապա լուծույթի միջավայր ալկալային.

3) NaCl; 4) NaNO 3 Աղերը ձևավորվում են NaOH ուժեղ հիմքից և HCl և HNO 3 ուժեղ թթուներից: Լուծման միջավայրը չեզոք է:

Ճիշտ պատասխան 2) Na2CO3

Աղի լուծույթների մեջ թաթախվել է ցուցիչ թուղթ։ NaCl և NaNO 3 լուծույթներում այն ​​չի փոխել գույնը, ինչը նշանակում է լուծույթ չեզոք. Pb լուծույթում (NO 3) 2-ը կարմիր է դարձել, լուծույթը թթու. Na 2 CO 3-ի լուծույթում լուծույթը կապույտ է դարձել ալկալային.

Դասախոսություն: Աղի հիդրոլիզ. Ջրային լուծույթների միջավայրը՝ թթվային, չեզոք, ալկալային

Աղի հիդրոլիզ

Մենք շարունակում ենք ուսումնասիրել քիմիական ռեակցիաների օրինաչափությունները: Թեման ուսումնասիրելիս իմացար, որ ջրային լուծույթում էլեկտրոլիտիկ տարանջատման ժամանակ նյութերի ռեակցիայի մեջ ներգրավված մասնիկները լուծվում են ջրում։ Սա հիդրոլիզ է: Դրան ենթարկվում են տարբեր անօրգանական և օրգանական նյութեր, մասնավորապես՝ աղեր։ Չհասկանալով աղերի հիդրոլիզի գործընթացը, դուք չեք կարողանա բացատրել կենդանի օրգանիզմներում տեղի ունեցող երեւույթները։

Աղի հիդրոլիզի էությունը վերածվում է աղի իոնների (կատիոնների և անիոնների) ջրի մոլեկուլների հետ փոխազդեցության փոխանակման գործընթացին։ Արդյունքում ձևավորվում է թույլ էլեկտրոլիտ՝ ցածր դիսոցվող միացություն։ Ազատ H + կամ OH - իոնների ավելցուկը հայտնվում է ջրային լուծույթում: Հիշեք, թե որ էլեկտրոլիտներից է առաջանում H + իոններ, և որոնք OH -: Ինչպես կռահեցիք, առաջին դեպքում գործ ունենք թթվի հետ, ինչը նշանակում է, որ H + իոններով ջրային միջավայրը կլինի թթվային։ Երկրորդ դեպքում՝ ալկալային։ Ջրի մեջ միջավայրը չեզոք է, քանի որ այն փոքր-ինչ տարանջատվում է նույն կոնցենտրացիայի H + և OH - իոնների մեջ:

Շրջակա միջավայրի բնույթը կարելի է որոշել՝ օգտագործելով ցուցիչներ: Ֆենոլֆտալեինը հայտնաբերում է ալկալային միջավայր և լուծույթը ներկում է բոսորագույն: Լակմուսը թթվից կարմիր է դառնում, իսկ ալկալիով` կապույտ: Մեթիլ նարնջագույն՝ նարնջագույն, ալկալային միջավայրում այն ​​դառնում է դեղին, թթվային միջավայրում՝ վարդագույն։ Հիդրոլիզի տեսակը կախված է աղի տեսակից։

Աղի տեսակներ

Այսպիսով, ցանկացած աղ թթվի և հիմքի փոխազդեցությունն է, որոնք, ինչպես հասկանում եք, ուժեղ են և թույլ։ Ուժեղ են նրանք, որոնց α դիսոցման աստիճանը մոտ է 100%-ին։ Պետք է հիշել, որ ծծմբային (H 2 SO 3) և ֆոսֆորական (H 3 PO 4) թթուները հաճախ կոչվում են միջին ուժի թթուներ: Հիդրոլիզի խնդիրները լուծելիս այդ թթուները պետք է դասակարգվեն որպես թույլ:

Թթուներ:

Ուժեղ՝ HCl; HBr; Հլ; HNO3; HClO 4; H2SO4. Նրանց թթվային մնացորդները ջրի հետ չեն փոխազդում։

Թույլ՝ HF; H2CO3; H2SiO3; H2S; HNO2; H2SO3; H3PO4; օրգանական թթուներ. Իսկ դրանց թթվային մնացորդները փոխազդում են ջրի հետ՝ նրա մոլեկուլներից վերցնելով ջրածնի կատիոններ H +։

Պատճառները:

Ուժեղ `լուծվող մետաղների հիդրօքսիդներ; Ca(OH) 2; Sr(OH) 2. Նրանց մետաղական կատիոնները չեն փոխազդում ջրի հետ։

Թույլ՝ չլուծվող մետաղների հիդրօքսիդներ; ամոնիումի հիդրօքսիդ (NH 4 OH): Իսկ մետաղական կատիոններն այստեղ փոխազդում են ջրի հետ։

Այս նյութի հիման վրա հաշվի առեքաղի տեսակները :

Աղեր ուժեղ հիմքով և ուժեղ թթվով։Օրինակ՝ Ba (NO 3) 2, KCl, Li 2 SO 4: Առանձնահատկություններ. չեն փոխազդում ջրի հետ, ինչը նշանակում է, որ դրանք չեն ենթարկվում հիդրոլիզի: Նման աղերի լուծույթներն ունեն չեզոք ռեակցիայի միջավայր։

Աղեր ուժեղ հիմքով և թույլ թթվով։Օրինակ՝ NaF, K 2 CO 3 , Li 2 S. Առանձնահատկություններ՝ այս աղերի թթվային մնացորդները փոխազդում են ջրի հետ, տեղի է ունենում անիոնային հիդրոլիզ։ Ջրային լուծույթների միջավայրը ալկալային է։

Աղեր թույլ հիմքերով և ուժեղ թթուներով:Օրինակ՝ Zn (NO 3) 2, Fe 2 (SO 4) 3, CuSO 4: Առանձնահատկություններ՝ ջրի հետ փոխազդում են միայն մետաղական կատիոնները, տեղի է ունենում կատիոնների հիդրոլիզ։ Չորեքշաբթի թթու է:

Թույլ հիմքով և թույլ թթվով աղեր:Օրինակ՝ CH 3 COONН 4, (NH 4) 2 CO 3 , HCOONН 4. Առանձնահատկություններ՝ և՛ կատիոնները, և՛ թթվային մնացորդների անիոնները փոխազդում են ջրի հետ, հիդրոլիզը տեղի է ունենում կատիոնի և անիոնի միջոցով։

Կատիոնում հիդրոլիզի և թթվային միջավայրի ձևավորման օրինակ:

Երկաթի քլորիդի հիդրոլիզ FeCl 2

FeCl 2 + H 2 O ↔ Fe(OH)Cl + HCl(մոլեկուլային հավասարում)

Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - ↔ FeOH + + 2Cl - + H+ (լրիվ իոնային հավասարում)

Fe 2+ + H 2 O ↔ FeOH + + H + (կրճատ իոնային հավասարում)

Անիոնային հիդրոլիզի և ալկալային միջավայրի ձևավորման օրինակ.

Նատրիումի ացետատի հիդրոլիզ CH 3 COONa

CH 3 COONa + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NaOH(մոլեկուլային հավասարում)

Na + + CH 3 COO - + H 2 O ↔ Na + + CH 3 COOH + OH- (լրիվ իոնային հավասարում)

CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -(կրճատ իոնային հավասարում)

Համահիդրոլիզի օրինակ.

• Ալյումինի սուլֆիդի հիդրոլիզ Ալ 2 Ս 3

Al 2 S 3 + 6H2O ↔ 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S

Այս դեպքում մենք տեսնում ենք ամբողջական հիդրոլիզ, որը տեղի է ունենում, եթե աղը առաջանում է թույլ չլուծվող կամ ցնդող հիմքից և թույլ չլուծվող կամ ցնդող թթվից։ Լուծելիության աղյուսակում նման աղերի վրա կան գծիկներ։ Եթե ​​իոնափոխանակման ռեակցիայի ժամանակ առաջանում է աղ, որը գոյություն չունի ջրային լուծույթում, ապա անհրաժեշտ է գրել այս աղի ռեակցիան ջրի հետ։

Օրինակ:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 ↔ Fe 2 (CO 3) 3+ 6 NaCl

Fe 2 (CO 3) 3+ 6H 2 O ↔ 2Fe(OH) 3 + 3H 2 O + 3CO 2

Մենք ավելացնում ենք այս երկու հավասարումները, ապա այն, ինչ կրկնվում է ձախ և աջ մասերում, կրճատում ենք.

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O ↔ 6NaCl + 2Fe(OH) 3 ↓ + 3CO 2

Հիշեք.

Չեզոքացման ռեակցիան ռեակցիա է թթվի և հիմքի միջև, որն առաջացնում է աղ և ջուր.

Մաքուր ջուր ասելով քիմիկոսները հասկանում են քիմիապես մաքուր ջուր, որը չի պարունակում ոչ մի կեղտեր և լուծված աղեր, այսինքն՝ թորած ջուր։

Շրջակա միջավայրի թթվայնությունը

Տարբեր քիմիական, արդյունաբերական և կենսաբանական գործընթացների համար շատ կարևոր բնութագիր է լուծույթների թթվայնությունը, որը բնութագրում է լուծույթներում թթուների կամ ալկալիների պարունակությունը։ Քանի որ թթուները և ալկալիները էլեկտրոլիտներ են, H + կամ OH - իոնների պարունակությունը օգտագործվում է միջավայրի թթվայնությունը բնութագրելու համար:

Մաքուր ջրի և ցանկացած լուծույթի մեջ լուծված նյութերի մասնիկների հետ կան նաև H + և OH - իոններ։ Դա պայմանավորված է հենց ջրի տարանջատմամբ: Եվ չնայած մենք ջուրը համարում ենք ոչ էլեկտրոլիտ, այնուամենայնիվ այն կարող է տարանջատվել՝ H 2 O ^ H + + OH -: Բայց այս գործընթացը տեղի է ունենում շատ փոքր չափով. 1 լիտր ջրի մեջ միայն 1-ն է քայքայվում իոնների։ 10-7 մոլ մոլեկուլ:

Թթվային լուծույթներում դրանց տարանջատման արդյունքում առաջանում են լրացուցիչ H+ իոններ։ Նման լուծույթներում շատ ավելի շատ H + իոններ կան, քան OH - իոնները, որոնք առաջանում են ջրի մի փոքր տարանջատման ժամանակ, ուստի այդ լուծույթները կոչվում են թթվային (նկ. 11.1, ձախ): Ընդունված է ասել, որ նման լուծույթներում թթվային միջավայր. Որքան շատ H+ իոններ պարունակվեն լուծույթում, այնքան մեծ է միջավայրի թթվայնությունը։

Ալկալային լուծույթներում դիսոցման արդյունքում, ընդհակառակը, գերակշռում են OH - իոնները, իսկ H + կատիոնները գրեթե բացակայում են ջրի աննշան տարանջատման պատճառով։ Նման լուծույթների միջավայրը ալկալային է (նկ. 11.1, աջ): Որքան բարձր է OH-իոնների կոնցենտրացիան, այնքան ավելի ալկալային է լուծույթի միջավայրը:

Սեղանի աղի լուծույթում H + և OH իոնների թիվը նույնն է և հավասար է 1-ի։ 10 -7 մոլ 1 լիտր լուծույթում։ Նման միջավայրը կոչվում է չեզոք (նկ. 11.1, կենտրոն): Իրականում դա նշանակում է, որ լուծույթը չի պարունակում ոչ թթու, ոչ ալկալի: Չեզոք միջավայրը բնորոշ է որոշ աղերի (ալկալիներից և ուժեղ թթվից առաջացած) և շատ օրգանական նյութերի լուծույթներին։ Մաքուր ջուրն ունի նաև չեզոք միջավայր։

Ջրածնի ցուցիչ

Եթե ​​համեմատենք կեֆիրի և կիտրոնի հյութի համը, ապա վստահորեն կարող ենք ասել, որ կիտրոնի հյութը շատ ավելի թթվային է, այսինքն՝ այդ լուծույթների թթվայնությունը տարբեր է։ Դուք արդեն գիտեք, որ մաքուր ջուրը պարունակում է նաև H+ իոններ, բայց ջուրը թթու համ չունի։ Դա պայմանավորված է H+ իոնների չափազանց ցածր կոնցենտրացիայից: Հաճախ բավական չէ ասել, որ միջավայրը թթվային կամ ալկալային է, այլ անհրաժեշտ է այն քանակականորեն բնութագրել։

Շրջակա միջավայրի թթվայնությունը քանակապես բնութագրվում է ջրածնի pH ցուցիչով (արտասանվում է «p-ash»), կապված կոնցենտրացիայի հետ։

ջրածնի իոններ. pH արժեքը համապատասխանում է ջրածնի կատիոնների որոշակի պարունակությանը 1 լիտր լուծույթում։ Մաքուր ջրի մեջ և չեզոք լուծույթներում 1 լիտրը պարունակում է 1. 10 7 մոլ H + իոններ, իսկ pH-ի արժեքը 7 է։ Թթվային լուծույթներում H + կատիոնների կոնցենտրացիան ավելի մեծ է, քան մաքուր ջրում, իսկ ալկալային լուծույթներում՝ ավելի քիչ։ Դրան համապատասխան փոխվում է նաև pH-ի արժեքը՝ թթվային միջավայրում այն ​​տատանվում է 0-ից մինչև 7, իսկ ալկալային միջավայրում՝ 7-ից մինչև 14։ Առաջին անգամ դանիացի քիմիկոս Պեդեր Սորենսենն առաջարկել է օգտագործել pH արժեքը։

Դուք, հավանաբար, նկատել եք, որ pH-ի արժեքը կապված է H+ իոնների կոնցենտրացիայի հետ: pH-ի որոշումը ուղղակիորեն կապված է թվի լոգարիթմի հաշվարկի հետ, որը դուք կսովորեք 11-րդ դասարանի մաթեմատիկայի դասերին: Բայց լուծույթում իոնների պարունակության և pH արժեքի միջև կապը կարելի է հետևել հետևյալ սխեմայի համաձայն.

Նյութերի մեծ մասի և բնական լուծույթների ջրային լուծույթների pH արժեքը գտնվում է 1-ից 13-ի սահմաններում (նկ. 11.2):

Բրինձ. 11.2. Տարբեր բնական և արհեստական ​​լուծույթների pH արժեքը

Søren Peder Lauritz Sørensen

Դանիացի ֆիզիկաքիմիկոս և կենսաքիմիկոս, Դանիայի թագավորական ընկերության նախագահ: Ավարտել է Կոպենհագենի համալսարանը։ 31 տարեկանում նա դարձավ Դանիայի պոլիտեխնիկական ինստիտուտի պրոֆեսոր։ Նա ղեկավարել է Կոպենհագենի Carlsberg գարեջրի գործարանի հեղինակավոր ֆիզիկական և քիմիական լաբորատորիան, որտեղ կատարել է իր հիմնական գիտական ​​հայտնագործությունները։ Նրա հիմնական գիտական ​​գործունեությունը նվիրված է լուծույթների տեսությանը. ներմուծել է ջրածնի ինդեքսի (pH) հասկացությունը, ուսումնասիրել է ֆերմենտների ակտիվության կախվածությունը լուծույթների թթվայնությունից։ Գիտական ​​նվաճումների համար Սորենսենն ընդգրկված է «20-րդ դարի 100 նշանավոր քիմիկոսների» ցանկում, սակայն գիտության պատմության մեջ նա հիմնականում մնաց որպես «pH» և «pH-մետրիա» հասկացությունները ներկայացնող գիտնական։

Միջավայրի թթվայնության որոշում

Լաբորատորիաներում լուծույթի թթվայնությունը որոշելու համար առավել հաճախ օգտագործվում է ունիվերսալ ցուցիչ (նկ. 11.3): Իր գույնով կարելի է որոշել ոչ միայն թթվի կամ ալկալիի առկայությունը, այլև լուծույթի pH արժեքը 0,5 ճշգրտությամբ։ pH-ի ավելի ճշգրիտ չափման համար կան հատուկ սարքեր՝ pH հաշվիչներ (նկ. 11.4): Նրանք թույլ են տալիս որոշել լուծույթի pH-ը 0,001-0,01 ճշգրտությամբ։

Օգտագործելով ցուցիչներ կամ pH մետրեր, կարող եք վերահսկել քիմիական ռեակցիաների առաջընթացը: Օրինակ, եթե նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթին ավելացնեն աղաթթու, ապա կառաջանա չեզոքացման ռեակցիա.

Բրինձ. 11.3. Համընդհանուր ցուցանիշը որոշում է pH-ի մոտավոր արժեքը

Բրինձ. 11.4. Լուծույթների pH-ը չափելու համար օգտագործվում են հատուկ սարքեր՝ pH մետրեր՝ ա - լաբորատոր (ստացիոնար); բ - շարժական

Այս դեպքում ռեակտիվների և ռեակցիայի արտադրանքների լուծույթները անգույն են։ Եթե, այնուամենայնիվ, pH հաշվիչի էլեկտրոդը տեղադրվում է սկզբնական ալկալային լուծույթում, ապա թթվով ալկալիի ամբողջական չեզոքացումը կարելի է դատել ստացված լուծույթի pH արժեքով։

pH ցուցիչի օգտագործումը

Լուծումների թթվայնության որոշումը մեծ գործնական նշանակություն ունի գիտության, արդյունաբերության և մարդու կյանքի այլ ոլորտներում:

Բնապահպանները պարբերաբար չափում են անձրևաջրերի, գետերի և լճերի pH-ը։ Բնական ջրերի թթվայնության կտրուկ աճը կարող է լինել մթնոլորտի աղտոտման կամ արդյունաբերական ձեռնարկություններից թափոնների ջրային մարմիններ ներթափանցման հետևանք (նկ. 11.5): Նման փոփոխությունները հանգեցնում են բույսերի, ձկների և ջրային մարմինների այլ բնակիչների մահվան:

Ջրածնի ինդեքսը շատ կարևոր է կենդանի օրգանիզմներում տեղի ունեցող գործընթացներն ուսումնասիրելու և դիտարկելու համար, քանի որ բջիջներում տեղի են ունենում բազմաթիվ քիմիական ռեակցիաներ։ Կլինիկական ախտորոշման ժամանակ որոշվում է արյան պլազմայի, մեզի, ստամոքսահյութի և այլնի pH-ն (նկ. 11.6): Արյան նորմալ pH-ը 7,35-ից 7,45 է: Մարդու արյան pH-ի նույնիսկ աննշան փոփոխությունը լուրջ հիվանդություն է առաջացնում, իսկ pH = 7,1 և ցածր դեպքում սկսվում են անդառնալի փոփոխություններ, որոնք կարող են հանգեցնել մահվան:

Բույսերի մեծ մասի համար հողի թթվայնությունը կարևոր է, ուստի գյուղատնտեսները նախապես վերլուծում են հողերը՝ որոշելով դրանց pH-ը (նկ. 11.7): Եթե ​​թթվայնությունը շատ բարձր է որոշակի մշակաբույսի համար, հողը կրաքարացված է, ավելացվում է կավիճ կամ կրաքար:

Սննդի արդյունաբերությունում թթու-բազային ցուցանիշների օգնությամբ իրականացվում է սննդի որակի հսկողություն (նկ. 11.8): Օրինակ, կաթի նորմալ pH-ը 6,8 է: Այս արժեքից շեղումը ցույց է տալիս կա՛մ կեղտերի առկայությունը, կա՛մ դրա թթվայնությունը:

Բրինձ. 11.5. Ջրամբարներում ջրի pH մակարդակի ազդեցությունը դրանցում բույսերի կենսագործունեության վրա

Կոսմետիկ արտադրանքի pH արժեքը, որը մենք օգտագործում ենք առօրյա կյանքում, կարևոր է: Մարդու մաշկի միջին pH-ը 5,5 է։ Եթե ​​մաշկը շփվում է այնպիսի նյութերի հետ, որոնց թթվայնությունը զգալիորեն տարբերվում է այս արժեքից, ապա դա հանգեցնում է մաշկի վաղաժամ ծերացման, դրա վնասման կամ բորբոքման: Նկատվել է, որ լվացքի համար սովորական օճառ (pH = 8-10) կամ լվացքի սոդա (Na 2 CO 3, pH = 12-13) լվացքատուն երկար ժամանակ լվանալու համար ձեռքերի մաշկը շատ չորացել է և ճաքճքել։ Ուստի շատ կարևոր է մաշկի բնական pH-ին մոտ pH-ով տարբեր կոսմետիկ միջոցների օգտագործումը (գելեր, քսուքներ, շամպուններ և այլն):

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ՓՈՐՁԵՐ թիվ 1-3

Սարքավորումներ՝ տակդիր փորձանոթներով, պիպետտով։

Ռեակտիվներ՝ ջուր, աղաթթու, NaCl, NaOH լուծույթներ, սեղանի քացախ, ունիվերսալ ցուցիչ (լուծույթ կամ ցուցիչ թուղթ), սննդամթերք և կոսմետիկ արտադրանք (օրինակ՝ կիտրոն, շամպուն, ատամի մածուկ, լվացքի փոշի, գազավորված ըմպելիքներ, հյութեր և այլն):

Անվտանգության կանոնակարգեր.

Փորձերի համար օգտագործեք փոքր քանակությամբ ռեակտիվներ;

Զգույշ եղեք, որպեսզի ռեակտիվները չհայտնվեն մաշկի վրա, աչքերի մեջ; քայքայիչ նյութի հետ շփման դեպքում այն ​​լվանալ շատ ջրով։

Լուծույթներում ջրածնի իոնների և հիդրօքսիդի իոնների որոշում. Ջրի, ալկալային և թթվային լուծույթների մոտավոր pH արժեքի սահմանում

1. Հինգ փորձանոթի մեջ լցնել 1-2 մլ՝ թիվ 1 փորձանոթի մեջ՝ ջուր, թիվ 2՝ պերքլորաթթու, թիվ 3՝ նատրիումի քլորիդի լուծույթ, թիվ 4՝ նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ և թիվ 5՝ սեղանի քացախ։ .

2. Յուրաքանչյուր խողովակի վրա ավելացրեք 2-3 կաթիլ ունիվերսալ ցուցիչ լուծույթ կամ բաց թողեք ցուցիչ թուղթը: Որոշեք լուծույթների pH-ը` համեմատելով ցուցիչի գույնը հղման սանդղակի հետ: Եզրակացություններ արեք յուրաքանչյուր փորձանոթում ջրածնի կատիոնների կամ հիդրօքսիդի իոնների առկայության վերաբերյալ: Գրե՛ք այս միացությունների տարանջատման հավասարումները:

Սննդի և կոսմետիկ արտադրանքի pH թեստավորում

Ունիվերսալ ցուցիչով սննդամթերքի և կոսմետիկ արտադրանքի փորձանմուշներ։ Չոր նյութերը, օրինակ՝ լվացքի փոշին ուսումնասիրելու համար դրանք պետք է լուծվեն փոքր քանակությամբ ջրի մեջ (1 սպաթուլա չոր նյութ 0,5-1 մլ ջրի դիմաց)։ Որոշեք լուծույթների pH-ը: Հետևություններ արեք ուսումնասիրված արտադրանքներից յուրաքանչյուրում շրջակա միջավայրի թթվայնության վերաբերյալ:

Հիմնական գաղափար

թեստի հարցեր

130. Ո՞ր իոնների առկայությունը լուծույթում է որոշում նրա թթվայնությունը:

131. Ի՞նչ իոններ են ավելցուկով հանդիպում թթվային լուծույթներում. ալկալային՞

132. Ո՞ր ցուցանիշն է քանակապես բնութագրում լուծույթների թթվայնությունը:

133. Որքա՞ն է pH արժեքը և H+ իոնների պարունակությունը լուծույթներում. ա) չեզոք; բ) թեթևակի թթվային; գ) մի փոքր ալկալային; դ) խիստ թթվային; ե) խիստ ալկալային.

Նյութը յուրացնելու առաջադրանքներ

134. Որոշ նյութի ջրային լուծույթն ունի ալկալային միջավայր։ Ո՞ր իոններն են ավելի շատ այս լուծույթում՝ H + թե OH -:

135. Երկու փորձանոթները պարունակում են նիտրատաթթվի և կալիումի նիտրատի լուծույթներ: Ի՞նչ ցուցանիշներով կարելի է որոշել, թե որ խողովակն է պարունակում աղի լուծույթ:

136. Երեք փորձանոթները պարունակում են բարիումի հիդրօքսիդի, նիտրատաթթվի և կալցիումի նիտրատի լուծույթներ: Ինչպե՞ս ճանաչել այս լուծումները՝ օգտագործելով մեկ ռեագենտ:

137. Վերոնշյալ ցանկից առանձին գրե՛ք այն նյութերի բանաձևերը, որոնց լուծույթներն ունեն միջավայր՝ ա) թթվային. բ) ալկալային; գ) չեզոք: NaCl, HCl, NaOH, HNO 3, H 3 PO 4, H 2 SO 4, Ba(OH) 2, H 2 S, KNO 3:

138. Անձրևաջուրն ունի pH = 5,6: Ինչ է սա նշանակում? Օդում պարունակվող ո՞ր նյութը ջրում լուծվելով որոշում է շրջակա միջավայրի նման թթվայնությունը:

139. Ինչ միջավայր (թթվային կամ ալկալային). ա) շամպունի լուծույթում (pH = 5,5);

բ) առողջ մարդու արյան մեջ (pH = 7,4); գ) մարդու ստամոքսահյութի մեջ (рН = 1,5); դ) թուքի մեջ (pH = 7.0):

140. ՋԷԿ-երում օգտագործվող ածխի բաղադրությունը պարունակում է Ազոտի և Ծծմբի միացություններ: Ածխի այրման արտադրանքի արտանետումը մթնոլորտ հանգեցնում է այսպես կոչված թթվային անձրեւի առաջացմանը, որը պարունակում է փոքր քանակությամբ նիտրատ կամ սուլֆիտ թթուներ: Ինչպիսի՞ pH արժեքներ են բնորոշ նման անձրևաջրերին՝ 7-ից ավելի կամ 7-ից պակաս:

141. Արդյո՞ք ուժեղ թթվային լուծույթի pH-ը կախված է դրա կոնցենտրացիայից: Պատասխանը հիմնավորե՛ք.

142. 1 մոլ կալիումի հիդրօքսիդ պարունակող լուծույթին ավելացրել են ֆենոլֆթալեինի լուծույթ։ Կփոխվի՞ արդյոք այս լուծույթի գույնը, եթե դրան ավելացնեն քլորիդային թթու նյութի քանակով. ա) 0,5 մոլ; բ) 1 մոլ;

գ) 1,5 մոլ.

143. Առանց գրությունների երեք փորձանոթներում կան նատրիումի սուլֆատի, նատրիումի հիդրօքսիդի և սուլֆատաթթվի անգույն լուծույթներ։ Բոլոր լուծույթների համար չափվել է pH արժեքը՝ առաջին խողովակում՝ 2,3, երկրորդում՝ 12,6, երրորդում՝ 6,9։ Ո՞ր խողովակն ինչ նյութ է պարունակում:

144. Ուսանողը դեղատնից թորած ջուր է գնել: pH մետրը ցույց է տվել, որ այս ջրի pH արժեքը 6,0 է։ Այնուհետև ուսանողը երկար եռացրեց այս ջուրը, տարայի մեջ մինչև վերևը լցրեց տաք ջրով և փակեց կափարիչը: Երբ ջուրը սառեցրեց սենյակային ջերմաստիճանը, pH մետրը ցույց տվեց 7.0: Դրանից հետո ուսանողը խողովակով օդ է անցել ջրի միջով, իսկ pH չափիչը կրկին ցույց է տվել 6,0։ Ինչպե՞ս կարելի է բացատրել pH-ի այս չափումների արդյունքները:

145. Ինչո՞ւ եք կարծում, որ նույն արտադրողի երկու շիշ քացախը կարող է պարունակել մի փոքր տարբեր pH արժեքներով լուծույթներ:

Սա դասագրքի նյութ է։

Նյութերի լուծույթի ռեակցիան լուծիչում կարող է լինել երեք տեսակի՝ չեզոք, թթվային և ալկալային։ Ռեակցիան կախված է լուծույթում ջրածնի իոնների H + կոնցենտրացիայից:

Մաքուր ջուրը շատ փոքր չափով տարանջատվում է H + իոնների և հիդրոքսիլ իոնների OH-ի:

pH արժեքը

pH-ը ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան արտահայտելու հարմար և սովորական եղանակ է։ Մաքուր ջրի համար H + կոնցենտրացիան հավասար է OH - կոնցենտրացիայի, իսկ H + և OH - կոնցենտրացիաների արտադրյալը, արտահայտված գրամ-իոններով մեկ լիտրում, հաստատուն արժեք է, որը հավասար է 1,10 -14:

Այս արտադրյալից կարող եք հաշվարկել ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան՝ =√1.10 -14 =10 -7 /գ-իոն/լ/:

Այս հավասարակշռության /«չեզոք»/ վիճակը սովորաբար նշվում է pH 7/p՝ կոնցենտրացիայի բացասական լոգարիթմով, H՝ ջրածնի իոններով, 7՝ հակառակ նշանով ցուցիչով։

7-ից մեծ pH ունեցող լուծույթը ալկալային է, այն պարունակում է ավելի քիչ H + իոններ, քան OH - ; 7-ից պակաս pH ունեցող լուծույթը թթվային է, նրանում ավելի շատ H + իոններ կան, քան OH - .

Գործնականում օգտագործվող հեղուկներն ունեն ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան, որը սովորաբար տատանվում է pH-ի սահմաններում 0-ից 1:

Ցուցանիշներ

Ցուցանիշները նյութեր են, որոնք փոխում են գույնը՝ կախված լուծույթում ջրածնի իոնների կոնցենտրացիայից։ Ցուցանիշների օգնությամբ որոշեք շրջակա միջավայրի արձագանքը: Ամենահայտնի ցուցանիշներն են բրոմբենզոլը, բրոմոտիմոլը, ֆենոլֆթալեինը, մեթիլ նարնջը և այլն։ Ցուցանիշներից յուրաքանչյուրը գործում է որոշակի pH միջակայքում։ Օրինակ, բրոմթիմոլը դեղինից փոխվում է pH 6.2-ով մինչև կապույտ pH 7.6; չեզոք կարմիր ցուցիչ - կարմիրից pH 6.8-ից մինչև դեղին pH 8-ում; բրոմոբենզոլ - դեղին ժարի pH 4.0-ից մինչև կապույտ pH 5.6; ֆենոլֆթալեին - անգույնից pH 8.2-ից մինչև մանուշակագույն pH 10.0 և այլն:

Ցուցանիշներից ոչ մեկը չի գործում pH-ի ողջ սանդղակի վրա՝ 0-ից 14: Այնուամենայնիվ, վերականգնման պրակտիկայում անհրաժեշտ չէ որոշել թթուների կամ ալկալիների բարձր կոնցենտրացիաները: Ամենից հաճախ երկու ուղղություններով չեզոքից 1 - 1,5 pH միավորի շեղումներ կան:

Վերականգնման պրակտիկայում շրջակա միջավայրի արձագանքը որոշելու համար օգտագործվում է տարբեր ցուցանիշների խառնուրդ, ընտրված այնպես, որ այն նշում է չեզոքությունից ամենափոքր շեղումները: Այս խառնուրդը կոչվում է «ունիվերսալ ցուցանիշ»:

Համընդհանուր ցուցանիշը թափանցիկ նարնջագույն հեղուկ է: Միջավայրի մի փոքր փոփոխությամբ դեպի ալկալայնություն, ցուցիչի լուծույթը ձեռք է բերում կանաչավուն երանգ, ալկալայնության բարձրացմամբ՝ կապույտ: Որքան մեծ է փորձարկման հեղուկի ալկալայնությունը, այնքան ավելի ինտենսիվ է դառնում կապույտ գույնը:

Միջավայրի մի փոքր փոփոխությամբ դեպի թթվայնությունը համընդհանուր ցուցիչի լուծույթը դառնում է վարդագույն, թթվայնության բարձրացմամբ՝ կարմիր /կարմինային կամ բծավոր երանգ/։

Նկարներում շրջակա միջավայրի ռեակցիայի փոփոխությունները տեղի են ունենում բորբոսից դրանց վնասվելու հետևանքով. հաճախ փոփոխություններ են տեղի ունենում այն ​​հատվածներում, որտեղ պիտակները կպչում են ալկալային սոսինձով /կազեին, գրասենյակ և այլն/:

Վերլուծության համար անհրաժեշտ է, բացի ունիվերսալ ցուցանիշից, ունենալ թորած ջուր, մաքուր սպիտակ ֆիլտր թուղթ և ապակե ձող:

Վերլուծության առաջընթաց

Մի կաթիլ թորած ջուրը դրվում է ֆիլտրի թղթի վրա և թույլ է տալիս թրջվել: Երկրորդ կաթիլը կիրառվում է այս կաթիլի կողքին և կիրառվում է փորձարկման տարածքի վրա: Ավելի լավ շփման համար, վերևում երկրորդ կաթիլով թուղթը քսվում է ապակե դարակով: Այնուհետև ջրի կաթիլների հատվածներում ֆիլտրի թղթի վրա կիրառվում է ունիվերսալ ցուցիչի կաթիլ: Որպես հսկիչ ծառայում է ջրի առաջին կաթիլը, որի գույնի հետ համեմատվում է փորձարկման տարածքից լուծույթով ներծծված կաթիլը։ Գույնի անհամապատասխանությունը կառավարման անկման հետ ցույց է տալիս փոփոխություն՝ միջավայրի շեղում չեզոքից:

ԱԼԿԱԼԱՅԻՆ ՄԻՋԱՎԱՅՐԻ ՉԵԶԶԱՑՈՒՄ

Բուժված տարածքը խոնավացվում է քացախի կամ կիտրոնաթթվի 2% ջրային լուծույթով: Դրա համար փոքր քանակությամբ բամբակ փաթաթեք պինցետների շուրջը, թրջեք այն թթվային լուծույթի մեջ, քամեք և քսեք նշված հատվածին։

ռեակցիա անպայման ստուգեքունիվերսալ ցուցանիշ!

Գործընթացը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև ամբողջ տարածքը ամբողջությամբ չեզոքացվի։

Մեկ շաբաթ անց ստուգեք շրջակա միջավայրը պետք է կրկնվի:

Թթվային Չեզոքացում

Բուժման ենթակա տարածքը խոնավացվում է ամոնիումի հիդրօքսիդի /ամոնիակ/ 2% ջրային լուծույթով։ Չեզոքացման իրականացման կարգը նույնն է, ինչ ալկալային միջավայրի դեպքում։

Մեդիա ստուգումը պետք է կրկնվի մեկ շաբաթ անց։

ԶԳՈՒՇԱՑՈՒՄ.Չեզոքացման գործընթացը պահանջում է մեծ խնամք, քանի որ չափից ավելի բուժումը կարող է հանգեցնել բուժվող տարածքի չափից ավելի թթվացման կամ ալկալիացման: Բացի այդ, լուծույթներում ջուրը կարող է հանգեցնել կտավի փոքրացմանը:

Աղի հիդրոլիզ

«Աղերի հիդրոլիզ» թեման ամենադժվարներից է անօրգանական քիմիա սովորող 9-րդ դասարանի աշակերտների համար։ Եվ թվում է, թե դրա դժվարությունը ոչ թե ուսումնասիրվող նյութի իրական բարդության մեջ է, այլ դասագրքերում այն ​​ներկայացվելու ձևով։ Այսպիսով, F.G.Feldman-ը և G.E.Rudzitis-ը համապատասխան պարբերությունից շատ քիչ բան ունեն, ինչը կարելի է հասկանալ: Լ.Ս. Գուզեյի և Ն.Ս. Ախմետովի դասագրքերում այս թեման ընդհանրապես բացառված է, չնայած Ախմետովի դասագիրքը նախատեսված է 8-9-րդ դասարանների աշակերտների համար՝ քիմիայի խորը ուսումնասիրությամբ:
Օգտագործելով այս հեղինակների դասագրքերը՝ ուսանողը դժվար թե կարողանա լավ հասկանալ լուծույթների տեսությունը, ջրային միջավայրում նյութերի էլեկտրոլիտիկ տարանջատման էությունը, կապել իոնափոխանակման ռեակցիաները թթուների և հիմքերի կողմից ձևավորված աղերի հիդրոլիզի ռեակցիաների հետ։ տարբեր ուժեղ կողմեր: Բացի այդ, յուրաքանչյուր դասագրքի վերջում կա լուծելիության աղյուսակ, բայց ոչ մի տեղ չի բացատրվում, թե ինչու են նրա առանձին բջիջներում գծիկներ, իսկ դասագրքերի տեքստերում աշակերտները հանդիպում են այդ աղերի բանաձևերին:
Ուսուցիչների համար կարճ դասախոսությունում (հատկապես սկսնակների համար, նրանց համար հատկապես դժվար է պատասխանել երեխաների մոտ ծագած հարցերին), մենք կփորձենք լրացնել այս բացը և, մեր ձևով, ընդգծենք հիդրոլիզի ռեակցիաների և հավասարումների համար հավասարումներ կազմելու խնդիրը: որոշելով ստացված միջավայրի բնույթը.

Հիդրոլիզը ջրի միջոցով նյութերի տարրալուծման գործընթացն է (հիդրոլիզ բառն ինքնին խոսում է դրա մասին՝ հունարեն՝ ջուր և քայքայում)։ Տարբեր հեղինակներ, տալով այս երեւույթի սահմանումը, նշում են, որ սա ձևավորում է թթու կամ թթվային աղ, հիմք կամ հիմնային աղ(N.E. Kuzmenko); երբ աղի իոնները փոխազդում են ջրի հետ, ձևավորվում է թույլ էլեկտրոլիտ(A.E. Antoshin); ջրի հետ աղի իոնների փոխազդեցության արդյունքում ջրի էլեկտրոլիտիկ տարանջատման հավասարակշռությունը փոխվում է.(Ա.Ա. Մակարենյա); լուծված նյութի բաղադրիչները միանում են ջրի բաղադրամասերի հետ(Ն.Լ. Գլինկա) և այլն:
Յուրաքանչյուր հեղինակ, տալով հիդրոլիզի սահմանումը, նշում է այս բարդ, բազմակողմ գործընթացի ամենակարեւոր կողմը, իր կարծիքով. Եվ նրանցից յուրաքանչյուրն յուրովի ճիշտ է։ Թվում է, թե ուսուցչի գործն է, թե որ սահմանմանը նախապատվություն տալ՝ ինչն է իրեն ավելի մոտ մտածելակերպով։
Այսպիսով, հիդրոլիզը ջրի միջոցով նյութերի տարրալուծումն է: Այն առաջանում է աղի և ջրի էլեկտրոլիտիկ տարանջատմամբ իոնների և նրանց միջև փոխազդեցության արդյունքում: Ջուրը թեթևակի տարանջատվում է H+ և OH-իոնների մեջ (1 մոլեկուլ 550000-ից), և հիդրոլիզի ընթացքում այս իոններից մեկը կամ երկուսը կարող են կապվել աղի տարանջատման ժամանակ առաջացած իոնների հետ՝ ցածր դիսոցվող, ցնդող կամ ջրում չլուծվող նյութի մեջ։ .
Աղեր, որոնք առաջանում են ուժեղ հիմքերով (NaOH, KOH, Ba (OH) 2) և ուժեղ թթուներով (H 2 SO 4,
HCl, HNO 3), չեն ենթարկվում հիդրոլիզի, քանի որ դրանք կազմող կատիոնները և անիոնները ունակ չեն լուծույթներում կապելու H + և OH - իոնները (պատճառը բարձր դիսոցացիա է)։
Երբ աղը ձևավորվում է թույլ հիմքով կամ թույլ թթվով, կամ երկու «ծնողներն» էլ թույլ են, ջրային լուծույթի աղը ենթարկվում է հիդրոլիզի։ Այս դեպքում միջավայրի ռեակցիան կախված է թթվի և հիմքի հարաբերական ուժից։ Այլ կերպ ասած՝ նման աղերի ջրային լուծույթները կարող են լինել չեզոք, թթվային կամ ալկալային՝ կախված առաջացած նոր նյութերի դիսոցման հաստատուններից։
Այսպիսով, ամոնիումի ացետատի CH 3 COONH 4 տարանջատման ժամանակ լուծույթի ռեակցիան մի փոքր ալկալային կլինի, քանի որ. դիսոցման հաստատուն NH 4 OH ( կ dis \u003d 6.3 10 -5) ավելի մեծ է, քան CH 3 COOH-ի դիսոցման հաստատունը
(կդիս = 1,75 10 -5): Քացախաթթվի մեկ այլ աղում՝ ալյումինի ացետատ (CH 3 COO) 3 Al - լուծույթի ռեակցիան կլինի մի փոքր թթվային, քանի որ. կդիս (CH 3 COOH) = 1,75 10 -5 ավելին կ dis (Al (OH) 3) \u003d 1.2 10 -6.
Հիդրոլիզի ռեակցիաները որոշ դեպքերում շրջելի են, իսկ որոշ դեպքերում դրանք ավարտվում են: Քանակականորեն հիդրոլիզը բնութագրվում է առանց հարթության r արժեքով, որը կոչվում է հիդրոլիզի աստիճան և ցույց է տալիս, թե լուծույթում աղի մոլեկուլների ընդհանուր քանակի որ մասն է ենթարկվում հիդրոլիզի.

G = n/Ն 100%,

որտեղ nհիդրոլիզացված մոլեկուլների թիվն է, Նտրված լուծույթում մոլեկուլների ընդհանուր թիվն է: Օրինակ, եթե g \u003d 0,1%, ապա դա նշանակում է, որ աղի 1000 մոլեկուլներից միայն մեկը քայքայվել է ջրով.

n = g Ն/100 = 0,1 1000/100 = 1.

Հիդրոլիզի աստիճանը կախված է ջերմաստիճանից, լուծույթի կոնցենտրացիայից և լուծվող նյութի բնույթից։ Այսպիսով, եթե դիտարկենք CH 3 COONa աղի հիդրոլիզը, ապա դրա հիդրոլիզի աստիճանը տարբեր կոնցենտրացիաների լուծույթների համար կլինի հետևյալը.
0.01M - 0.03%, 0.001M-ի համար՝ 0.1% (տվյալները վերցված են Գ. Ռեմիի գրքից): Այս արժեքները համապատասխանում են Le Chatelier-ի սկզբունքին։
Ջերմաստիճանի բարձրացումը մեծացնում է մոլեկուլների կինետիկ էներգիան, դրանց տարրալուծումը կատիոնների և անիոնների, և ջրի իոնների հետ փոխազդեցությունը (H + և OH -) - էլեկտրոլիտ, որը թույլ է սենյակային ջերմաստիճանում:
Հաշվի առնելով ռեակտիվների բնույթը՝ աղի լուծույթին կարող է ավելացվել թթու՝ OH-իոնները կապելու համար, իսկ ալկալը՝ H + իոնները կապելու համար: Կարող եք նաև ավելացնել այլ աղեր, որոնք հիդրոլիզվում են հակառակ իոնում: Այս դեպքում երկու աղերի հիդրոլիզը փոխադարձաբար ուժեղանում է։
Հիդրոլիզը կարող է թուլանալ (անհրաժեշտության դեպքում) ջերմաստիճանն իջեցնելով, լուծույթի կոնցենտրացիան ավելացնելով, դրա մեջ ներմուծելով հիդրոլիզի արտադրանքներից մեկը՝ թթուներ, եթե հիդրոլիզի ժամանակ կուտակվում են H + իոններ, կամ ալկալիներ, եթե կուտակվում են OH իոններ։
Բոլոր չեզոքացման ռեակցիաները էկզոթերմիկ են, իսկ հիդրոլիզի ռեակցիաները՝ էնդոթերմային։ Հետեւաբար, առաջինների բերքատվությունը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, իսկ երկրորդի բերքատվությունը մեծանում է։
Իոններ H + և OH - չեն կարող գոյություն ունենալ լուծույթում զգալի կոնցենտրացիաներում. դրանք միավորվում են ջրի մոլեկուլների մեջ՝ տեղափոխելով հավասարակշռությունը դեպի աջ:
Աղի տարրալուծումը ջրով բացատրվում է տարանջատված աղի կատիոնների և (կամ) անիոնների կապակցմամբ թույլ էլեկտրոլիտի մոլեկուլների մեջ ջրի իոններով (H + և / կամ OH -), որոնք միշտ առկա են լուծույթում: Թույլ էլեկտրոլիտի, նստվածքի, գազի առաջացումը կամ նոր նյութի ամբողջական տարրալուծումը համարժեք է լուծույթից աղի իոնների հեռացմանը, որը, Լե Շատելիեի սկզբունքի համաձայն (գործողությունը հավասար է ռեակցիայի), փոխում է հավասարակշռությունը։ աղի տարանջատումը դեպի աջ, և, հետևաբար, հանգեցնում է աղի ամբողջական տարրալուծմանը: Այսպիսով, գծիկները հայտնվում են լուծելիության աղյուսակում մի շարք միացությունների նկատմամբ:
Եթե ​​աղի կատիոնների պատճառով առաջանում են թույլ էլեկտրոլիտի մոլեկուլներ, ապա ասում են, որ հիդրոլիզն ընթանում է կատիոնի երկայնքով, և միջավայրը կլինի թթվային, իսկ եթե աղի անիոնների պատճառով, ապա ասում են, որ հիդրոլիզն ընթանում է անիոնի երկայնքով, և միջավայրը կլինի ալկալային։ . Այսինքն՝ ով ավելի ուժեղ է՝ թթու, թե հիմք, որոշում է շրջակա միջավայրը։
Հիդրոլիզ են անցնում միայն թույլ թթուների և/կամ հիմքերի լուծվող աղերը։ Փաստն այն է, որ եթե աղը վատ է լուծվում, ապա դրա իոնների կոնցենտրացիաները լուծույթում աննշան են, և անիմաստ է խոսել նման աղի հիդրոլիզի մասին:

Աղերի հիդրոլիզի ռեակցիաների հավասարումների կազմում

Թույլ բազմաբազային հիմքերի և/կամ թթուների աղերի հիդրոլիզը տեղի է ունենում փուլերով։ Հիդրոլիզի աստիճանների թիվը հավասար է աղի իոններից մեկի ամենամեծ լիցքին։
Օրինակ:

Սակայն հիդրոլիզը երկրորդ և հատկապես երրորդ փուլում շատ թույլ է, քանի որ
r1 >> r2 >> r3. Հետևաբար, հիդրոլիզի հավասարումներ գրելիս սովորաբար սահմանափակվում է առաջին քայլով: Եթե ​​հիդրոլիզը գործնականում ավարտված է առաջին փուլում, ապա թույլ բազմահիմն հիմքերի և ուժեղ թթուների աղերի հիդրոլիզի ժամանակ առաջանում են հիմնային աղեր, իսկ ուժեղ հիմքերի և թույլ պոլիբազային թթուների աղերի հիդրոլիզի ժամանակ՝ թթվային աղեր։
Աղի հիդրոլիզի գործընթացում ներգրավված ջրի մոլեկուլների թիվը՝ ըստ ռեակցիայի սխեմայի, որոշվում է կատիոնային վալենտության արտադրյալով և աղի բանաձևում դրա ատոմների քանակով. (հեղինակային կանոն):
Օրինակ:

Na 2 CO 3 2Na + 1 2 = 2 (H 2 O),

Al 2 (SO 4) 3 2Al 3+ 3 2 = 6 (H 2 O),

Co (CH 3 COO) 2 Co 2+ 2 1 \u003d 2 (H 2 O):

Ուստի հիդրոլիզի հավասարումը կազմելիս օգտագործում ենք հետևյալը ալգորիթմ(Al 2 (SO 4) 3-ի հիդրոլիզի օրինակով).

1. Որոշեք, թե ինչ նյութերից է առաջանում աղը.

2. Մենք ենթադրում ենք, թե ինչպես կարող է հիդրոլիզը ընթանալ.

Al 2 (SO 4) 3 + 6H–OH \u003d 2Al 3+ + 3 + 6H + + 6OH -.

3. Քանի որ Al (OH) 3-ը թույլ հիմք է, և դրա Al 3+ կատիոնը կապում է OH իոնները ջրից, գործընթացը իրականում ընթանում է այսպես.

Al 2 (SO 4) 3 + 6H + + 6OH - \u003d 2Al (OH) 2+ + 3 + 6H + + 2OH -.

4. Համեմատում ենք լուծույթում մնացած H + և OH իոնների քանակը և որոշում միջավայրի ռեակցիան.

5. Հիդրոլիզից հետո առաջացել է նոր աղ՝ (Al (OH) 2) 2 SO 4, կամ Al 2 (OH) 4 SO 4, - ալյումինի դիհիդրոքսոսուլֆատ (կամ դիալյումինի տետրահիդրոքսոսուլֆատ)՝ հիմնական աղը։ Մասամբ կարող է առաջանալ նաև AlOHSO 4 (ալյումինի հիդրոքսուլֆատ), բայց շատ ավելի փոքր քանակությամբ, և այն կարելի է անտեսել:

Մեկ այլ օրինակ.

2. Na 2 SiO 3 + 2H 2 O \u003d 2Na + + + 2H + + 2OH -.

3. Քանի որ H 2 SiO 3-ը թույլ թթու է, և դրա իոնը կապում է ջրից H + իոնները, իրական ռեակցիան հետևյալն է.

2Na + + + 2H + + 2OH - \u003d 2Na + + H + H + + 2OH -.

4. H + + 2OH - \u003d H 2 O + OH - ալկալային միջավայր:

5. Na + + H \u003d NаНSiO 3 - նատրիումի հիդրոսիլիկատ - թթու աղ:

Միջավայրի թթվայնությունը կամ ալկալայնությունը հեշտությամբ կարելի է որոշել լուծույթում մնացած H + կամ OH իոնների քանակով, պայմանով, որ նոր նյութեր են գոյացել և գոյություն ունեն լուծույթում համարժեք հարաբերակցությամբ, և ռեակցիայի ընթացքում այլ ռեակտիվներ չեն ավելացվել: Միջավայրը կարող է լինել թթվային կամ թեթևակի թթվային (եթե կան քիչ H + իոններ), ալկալային (եթե կան շատ OH իոններ) կամ թեթևակի ալկալային, ինչպես նաև չեզոք, եթե թույլ թթվի և թույլ թթվի դիսոցման հաստատունների արժեքները հիմքը մոտ է, և լուծույթում մնացած բոլոր H + և OH իոնները հիդրոլիզից հետո վերամիավորվում են՝ առաջացնելով H 2 O:
Մենք արդեն նշել ենք, որ աղի հիդրոլիզի աստիճանը ավելի մեծ է, այնքան թույլ է թթուն կամ հիմքը, որը ձևավորել է այս աղը: Հետևաբար, անհրաժեշտ է օգնել ուսանողներին բերել անիոնների և կատիոնների շարքը, որը համապատասխանում է դրանց բաղադրիչների թթուների և հիմքերի ուժի նվազմանը (ըստ Ա.Վ. Մետելսկու):

Անիոններ: F - > > CH 3 COO - > H > HS - > > > > > .

Կատիոններ: Cd 2+ > Mg 2+ > Mn 2+ > Fe 2+ > Co 2+ > Ni 2+ > > Cu 2+ > Pb 2+ > Zn 2+ > Al 2+ > Cr 2+ > Fe 2+:

Այս շարքերում որքան աջ է գտնվում իոնը, այնքան մեծ է նրա կողմից ձևավորված աղի հիդրոլիզը, այսինքն. նրա հիմքը կամ թթուն ավելի թույլ են, քան ձախ կողմում գտնվողները: Հատկապես ուժեղ է թույլ հիմքի և թթվի կողմից միաժամանակ առաջացած աղերի հիդրոլիզը։ Բայց նույնիսկ նրանց մոտ հիդրոլիզի աստիճանը սովորաբար չի գերազանցում 1%-ը։ Այնուամենայնիվ, որոշ դեպքերում նման աղերի հիդրոլիզը հատկապես ուժեղ է ընթանում, և հիդրոլիզի աստիճանը հասնում է գրեթե 100% -ի: Նման աղեր չկան ջրային լուծույթներում, այլ պահվում են միայն չոր վիճակում։ Լուծելիության աղյուսակում դրանց դեմ գծիկ կա։ Նման աղերի օրինակներ են՝ BaS, Al 2 S 3, Cr 2 (SO 3) 3 և այլն (տես դասագրքի լուծելիության աղյուսակը)։
Նման աղերը, որոնք ունեն հիդրոլիզի բարձր աստիճան, ամբողջությամբ և անդառնալիորեն հիդրոլիզացվում են, քանի որ դրանց հիդրոլիզի արտադրանքները լուծույթից հանվում են վատ լուծվող, չլուծվող, գազային (ցնդող), ցածր դիսոցվող նյութի տեսքով կամ քայքայվում են ջուրը այլ նյութերի մեջ:
Օրինակ:

Ջրով ամբողջությամբ քայքայված աղերը չեն կարող ստացվել ջրային լուծույթներում իոնափոխանակությամբ, քանի որ Իոնափոխանակության փոխարեն հիդրոլիզի ռեակցիան ավելի ակտիվ է ընթանում։

Օրինակ:

2AlCl 3 + 3Na 2 S Al 2 S 3 + 6NaCl (կարող է այդպես լինել),

2АlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl (այդպես է իրականում):

Al 2 S 3-ի նման աղերը ստացվում են անջուր միջավայրում՝ բաղադրիչները համարժեք քանակությամբ կամ այլ մեթոդներով սինթեզելով.

Շատ հալոգենիդներ, որպես կանոն, ակտիվորեն փոխազդում են ջրի հետ՝ ձևավորելով մի տարրի հիդրիդ և մյուսի հիդրօքսիդ։
Օրինակ:

СlF + H–OH HClO + HF,

PСl 3 + 3H–OH P(OH) 3 + 3HCl
(ըստ Լ. Փոլինգի)։

Որպես կանոն, այս տեսակի ռեակցիաներում, որոնք նաև կոչվում են հիդրոլիզ, այնքան ավելի էլեկտրաբացասական տարրը միավորվում է H+-ի հետ, իսկ ավելի քիչ էլեկտրաբացասականը՝ OH-ի հետ: Հեշտ է տեսնել, որ վերը նշված ռեակցիաները ընթանում են այս կանոնին համապատասխան:
Թույլ թթուների թթվային աղերը նույնպես ենթարկվում են հիդրոլիզի։ Սակայն այս դեպքում հիդրոլիզի հետ մեկտեղ տեղի է ունենում թթվային մնացորդի դիսոցացիա։ Այսպիսով, NaHCO 3 լուծույթում H-ի հիդրոլիզը տեղի է ունենում միաժամանակ, ինչը հանգեցնում է OH-իոնների կուտակմանը.

H + H–OH H 2 CO 3 + OH -,

և տարանջատում, թեև աննշան.

H + H + .

Այսպիսով, թթվային աղի լուծույթի ռեակցիան կարող է լինել կա՛մ ալկալային (եթե անիոնի հիդրոլիզը գերակշռում է դրա տարանջատմանը), կա՛մ թթվային (հակառակ դեպքում)։ Սա որոշվում է աղի հիդրոլիզի հաստատունի հարաբերակցությամբ ( Դեպիհիդր) և դիսոցման հաստատուններ ( Դեպիդիս) համապատասխան թթվի. Դիտարկված օրինակում Դեպիհիդր անիոն ավելի Դեպիդիս թթուներ, ուստի այս թթվային աղի լուծույթն ունենում է ալկալային ռեակցիա (որն օգտագործում են ստամոքսահյութի բարձր թթվայնությունից այրոցով տառապողները, թեև իզուր են դա անում): Հաստատունների հակադարձ հարաբերակցությամբ, օրինակ՝ NaHSO 3-ի հիդրոլիզի դեպքում, լուծույթի ռեակցիան կլինի թթվային։
Հիմնական աղի հիդրոլիզը, ինչպիսին է պղնձի (II) հիդրոքսոքլորիդը, ընթանում է հետևյալ կերպ.

Cu(OH)Cl + H–OH Cu(OH) 2 + HCl,

կամ իոնային ձևով.

CuOH + + Cl - + H + + OH - Cu (OH) 2 + Cl - + H + թթվային միջավայր:

Հիդրոլիզը լայն իմաստով տարբեր նյութերի և ջրի միջև փոխանակման տարրալուծման ռեակցիան է (Գ.Պ. Խոմչենկո): Այս սահմանումը ներառում է բոլոր միացությունների հիդրոլիզը՝ ինչպես անօրգանական (աղեր, հիդրիդներ, հալոգենիդներ, քալկոգեններ և այլն), այնպես էլ օրգանական (էսթեր, ճարպեր, ածխաջրեր, սպիտակուցներ և այլն):
Օրինակ:

(C6H10O5) n + n H–OH n C6H12O6,

CaC 2 + 2H–OH Ca(OH) 2 + C 2 H 2,

Cl 2 + H–OH HCl + HClO,

PI 3 + 3H–OH H 3 PO 3 + 3HI:

Հանքանյութերի՝ ալյումինոսիլիկատների հիդրոլիզի արդյունքում առաջանում է ապարների ոչնչացում։ Որոշ աղերի հիդրոլիզը՝ Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, օգտագործվում է ջրի մաքրման և կարծրությունը նվազեցնելու համար:
Արագ զարգացող հիդրոլիզի արդյունաբերությունը թափոններից արտադրում է մի շարք արժեքավոր ապրանքներ (փայտի թեփ, բամբակի կեղև, արևածաղկի կեղև, ծղոտ, եգիպտացորենի ցողուններ, շաքարի ճակնդեղի թափոններ և այլն)՝ էթիլային սպիրտ, կերային խմորիչ, գլյուկոզա, չոր սառույց, ֆուրֆուրալ, մեթանոլ։ , լիգնին և շատ այլ նյութեր։
Մարդու և կենդանիների օրգանիզմում հիդրոլիզը տեղի է ունենում ջրային միջավայրում սննդի (ճարպեր, ածխաջրեր, սպիտակուցներ) մարսման ժամանակ ֆերմենտների՝ կենսաբանական կատալիզատորների ազդեցության տակ։ Այն կարևոր դեր է խաղում բնության մեջ (Կրեբսի ցիկլ, եռկարբոքսիլաթթվի ցիկլ) և արդյունաբերության մեջ նյութերի մի շարք քիմիական փոխակերպումների մեջ։ Ուստի կարծում ենք, որ դպրոցական քիմիայի դասընթացում հիդրոլիզի ուսումնասիրությանը պետք է շատ ավելի մեծ ուշադրություն դարձնել։
Ստորև բերված է օրինակ փոխանցման քարտ, աշակերտներին առաջարկեց համախմբել նյութը 9-րդ դասարանում «Աղերի հիդրոլիզ» թեման ուսումնասիրելուց հետո։

Fe 2 (SO 4) 3 հիդրոլիզի հավասարումը գրելու ալգորիթմ 1. Որոշեք, թե ինչ աղ է առաջանում. 2. Մենք ենթադրում ենք, թե ինչպես կարող է հիդրոլիզը ընթանալ. Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O \u003d 2Fe 3+ + 3 + 6H + + 6OH -. 3. Քանի որ Fe (OH) 3-ը թույլ հիմք է, Fe 3+ կատիոնները կկապվեն ջրից OH անիոններով և հիդրոլիզը իրականում կշարունակվի հետևյալ կերպ. 2Fe 3+ + 3 + 6H + + 6OH – = 2Fe(OH) 2+ + 3 + 6H + + 2OH – . 4. Որոշեք շրջակա միջավայրի արձագանքը. 6H + + 2OH - \u003d 2H 2 O + 4H + թթվային միջավայր: 5. Նոր աղը որոշում ենք լուծույթում մնացած իոններով. 2Fe (OH) 2+ + = 2 SO 4 - երկաթ (III) դիհիդրոքսոսուլֆատ - հիմնական աղ. Հիդրոլիզն ընթանում է կատիոնի միջով:

լրացուցիչ տեղեկություն (քարտի հետևի մասում) 1. Ով ավելի ուժեղ է՝ հիմք կամ թթու, որոշում է շրջակա միջավայրը՝ թթվային կամ ալկալային։ 2. Պոլիբազային թթուների և հիմքերի դիսոցիացիան և հիդրոլիզը հաշվի են առնվում միայն առաջին փուլում։ Օրինակ: Al (OH) 3 \u003d Al + OH -, H 3 RO 4 \u003d H + +: 3. Թթուների ակտիվության շարքը (դրանց ուժերը). 4. Հիմքերի գործունեության շարքը (դրանց ուժեղ կողմերը). 5. Որքան աջ կողմում են թթունն ու հիմքը նրա շարքում, այնքան ավելի թույլ են դրանք: 6. Աղի հիդրոլիզի մեջ ներգրավված ջրի մոլեկուլների քանակը ըստ ռեակցիայի սխեմայի որոշվում է կատիոնային վալենտության արտադրյալով և դրա ատոմների քանակով աղի բանաձևում. Na 2 SO 3 2Na + 1 2 \u003d 2 (H 2 O), ZnCl 2 1Zn 2+ 2 1 \u003d 2 (H 2 O), Al 2 (SO 4) 3 2Al 3+ 3 2 = 6 (H 2 O): 7. Հիդրոլիզն ընթանում է կատիոնի երկայնքով, եթե հիմքը թույլ է, և անիոնի երկայնքով, եթե թթուն թույլ է:

Այս ալգորիթմի կիրառումը նպաստում է ուսանողների կողմից հիդրոլիզի հավասարումների գիտակցված գրմանը և, բավարար պատրաստվածությամբ, որևէ դժվարություն չի առաջացնում:

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

Antoshin A.E., Tsapok P.I. Քիմիա. Մոսկվա: Քիմիա, 1998;
Ախմետով Ն.Ս.. Անօրգանական քիմիա. Մ.: Կրթություն, 1990;
Գլինկա Ն.Լ.Ընդհանուր քիմիա. Լ.: Քիմիա, 1978;
Էրեմին Վ.Վ., Կուզմենկո Ն.Ե.Քիմիա. Մ.: Քննություն, 1998;
Էրեմին Վ.Վ., Կուզմենկո Ն.Ե., Պոպով Վ.Ա.. Քիմիա. Մոսկվա: Բոստարդ, 1997;
Կուզմենկո Ն.Ե., Չուրանով Ս.Ս.Ընդհանուր և անօրգանական քիմիա. Մ.: Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի հրատարակչություն, 1977;
Մետելսկի Ա.Վ.Քիմիա. Մինսկ: Բելառուսական հանրագիտարան, 1997;
Փոլինգ Լ., Փոլինգ Պ. Քիմիա. Մ.: Միր, 1998;
Pimentel D.S.Քիմիա. Մոսկվա: Միր, 1967;
Feldman F.G., Rudzitis G.E.Քիմիա-9. Մ.: Լուսավորություն, 1997;
Խոլին Յու.Վ., Սլետա Լ.Ա.Քիմիայի դասախոս. Խարկով: Ֆոլինո, 1998;
Խոմչենկո Գ.Պ.. Քիմիա. Մոսկվա: Բարձրագույն դպրոց, 1998 թ.