Hoe schrijf je de vergelijking van hydrolyse van zouten op? Dit onderwerp levert vaak problemen op voor afgestudeerden van middelbare scholen die scheikunde kiezen voor het examen. Laten we de belangrijkste soorten hydrolyse analyseren, rekening houden met de regels voor het opstellen van moleculaire en ionische vergelijkingen.
Definitie
Hydrolyse is een reactie tussen een stof en water, vergezeld van de combinatie van componenten van de oorspronkelijke stof ermee. Deze definitie geeft aan dat dit proces niet alleen plaatsvindt in anorganische stoffen, maar ook kenmerkend is voor organische verbindingen.
De hydrolysereactievergelijking is bijvoorbeeld geschreven voor koolhydraten, esters, eiwitten, vetten.
Hydrolysewaarde
Alle chemische interacties die worden waargenomen in het hydrolyseproces worden in verschillende industrieën gebruikt. Dit proces wordt bijvoorbeeld gebruikt om grove en colloïdale onzuiverheden uit water te verwijderen. Voor deze doeleinden worden speciale precipitaten van aluminium en ijzerhydroxiden gebruikt, die worden verkregen door hydrolyse van sulfaten en chloriden van deze metalen.
Wat maakt het nog meer uithydrolyse? De vergelijking van dit proces geeft aan dat deze reactie de basis is van de spijsverteringsprocessen van alle levende wezens. Het grootste deel van de energie die het lichaam nodig heeft, is geconcentreerd als ATP. Het vrijkomen van energie is mogelijk door het hydrolyseproces, waaraan ATP deelneemt.
Procesfuncties
De moleculaire vergelijking van zouthydrolyse wordt geschreven als een omkeerbare reactie. Afhankelijk van welke base en welk zuur het anorganische zout wordt gevormd, zijn er verschillende mogelijkheden voor het verloop van dit proces.
De gevormde zouten gaan een dergelijke interactie aan:
- milde hydroxide en actief zuur (en vice versa);
- vluchtig zuur en actieve base.
Je kunt de ionische hydrolysevergelijking niet schrijven voor zouten die worden gevormd door een actief zuur en een actieve base. De reden is dat de essentie van neutralisatie neerkomt op de vorming van water uit ionen.
Proceskenmerk
Hoe kan hydrolyse worden beschreven? De vergelijking van dit proces kan worden beschouwd als het voorbeeld van een zout, dat wordt gevormd door een eenwaardig metaal en een eenbasisch zuur.
Als een zuur wordt weergegeven als HA en een base is MON, dan is het zout dat ze vormen MA.
Hoe kan hydrolyse worden geschreven? De vergelijking is geschreven in moleculaire en ionische vorm.
Voor verdunde oplossingen wordt de hydrolyseconstante gebruikt, die wordt gedefinieerd als de verhouding van het aantal molzouten die betrokken zijn bij hydrolyse, tot hun totale aantal. De waarde hangt af van welk zuur en welke base het zout vormen.
Anionhydrolyse
Hoe de moleculaire hydrolysevergelijking te schrijven? Als het zout een actief hydroxide en een vluchtig zuur bevat, zal het resultaat van de interactie een alkali en een zuur zout zijn.
Typisch is het natriumcarbonaatproces, dat een alkali en een zuur zout produceert.
Aangezien de oplossing anionen van de hydroxylgroep bevat, is de oplossing alkalisch en wordt het anion gehydrolyseerd.
Procesvoorbeeld
Hoe schrijf je zo'n hydrolyse op? De procesvergelijking voor ferrosulfaat (2) gaat uit van de vorming van zwavelzuur en ferrosulfaat (2).
De oplossing is zuur, gemaakt door zwavelzuur.
Totale hydrolyse
Moleculaire en ionische vergelijkingen voor de hydrolyse van zouten, die worden gevormd door een inactief zuur en dezelfde base, suggereren de vorming van de overeenkomstige hydroxiden. Bijvoorbeeld, voor aluminiumsulfide gevormd door amfoteer hydroxide en vluchtig zuur, zullen de reactieproducten aluminiumhydroxide en waterstofsulfide zijn. De oplossing is neutraal.
Opeenvolging van acties
Er is een bepaald algoritme waarmee middelbare scholieren in staat zullen zijn om het type hydrolyse nauwkeurig te bepalen, de reactie van het medium te identificeren en ook de producten van de lopende reactie te registreren. Eerst moet u het type definiërenverwerk en registreer het proces van voortdurende zoutdissociatie.
Voor kopersulfaat (2) gaat de ontleding in ionen bijvoorbeeld gepaard met de vorming van een koperkation en een anion van sulfaat.
Dit zout wordt gevormd door een zwakke base en een actief zuur, dus het proces vindt plaats langs het kation (zwak ion).
Vervolgens wordt de moleculaire en ionische vergelijking van het lopende proces geschreven.
Om de reactie van het medium te bepalen, is het noodzakelijk om een ionische weergave van het lopende proces op te stellen.
De producten van deze reactie zijn: koperhydroxosulfaat (2) en zwavelzuur, dus de oplossing wordt gekenmerkt door een zure reactie van het medium.
Hydrolyse heeft een speciale plaats tussen de verschillende uitwisselingsreacties. In het geval van zouten kan dit proces worden weergegeven als een omkeerbare interactie van ionen van een stof met een hydratatieschil. Afhankelijk van de sterkte van deze impact, kan het proces met verschillende intensiteit verlopen.
Donor-acceptorbindingen verschijnen tussen kationen en watermoleculen die ze hydrateren. De zuurstofatomen in water zullen als donor fungeren, omdat ze ongedeelde elektronenparen hebben. Acceptors zullen kationen zijn die vrije atomaire orbitalen hebben. De lading van het kation bepa alt het polariserende effect op water.
Er wordt een zwakke waterstofbinding gevormd tussen anionen en HOH-dipolen. Bij een sterke inwerking van anionen is een volledige loslating van het protonmolecuul mogelijk, wat leidt tot de vorming van een zuur of een anion van het HCO3‾-type. Hydrolyse is een omkeerbaar en endotherm proces.
Soorten effecten op zoutwatermoleculen
Alle anionen en kationen, met onbeduidende ladingen en aanzienlijke afmetingen, hebben een licht polariserend effect op watermoleculen, dus er is praktisch geen reactie in een waterige oplossing. Als voorbeeld van dergelijke kationen kunnen hydroxylverbindingen, die alkaliën zijn, worden genoemd.
Laten we de metalen van de eerste groep van de hoofdsubgroep van de tafel van D. I. Mendelejev eruit pikken. Anionen die aan de eisen voldoen zijn zure restanten van sterke zuren. Zouten, die worden gevormd door actieve zuren en logen, ondergaan niet het proces van hydrolyse. Voor hen kan het dissociatieproces worden geschreven als:
H2O=H+ + OH‾
Oplossingen van deze anorganische zouten hebben een neutrale omgeving, daarom wordt tijdens hydrolyse de vernietiging van zouten niet waargenomen.
Voor organische zouten gevormd door het anion van een zwak zuur en een alkalisch kation wordt hydrolyse van het anion waargenomen. Beschouw als voorbeeld van zo'n zout kaliumacetaat CH3COOK.
Binding van CH3COOCOO- acetaat-ionen met waterstofprotonen in moleculen van azijnzuur, dat een zwak elektrolyt is, is geobserveerd. In de oplossing wordt de accumulatie van een aanzienlijke hoeveelheid hydroxide-ionen waargenomen, waardoor het een alkalische reactie van het medium verkrijgt. Kaliumhydroxide is een sterke elektrolyt, dus het kan niet worden gebonden, pH > 7.
De moleculaire vergelijking van het lopende proces is:
CH3SOOK + H2O=KOH +CH3UN
Om de essentie van de interactie tussen stoffen te begrijpen, is het noodzakelijk om een volledige en gereduceerde ionische vergelijking op te stellen.
Na2S-zout wordt gekenmerkt door een stapsgewijs hydrolyseproces. Rekening houdend met het feit dat het zout wordt gevormd door een sterke alkali (NaOH) en dibasisch zwak zuur (H2S), wordt de binding van het sulfide-anion door waterprotonen en de ophoping van hydroxylgroepen in de oplossing waargenomen. In moleculaire en ionenvorm ziet dit proces er als volgt uit:
Na2S + H2O=NaHS + NaOH
De eerste stap. S2− + HON=HS− + OH−
Tweede stap. HS− + HON=H2S + OH−
Ondanks de mogelijkheid van een hydrolyse in twee fasen van dit zout onder normale omstandigheden, gaat de tweede fase van het proces praktisch niet door. De reden voor dit fenomeen is de ophoping van hydroxylionen, die de oplossing een zwak alkalisch milieu geven. Dit draagt bij aan een verschuiving in het chemisch evenwicht volgens het principe van Le Chatelier en veroorzaakt een neutralisatiereactie. In dit opzicht kan de hydrolyse van zouten, die worden gevormd door alkali en zwak zuur, worden onderdrukt door een overmaat aan alkali.
Afhankelijk van het polariserende effect van anionen, is het mogelijk om de intensiteit van hydrolyse te beïnvloeden.
Voor zouten die sterk zure anionen en zwak-base-kationen bevatten, wordt kationhydrolyse waargenomen. Een soortgelijk proces kan bijvoorbeeld worden overwogen op ammoniumchloride. Het proces kan als volgt worden weergegeven:vorm:
moleculaire vergelijking:
NH4CL + H2O=NH4OH + HCL
korte ionische vergelijking:
NH4++HOH=NH4OH + H +
Door het feit dat protonen zich ophopen in de oplossing, wordt er een zure omgeving in gecreëerd. Om het evenwicht naar links te verschuiven, wordt een zuur in de oplossing gebracht.
Voor een zout gevormd door een zwak kation en anion is het verloop van volledige hydrolyse typisch. Beschouw bijvoorbeeld de hydrolyse van ammoniumacetaat CH3COONH4. In ionische vorm heeft de interactie de vorm:
NH4+ + CH3COO−+ HOH=NH4OH + CH3COOH
Tot slot
Afhankelijk van welk zuur en base het zout wordt gevormd, heeft het reactieproces met water bepaalde verschillen. Wanneer bijvoorbeeld zout wordt gevormd door zwakke elektrolyten en wanneer deze een interactie aangaan met water, worden vluchtige producten gevormd. Volledige hydrolyse is de reden waarom het niet mogelijk is om sommige zoutoplossingen te bereiden. Voor aluminiumsulfide kunt u het proces bijvoorbeeld schrijven als:
Al2S3 + 6H2O=2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑
Dergelijk zout kan alleen worden verkregen door de "droge methode", door eenvoudige stoffen te verwarmen volgens het schema:
2Al + 3S=Al2S3
Om ontleding van aluminiumsulfide te voorkomen, moet het in luchtdichte containers worden bewaard.
In sommige gevallen is het hydrolyseproces vrij moeilijk, dus de moleculairede vergelijkingen van dit proces hebben een voorwaardelijke vorm. Om de producten van interactie betrouwbaar vast te stellen, is het noodzakelijk om speciale onderzoeken uit te voeren.
Dit is bijvoorbeeld typisch voor multinucleaire complexen van ijzer, tin, beryllium. Afhankelijk van de richting waarin dit omkeerbare proces moet worden verschoven, is het mogelijk om ionen met dezelfde naam toe te voegen, de concentratie en temperatuur te veranderen.
