2010-01-22

Chemia XIV

HYDROLIZA

Hydrolizą to

- reakcja związku chemicznego z wodą,

- szczególnym rodzajem reakcji hydrolizy jest odwracalny proces hydrolizy soli.

Proces taki występuje w czasie rozpuszczania soli w wodzie.

Produktami reakcji hydrolizy są kwas i zasada.

1

2010-01-22

• W przypadku reakcji hydrolizy soli

pochodzącej od kwasu 1-wodorowego (HA)

i 1-wodorotlenowej zasady (MeOH),

• reakcję hydrolizy można zapisać

schematycznie.

Me+ + A- + H O <=> MeOH + HA

2

• Reakcją odwrotną do reakcji hydrolizy jest reakcja zobojętnienia.

Solami nie ulegające reakcji

hydrolizy

• Solami, które nie ulegają reakcji

hydrolizy są sole mocnych kwasów i

mocnych zasad (NaCl, KNO ,

3

K SO ,...).

2

4

• Mocne kwasy – HCl, HNO H SO

3,

2

4,

• Mocne zasady NaOh, KOH, Ca(OH)2

2

2010-01-22

Hydrolizują sole - 1

• sole słabych jednoprotonowych kwasów i mocnych jednowodorotlenowych zasad (CH COOK, NaCN) -

3

odczyn zasadowy.

Przebieg procesu hydrolizy dla CH COOK

3

przedstawia równanie.

• CH COO - + K+ + H O <=> CH COOH + K+ + OH-3

2

3

• Z równania widzimy, że jon potasowy nie

uczestniczy w równowadze kwasowo-zasadowej, dlatego powyższe równanie możemy zapisać w postaci CH COO - + H O <=> CH COOH + OH-3

2

3

• Ten stan równowagi nazywany jest reakcją hydrolizy anionowej (zasadowej)

2

• sole mocnych jednoprotonowych kwasów i

słabych jednowodorotlenowych zasad

(NH NO ) - odczyn

4

3

kwasowy

• NH + + H O <=> NH + H O+

4

2

3

3

• Jon NO - nie uczestniczy w równowadze

3

kwasowo-zasadowej. Ten stan równowagi

nazywany jest reakcją hydrolizy kationowej (kwasowej)

3

2010-01-22

3

• sole słabych jednoprotonowych kwasów i słabych jednowodorotlenowych zasad.

• Np. HCOONH - odczyn może być obojętny,

4

kwasowy lub zasadowy, zależnie od wartości stałych dysocjacji odpowiednich kwasów i zasad

• sole słabych dwuprotonowych kwasów i mocnych jednowodorotlenowych zasad – np. K S - odczyn 2

zasadowy

• sole trójprotonowych kwasów i mocnych

jednowodorotlenowych zasad –

• np. Na PO - odczyn zasadowy, Na HPO - odczyn 3

4

2

4

zasadowy, NaH PO - odczyn kwaśny

2

4

Hydroliza soli mocnych kwasów i

słabych zasad (przykłady)

• Hydrolizę soli mocnego kwasu i słabej zasady można opisać reakcją dysocjacji (wszystkie sole rozpuszczone w wodzie są całkowicie zdysocjowane):

M A

mMn+ + nAm-

m

n

• oraz reakcją kationu z cząsteczkami wody:

•

Mn+ + H2O

MOH(n-1)+ + H+

4

2010-01-22

Reakcja jest reakcją równowagową i

można jej przypisać stałą równowagi

K:

Przyjmując, że stężenie wody [H2O]

jest praktycznie stałe i oznaczając iloczyn K x [H O] stałą hydrolizy

możemy

2

Kh

równanie zapisać w postaci:

5

2010-01-22

Jeśli pomnożymy mianownik i licznik

przez [OH-] to otrzymamy wyrażenie:

Ponieważ iloczyn: K = [H+][OH-]

w

jest iloczynem jonowym wody,

a wyrażenie

jest stałą dysocjacji słabej zasady

mamy po podstawieniu do równania

6

2010-01-22

Hydroliza chlorku amonu

NH Cl + H O

NH + + Cl- + H+ + OH-

4

2

4

NH + + H O

NH OH + H+

4

2

4

NH4Cl + H2O

NH4OH + H+ + Cl-

K = K

/ K

= 10-14 / K

h

H2O

NH4OH

NH4OH

Stopień hydrolizy

Przykład - hydroliza CH COONa

3

Równanie reakcji hydrolizy .

• CH COO- + HOH <=> CH COOH + OH-

3

3

Z równania hydrolizy wynika, że z każdego jonu octanowego CH COO- powstaje jedna cząsteczka 3

kwasu octowego i jeden jon wodorotlenowy

• [CH COOH] = [OH-]

3

przy zaniedbaniu jonów OH- pochodzących z dysocjacji H O.

2

Jeżeli stężenie soli CH COONa oznaczymy przez c, 3

stopień hydrolizy przez , to stężenie

h

zhydrolizowanych cząsteczek wyraża równanie.

[CH COOH] = [OH-] =

* c

3

h

7

2010-01-22

Stężenie jonów wodorowych (pH)

Jeżeli stopień hydrolizy

< 1, to nie popełniając

h

dużego błędu można przyjąć, że stężenie jonów octanowych [CH COO-] jest bliskie stężeniu c.

3

Zatem równanie na stałą hydrolizy K :

h

Kh = [OH-]2/c

• podstawiając w miejsce [OH-] zależność

• [OH-] = K

/ [H O+]

H2O

3

• oraz uwzględniając, że K = K

/ K

h

H2O

HA

• otrzymamy KH2O/KHA= K2H2O/[H3O+]2*c

[H3O+]2 = KH2O* KHA/c

8