Buku masalah kimia am dan bukan organik
7. Larutan akueus bagi protolith. 7.1. air. Persekitaran neutral, berasid dan beralkali. Protolith yang kuat
Tengok tugasan >>>Bahagian teori
Teori moden asid dan bes ialah teori proton Brønsted–Lowry, yang menerangkan manifestasi fungsi berasid atau asas oleh bahan dengan fakta bahawa ia bertindak balas protolisis– tindak balas pertukaran proton (kation hidrogen) H +:
NA+E A - +BUKAN +
bes asid asas asid
Mengikut teori ini asid- Ini yang mengandungi proton bahan HA, yang merupakan penderma protonnya; bes ialah bahan E yang menerima proton yang didermakan oleh asid. Secara amnya, bahan tindak balas ialah asid HA dan bahan tindak balas ialah bes E, dan hasil darab ialah bes A - dan produk - asid HE + bersaing antara satu sama lain untuk memiliki proton, yang membawa tindak balas asid-bes boleh balik kepada keadaan protolitik keseimbangan. Oleh itu, sistem mengandungi empat bahan yang membentuk dua pasangan asid-bes konjugat: HA / A - dan BUKAN + /E. Bahan yang menunjukkan sifat berasid atau asas dipanggil protolith .
7.1. air. Persekitaran neutral, berasid dan beralkali. kuat protolith
Pelarut cecair yang paling biasa di Bumi ialah air. Sebagai tambahan kepada molekul H 2 O, air tulen mengandungi ion hidroksida OH - dan kation oksonium H 3 O + kerana tindak balas yang berterusan autoprotolisis air:
H 2 O + H 2 O OH − + H 3 O
asid bes asid bes
Ciri kuantitatif autoprotolisis air ialah produk ionik air:
K DALAM= [H 3 O + ][ OH – ] = 1 . 10 –14 (25 ° DENGAN)
Oleh itu, dalam air bersih
[H 3 O + ] = [OH – ] =1. 10 –7 mol/l (25° DENGAN)
Kandungan kation oksonium dan ion hidroksida juga dinyatakan melalui nilai pH pHDan indeks hidroksil pOH:
pH = -lg ,pOH = -lg [ OH – ]
Dalam air bersih pada 25 ° DENGANpH = 7, pOH = 7, pH + pOH = 14.
Dalam larutan cair (kurang daripada 0.1 mol/l) bahan berair, nilainyapHmungkin sama, lebih besar atau kurangpHair bersih. PadapH= 7 medium larutan akueus dipanggil neutral, apabilapH < 7 – кислотной, при pH> 7 – beralkali. Peningkatan ketara dalam kepekatan ionH 3 O + dalam air (penciptaan berasid persekitaran) dicapai melalui tindak balas tidak boleh balik protolisis bahan seperti hidrogen klorida, perklorik dan asid sulfurik:
HCl+H2O= Cl – +H 3 O + ,pH< 7
HClO4+H 2 O=ClO 4 – +H 3 O + ,pH< 7
H2SO4+2H 2 O=SO 4 2– +2H 3 O + ,pH< 7
IonCl – , ClO 4 – , JADI 4 2– , berkonjugasi dengan asid ini, tidak mempunyai sifat asas dalam air. Sesetengah hidroanion berkelakuan serupa dalam larutan akueus, contohnya ion hidrogen sulfat:
HSO 4 – + H 2 O=SO 4 2– +H 3 O + ,pH< 7
Oleh kerana tindak balas protolisis tidak dapat dipulihkan, ion itu sendiriH 3 O + , bahan-bahanHCl, HClO 4 DanH 2 JADI 4 , serupa dengan mereka protolitik harta bendaHClO 3 , HBr, HBrO 3 , HI, HIO 3 , HNO 3 , HNCS, H 2 SeO 4 , HMnO 4 , ionHSO 4 – , HSeO 4 – dan beberapa yang lain dalam larutan akueus dipertimbangkan asid kuat. Dalam larutan cair asid kuat HA (iaitu, di Dengan AT kurang daripada 1 mol/l) kepekatan kation oksonium dan pH berkaitan dengan kepekatan molar analitik (dengan penyediaan) Dengan ON seperti berikut:
[ H 3 O + ] = Dengan HIDUP ,pH = - lg[ H 3 O + ] = - lgDengan HIDUP
Contoh 1 . Tentukan nilai pH dalam larutan asid sulfurik 0.006 M di25 ° DENGAN .
Penyelesaian
|
pH = ? Dengan B= 0.006 mol/l 2 Dengan B |
H 2 SO 4 + 2H 2 O = SO 4 2– + 2H 3 O +, pH<7 pH = – lg = –lg (2Dengan B) = –log(2´ 0,006) = 1, 9 2 |
|
Jawab : penyelesaian 0.006MH 2 JADI 4 Ia ada pH 1, 9 2 |
|
Peningkatan ketara dalam kepekatan ion OH - dalam air (penciptaan persekitaran beralkali) dicapai dengan pembubaran dan penceraian elektrolitik lengkap bahan seperti kalium dan barium hidroksida, dipanggil alkali:
KOH = K + + OH – ; Va(OH) 2 + 2OH – , pH >7
Bahan KOH, B A(OH) 2,NaOHdan hidroksida asas yang serupa dalam keadaan pepejal ialah kristal ionik; semasa penceraian elektrolitik dalam larutan akueus, ion OH – terbentuk (ini asas yang kuat) , serta ionK + , Va 2+ ,Na + dsb., yang tidak mempunyai sifat berasid dalam air. Pada kepekatan analisis alkali MOH yang diberikan dalam larutan cair ( Dengan Bkurang daripada 0.1 mol/l) kita ada:
[OH – ] = Dengan M OH; pH = 14 – pOH = 14 +lg[OH – ] = 14 +lgDengan KKM
Contoh 2 . Tentukan pH dalam larutan barium hidroksida 0.012 M pada 25° DENGAN.
|
pH = ? Dengan B= 0.012 mol/l [OH – ] = 2 Dengan B |
DALAM A(OH) 2 = Ba 2+ + 2OH – ,pH >7 pH = 14 – pOH = 14 + lg[OH – ] = 14 +lg(2Dengan c) = 14+ lg(2 . 0,012)=12,38 |
|
|
|
Penunjuk pH dan kesannya terhadap kualiti air minuman.
Apakah pH?
pH("potentia hydrogeni" - kekuatan hidrogen, atau "pondus hydrogenii" - berat hidrogen) ialah unit ukuran untuk aktiviti ion hidrogen dalam sebarang bahan, secara kuantitatif menyatakan keasidannya.
Istilah ini muncul pada awal abad kedua puluh di Denmark. Penunjuk pH diperkenalkan oleh ahli kimia Denmark Soren Petr Lauritz Sorensen (1868-1939), walaupun kenyataan tentang "kuasa air" tertentu juga terdapat di kalangan pendahulunya.
Aktiviti hidrogen ditakrifkan sebagai logaritma perpuluhan negatif kepekatan ion hidrogen yang dinyatakan dalam mol per liter:
pH = -log
Untuk kesederhanaan dan kemudahan, penunjuk pH telah diperkenalkan dalam pengiraan. pH ditentukan oleh nisbah kuantitatif ion H+ dan OH- dalam air, yang terbentuk semasa penceraian air. Adalah lazim untuk mengukur tahap pH pada skala 14 digit.
Jika air mempunyai kandungan ion hidrogen bebas yang berkurangan (pH lebih daripada 7) berbanding dengan ion hidroksida [OH-], maka air akan mempunyai tindak balas alkali, dan dengan peningkatan kandungan ion H+ (pH kurang daripada 7) - tindak balas asid. Dalam air suling tulen sempurna, ion-ion ini akan mengimbangi satu sama lain.
persekitaran berasid: >
persekitaran neutral: =
persekitaran alkali: >
Apabila kepekatan kedua-dua jenis ion dalam larutan adalah sama, larutan tersebut dikatakan neutral. Dalam air neutral nilai pH ialah 7.
Apabila pelbagai bahan kimia dilarutkan dalam air, keseimbangan ini berubah, mengakibatkan perubahan dalam nilai pH. Apabila asid ditambah kepada air, kepekatan ion hidrogen meningkat, dan kepekatan ion hidroksida juga berkurangan apabila alkali ditambah, sebaliknya, kandungan ion hidroksida meningkat, dan kepekatan ion hidrogen berkurangan.
Penunjuk pH mencerminkan tahap keasidan atau kealkalian persekitaran, manakala "keasidan" dan "kealkalian" mencirikan kandungan kuantitatif bahan dalam air yang boleh meneutralkan alkali dan asid, masing-masing. Sebagai analogi, kita boleh memberi contoh dengan suhu, yang mencirikan tahap pemanasan bahan, tetapi bukan jumlah haba. Dengan meletakkan tangan kita di dalam air, kita boleh mengetahui sama ada air itu sejuk atau suam, tetapi kita tidak akan dapat menentukan berapa banyak haba di dalamnya (iaitu, secara relatifnya, berapa lama air ini akan menyejuk).
pH dianggap sebagai salah satu penunjuk kualiti air minuman yang paling penting. Ia menunjukkan keseimbangan asid-bes dan mempengaruhi bagaimana proses kimia dan biologi akan diteruskan. Bergantung pada nilai pH, kadar tindak balas kimia, tahap keagresifan menghakis air, ketoksikan bahan pencemar, dll. boleh berubah. Kesejahteraan, mood dan kesihatan kita secara langsung bergantung kepada keseimbangan asid-bes persekitaran badan kita.
Manusia moden hidup dalam persekitaran yang tercemar. Ramai orang membeli dan mengambil makanan yang diperbuat daripada produk separuh siap. Di samping itu, hampir setiap orang terdedah kepada tekanan setiap hari. Semua ini menjejaskan keseimbangan asid-asas persekitaran badan, mengalihkannya ke arah asid. Teh, kopi, bir, minuman berkarbonat mengurangkan pH dalam badan.
Adalah dipercayai bahawa persekitaran berasid adalah salah satu punca utama pemusnahan sel dan kerosakan tisu, perkembangan penyakit dan proses penuaan, dan pertumbuhan patogen. Dalam persekitaran berasid, bahan binaan tidak sampai ke sel dan membran dimusnahkan.
Secara luaran, keadaan keseimbangan asid-asas darah seseorang boleh dinilai dengan warna konjunktivanya di sudut matanya. Dengan keseimbangan asid-asas yang optimum, warna konjunktiva adalah merah jambu terang, tetapi jika kealkalian darah seseorang meningkat, konjunktiva menjadi merah jambu gelap, dan dengan peningkatan keasidan, warna konjunktiva menjadi merah jambu pucat. Selain itu, warna konjunktiva berubah dalam masa 80 saat selepas mengambil bahan yang menjejaskan keseimbangan asid-bes.
Badan mengawal pH cecair dalaman, mengekalkan nilai pada tahap tertentu. Keseimbangan asid-bes badan ialah nisbah asid dan alkali tertentu yang menyumbang kepada fungsi normalnya. Keseimbangan asid-bes bergantung pada mengekalkan perkadaran yang agak tetap antara air antara sel dan intrasel dalam tisu badan. Jika keseimbangan asid-bes cecair dalam badan tidak sentiasa dikekalkan, fungsi normal dan pemeliharaan kehidupan akan menjadi mustahil. Oleh itu, adalah penting untuk mengawal apa yang anda makan.
Keseimbangan asid-bes adalah penunjuk kesihatan kami. Semakin "masam" kita, semakin cepat kita menua dan jatuh sakit. Untuk fungsi normal semua organ dalaman, tahap pH dalam badan mestilah beralkali, dalam julat dari 7 hingga 9.
pH di dalam badan kita tidak selalu sama - ada bahagian yang lebih beralkali dan ada yang berasid. Badan mengawal dan mengekalkan homeostasis pH hanya dalam kes tertentu, seperti pH darah. Tahap pH buah pinggang dan organ lain yang keseimbangan asid-asasnya tidak dikawal oleh badan dipengaruhi oleh makanan dan minuman yang kita ambil.
pH darah
Tahap pH darah dikekalkan oleh badan dalam julat 7.35-7.45. PH normal darah manusia dianggap 7.4-7.45. Malah sisihan sedikit dalam penunjuk ini menjejaskan keupayaan darah untuk membawa oksigen. Jika pH darah meningkat kepada 7.5, ia membawa 75% lebih oksigen. Apabila pH darah turun kepada 7.3, seseorang itu sudah sukar untuk bangun dari katil. Pada 7.29, dia boleh koma jika pH darah turun di bawah 7.1, orang itu mati.
Tahap pH darah mesti dikekalkan dalam julat yang sihat, jadi badan menggunakan organ dan tisu untuk mengekalkan tahap pH yang tetap. Disebabkan ini, tahap pH darah tidak berubah kerana minum air beralkali atau berasid, tetapi tisu dan organ badan yang digunakan untuk mengawal pH darah memang mengubah pH mereka.
pH buah pinggang
Parameter pH buah pinggang dipengaruhi oleh air, makanan, dan proses metabolik dalam badan. Makanan berasid (seperti produk daging, produk tenusu, dsb.) dan minuman (minuman manis, minuman beralkohol, kopi, dsb.) membawa kepada tahap pH yang rendah dalam buah pinggang kerana badan menghilangkan keasidan yang berlebihan melalui air kencing. Semakin rendah tahap pH air kencing, semakin sukar buah pinggang perlu bekerja. Oleh itu, beban asid yang diletakkan pada buah pinggang daripada makanan dan minuman sedemikian dipanggil beban asid-renal berpotensi.
Minum air beralkali memberi manfaat kepada buah pinggang - tahap pH air kencing meningkat dan beban asid pada badan berkurangan. Meningkatkan pH air kencing meningkatkan pH badan secara keseluruhan dan menyingkirkan toksin berasid dari buah pinggang.
pH perut
Perut kosong mengandungi tidak lebih daripada satu sudu teh asid perut yang dihasilkan pada hidangan terakhir. Perut menghasilkan asid seperti yang diperlukan semasa makan makanan. Perut tidak menghasilkan asid apabila seseorang minum air.
Ia sangat berguna untuk minum air semasa perut kosong. Nilai pH meningkat ke tahap 5-6. Peningkatan pH akan mempunyai kesan antasid ringan dan akan membawa kepada peningkatan probiotik yang bermanfaat (bakteria baik). Meningkatkan pH perut meningkatkan pH badan, yang membawa kepada penghadaman yang sihat dan melegakan simptom senak.
pH lemak subkutan
Tisu lemak badan mempunyai pH berasid kerana asid berlebihan termendap di dalamnya. Badan mesti menyimpan asid dalam tisu lemak apabila ia tidak dapat dikumuhkan atau dineutralkan dengan cara lain. Oleh itu, perubahan dalam pH badan ke bahagian berasid adalah salah satu faktor berat badan berlebihan.
Kesan positif air beralkali pada berat badan ialah air beralkali membantu mengeluarkan asid berlebihan daripada tisu kerana ia membantu buah pinggang berfungsi dengan lebih cekap. Ini membantu mengawal berat badan kerana jumlah asid yang mesti "simpan" oleh badan sangat berkurangan. Air alkali juga meningkatkan hasil diet dan senaman yang sihat dengan membantu badan menangani keasidan berlebihan yang dihasilkan oleh tisu lemak semasa penurunan berat badan.
Tulang
Tulang mempunyai pH alkali kerana ia terutamanya terdiri daripada kalsium. pH mereka adalah tetap, tetapi jika darah memerlukan pelarasan pH, kalsium ditarik dari tulang.
Faedah air alkali kepada tulang adalah untuk melindunginya dengan mengurangkan jumlah asid yang perlu ditentang oleh tubuh. Kajian telah menunjukkan bahawa meminum air beralkali mengurangkan penyerapan tulang - osteoporosis.
pH hati
Hati mempunyai pH sedikit alkali, tahap yang dipengaruhi oleh kedua-dua makanan dan minuman. Gula dan alkohol mesti dipecahkan dalam hati, yang membawa kepada asid berlebihan.
Faedah air alkali kepada hati termasuk kehadiran antioksidan dalam air tersebut; Telah didapati bahawa air beralkali meningkatkan kerja dua antioksidan yang terdapat dalam hati, yang menyumbang kepada pembersihan darah yang lebih berkesan.
pH badan dan air beralkali
Air alkali membolehkan bahagian badan yang mengekalkan pH darah berfungsi dengan lebih cekap. Meningkatkan tahap pH di bahagian badan yang bertanggungjawab untuk mengekalkan pH darah akan membantu organ ini kekal sihat dan berfungsi dengan cekap.
Di antara waktu makan, anda boleh membantu badan anda menormalkan pH dengan meminum air beralkali. Walaupun peningkatan kecil dalam pH boleh memberi impak yang besar kepada kesihatan anda.
Menurut kajian saintis Jepun, pH air minuman iaitu dalam lingkungan 7-8 meningkatkan jangka hayat penduduk sebanyak 20-30%.
Bergantung pada tahap pH, air boleh dibahagikan kepada beberapa kumpulan:
Air yang sangat berasid< 3
air berasid 3 - 5
air sedikit berasid 5 - 6.5
perairan neutral 6.5 - 7.5
air sedikit beralkali 7.5 - 8.5
air beralkali 8.5 – 9.5
perairan beralkali tinggi > 9.5
Lazimnya, paras pH air paip minuman berada dalam julat di mana ia tidak menjejaskan kualiti air pengguna secara langsung. Di perairan sungai pH biasanya dalam julat 6.5-8.5, dalam kerpasan 4.6-6.1, di paya 5.5-6.0, di perairan laut 7.9-8.3.
WHO tidak menawarkan sebarang nilai yang disyorkan secara perubatan untuk pH. Adalah diketahui bahawa pada pH rendah air sangat menghakis, dan pada tahap tinggi (pH>11) air memperoleh sifat sabun, bau yang tidak menyenangkan, dan boleh menyebabkan kerengsaan pada mata dan kulit. Itulah sebabnya tahap pH optimum untuk minuman dan air domestik dianggap berada dalam julat dari 6 hingga 9.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Menarik untuk diketahui: Ahli biokimia Jerman OTTO WARBURG, dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan pada tahun 1931, membuktikan bahawa kekurangan oksigen (pH berasid<7.0) в тканях приводит к изменению нормальных клеток в злокачественные.
Para saintis mendapati bahawa sel-sel kanser kehilangan keupayaan untuk berkembang dalam persekitaran yang tepu dengan oksigen bebas dengan pH 7.5 atau lebih tinggi! Ini bermakna apabila cecair badan menjadi berasid, perkembangan kanser dirangsang.
Pengikutnya pada 60-an abad yang lalu membuktikan bahawa mana-mana flora patogenik kehilangan keupayaan untuk membiak pada pH = 7.5 dan ke atas, dan sistem imun kita dengan mudah mengatasi mana-mana penceroboh!
Untuk memelihara dan mengekalkan kesihatan, kita memerlukan air beralkali yang betul (pH=7.5 dan ke atas). Ini akan memungkinkan untuk mengekalkan keseimbangan asid-bes cecair badan dengan lebih baik, kerana persekitaran hidup utama mempunyai tindak balas yang sedikit beralkali.
Sudah berada dalam persekitaran biologi neutral, badan boleh mempunyai keupayaan yang menakjubkan untuk menyembuhkan diri.
Tidak tahu di mana anda boleh mendapatkannya air yang betul ? Saya akan memberitahu anda!
Catatan:
Mengklik " Untuk tahu"tidak membawa kepada sebarang perbelanjaan atau kewajipan kewangan.
awak sahaja dapatkan maklumat tentang ketersediaan air yang betul di rantau anda,
dan dapatkan peluang unik untuk menjadi ahli kelab orang sihat secara percuma
dan dapatkan diskaun 20% untuk semua tawaran + bonus terkumpul.
Sertai kelab kesihatan antarabangsa Coral Club, terima kad diskaun PERCUMA, peluang untuk mengambil bahagian dalam promosi, bonus terkumpul dan keistimewaan lain!
Tindak balas larutan bahan dalam pelarut boleh terdiri daripada tiga jenis: neutral, berasid dan beralkali. Tindak balas bergantung kepada kepekatan ion hidrogen H + dalam larutan.
Air tulen tercerai ke tahap yang sangat kecil kepada ion H + dan ion hidroksil OH - .
nilai pH
Indeks hidrogen ialah cara yang mudah dan diterima umum untuk menyatakan kepekatan ion hidrogen. Untuk air tulen, kepekatan H + adalah sama dengan kepekatan OH -, dan hasil darab kepekatan H + dan OH -, dinyatakan dalam gram-ion seliter, ialah nilai malar bersamaan dengan 1.10 -14
Daripada produk ini anda boleh mengira kepekatan ion hidrogen: =√1.10 -14 =10 -7 /g-ion/l/.
Keadaan keseimbangan /"neutral"/ ini biasanya dilambangkan dengan pH 7/p - logaritma negatif kepekatan, H - ion hidrogen, 7 - eksponen dengan tanda bertentangan/.
Larutan dengan pH lebih besar daripada 7 adalah bersifat alkali; terdapat lebih sedikit ion H + di dalamnya daripada OH -; larutan dengan pH kurang daripada 7 adalah berasid, ia mengandungi lebih banyak ion H + daripada OH -.
Cecair yang digunakan dalam amalan mempunyai kepekatan ion hidrogen, biasanya berbeza dalam julat pH dari 0 hingga 1
Penunjuk
Penunjuk ialah bahan yang berubah warna bergantung kepada kepekatan ion hidrogen dalam larutan. Menggunakan penunjuk, tindak balas alam sekitar ditentukan. Penunjuk yang paling terkenal ialah bromobenzene, bromothymol, phenolphthalein, metil jingga, dll. Setiap penunjuk beroperasi dalam had pH tertentu. Sebagai contoh, bromothymol menukar warna daripada kuning pada pH 6.2 kepada biru pada pH 7.6; penunjuk merah neutral - dari merah pada pH 6.8 kepada kuning pada pH 8; bromobenzene - daripada kuning pada pH 4.0 kepada biru pada pH 5.6; phenolphthalein - daripada tidak berwarna pada pH 8.2 kepada ungu pada pH 10.0, dsb.
Tiada penunjuk berfungsi pada keseluruhan skala pH dari 0 hingga 14. Walau bagaimanapun, dalam amalan pemulihan adalah tidak perlu untuk menentukan kepekatan tinggi asid atau alkali. Selalunya terdapat penyelewengan 1 - 1.5 unit pH dari neutral dalam kedua-dua arah.
Untuk menentukan tindak balas alam sekitar dalam amalan pemulihan, campuran pelbagai penunjuk digunakan, dipilih sedemikian rupa sehingga ia menandakan penyimpangan yang sedikit daripada neutraliti. Campuran ini dipanggil "penunjuk sejagat".
Penunjuk universal ialah cecair oren lutsinar. Dengan sedikit perubahan dalam persekitaran ke arah kealkalian, larutan penunjuk memperoleh warna kehijauan dengan peningkatan kealkalian, ia menjadi biru. Semakin tinggi kealkalian cecair ujian, semakin pekat warna birunya.
Dengan sedikit perubahan dalam persekitaran ke arah keasidan, penyelesaian penunjuk universal menjadi merah jambu, dengan peningkatan keasidan - merah (carmine atau warna berbintik).
Perubahan dalam tindak balas alam sekitar dalam lukisan berlaku akibat kerosakannya kepada acuan; Perubahan sering dijumpai di kawasan di mana label dilekatkan dengan gam alkali (kasein, gam pejabat, dll.).
Untuk menjalankan analisis, anda perlu, sebagai tambahan kepada penunjuk sejagat, air suling, kertas penapis putih bersih dan batang kaca.
Kemajuan analisis
Setitik air suling diletakkan di atas kertas turas dan dibiarkan meresap. Titisan kedua digunakan di sebelah titisan ini dan digunakan pada kawasan ujian. Untuk sentuhan yang lebih baik, kertas dengan titisan kedua di atas digosok dengan rak kaca. Kemudian setitik penunjuk universal digunakan pada kertas penapis di kawasan titisan air. Titisan air pertama berfungsi sebagai kawalan, warnanya dibandingkan dengan titisan yang direndam dalam larutan dari kawasan ujian. Percanggahan warna dengan penurunan kawalan menunjukkan perubahan - sisihan medium daripada neutral.
MENEUTRALKAN PERSEKITARAN BERALKALI
Kawasan yang dirawat dibasahkan dengan larutan akueus 2% asid asetik atau sitrik. Untuk melakukan ini, bungkus sedikit bulu kapas di sekeliling pinset, lembapkan dalam larutan asid, picit dan sapukan ke kawasan yang ditunjukkan.
Reaksi pastikan anda menyemak penunjuk universal!
Proses ini berterusan sehingga seluruh kawasan dinetralkan sepenuhnya.
Selepas seminggu, pemeriksaan persekitaran perlu diulang.
MENEUTRALKAN MEDIUM BERASID
Kawasan yang dirawat dibasahkan dengan larutan akueus 2% ammonium oksida hidrat /ammonia/. Prosedur peneutralan adalah sama seperti dalam kes medium alkali.
Pemeriksaan persekitaran perlu diulang selepas seminggu.
AMARAN: Proses peneutralan memerlukan penjagaan yang rapi, kerana rawatan yang berlebihan boleh menyebabkan peroksidasi atau pengalkalian kawasan yang dirawat. Selain itu, air dalam larutan boleh menyebabkan kanvas mengecut.
Hidrolisis adalah interaksi bahan dengan air, akibatnya persekitaran larutan berubah.
Kation dan anion elektrolit lemah mampu berinteraksi dengan air untuk membentuk sebatian atau ion yang stabil dan sedikit boleh disosiasi, akibatnya persekitaran larutan berubah. Formula untuk air dalam persamaan hidrolisis biasanya ditulis sebagai H‑OH. Apabila bertindak balas dengan air, kation bes lemah mengeluarkan ion hidroksil daripada air, dan lebihan H + terbentuk dalam larutan. Persekitaran larutan menjadi berasid. Anion asid lemah menarik H + daripada air, dan tindak balas medium menjadi beralkali.
Dalam kimia bukan organik, seseorang yang paling kerap perlu berurusan dengan hidrolisis garam, i.e. dengan interaksi pertukaran ion garam dengan molekul air dalam proses pembubarannya. Terdapat 4 pilihan untuk hidrolisis.
1. Garam dibentuk oleh bes kuat dan asid kuat.
Garam ini boleh dikatakan tidak mengalami hidrolisis. Dalam kes ini, keseimbangan pemisahan air dengan kehadiran ion garam hampir tidak terganggu, oleh itu pH = 7, medium adalah neutral.
Na + + H 2 O Cl ‑ + H 2 O
2. Jika garam dibentuk oleh kation bes kuat dan anion asid lemah, maka hidrolisis berlaku pada anion.
Na 2 CO 3 + HOH \(\leftrightarrow\) NaHCO 3 + NaOH
Oleh kerana ion OH - terkumpul dalam larutan, medium adalah beralkali, pH>7.
3. Jika garam dibentuk oleh kation bes lemah dan anion asid kuat, maka hidrolisis berlaku di sepanjang kation.
Cu 2+ + HOH \(\anak panah kiri\) CuOH + + H +
СuCl 2 + HOH \(\anak panah kiri\) CuOHCl + HCl
Oleh kerana ion H + terkumpul dalam larutan, medium adalah berasid, pH<7.
4. Garam yang dibentuk oleh kation bes lemah dan anion asid lemah mengalami hidrolisis kedua-dua kation dan anion.
CH 3 COONH 4 + HOH \(\anak panah kiri\) NH 4 OH + CH 3 COOH
CH 3 COO ‑ + + HOH \(\anak panah kiri\) NH 4 OH + CH 3 COOH
Larutan garam tersebut mempunyai sama ada persekitaran yang sedikit berasid atau sedikit alkali, i.e. nilai pH adalah hampir kepada 7. Tindak balas medium bergantung kepada nisbah pemalar penceraian asid dan bes. Hidrolisis garam yang dibentuk oleh asid dan bes yang sangat lemah boleh dikatakan tidak boleh dipulihkan. Ini terutamanya sulfida dan karbonat daripada aluminium, kromium, dan besi.
Al 2 S 3 + 3HOH \(\anak panah kiri\) 2Al(OH) 3 + 3H 2 S
Apabila menentukan medium larutan garam, perlu mengambil kira bahawa medium larutan ditentukan oleh komponen yang kuat. Jika garam dibentuk oleh asid, yang merupakan elektrolit kuat, maka larutannya adalah berasid. Jika asas adalah elektrolit yang kuat, maka ia adalah alkali.
Contoh. Penyelesaiannya mempunyai persekitaran alkali
1) Pb(NO 3) 2; 2) Na 2 CO 3 ; 3) NaCl; 4) NaNO3
1) Pb(NO 3) 2 plumbum(II) nitrat. Garam dibentuk oleh basa lemah dan asid kuat, bermaksud persekitaran penyelesaian masam.
2) Na 2 CO 3 natrium karbonat. Garam terbentuk asas yang kukuh dan asid lemah, yang bermaksud medium larutan beralkali.
3) NaCl; 4) NaNO 3 Garam dibentuk oleh bes kuat NaOH dan asid kuat HCl dan HNO 3. Medium larutan adalah neutral.
Jawapan yang betul 2) Na 2 CO 3
Kertas penunjuk dicelup ke dalam larutan garam. Dalam larutan NaCl dan NaNO 3 ia tidak berubah warna, yang bermaksud persekitaran penyelesaian neutral. Dalam larutan, Pb(NO 3) 2 bertukar merah, medium larutan masam. Dalam larutan, Na 2 CO 3 bertukar menjadi biru, medium larutan beralkali.
Hidrolisis garam. Persekitaran larutan akueus: berasid, neutral, beralkali
Menurut teori pemisahan elektrolitik, dalam larutan akueus, zarah terlarut berinteraksi dengan molekul air. Interaksi sedemikian boleh membawa kepada tindak balas hidrolisis (dari bahasa Yunani. hidro- air, lisis- pereputan, penguraian).
Hidrolisis ialah tindak balas penguraian metabolik bahan dengan air.
Pelbagai bahan menjalani hidrolisis: bukan organik - garam, karbida logam dan hidrida, halida bukan logam; organik - haloalkana, ester dan lemak, karbohidrat, protein, polinukleotida.
Larutan akueus garam mempunyai nilai pH yang berbeza dan jenis media yang berbeza - berasid ($pH 7$), neutral ($pH = 7$). Ini dijelaskan oleh fakta bahawa garam dalam larutan akueus boleh mengalami hidrolisis.
Intipati hidrolisis datang kepada pertukaran interaksi kimia kation garam atau anion dengan molekul air. Hasil daripada interaksi ini, sebatian terdisosiasi sedikit (elektrolit lemah) terbentuk. Dan dalam larutan garam berair, lebihan ion bebas $H^(+)$ atau $OH^(-)$ muncul, dan larutan garam masing-masing menjadi berasid atau beralkali.
Klasifikasi garam
Mana-mana garam boleh dianggap sebagai hasil tindak balas asas dengan asid. Contohnya, garam $KClO$ dibentuk oleh bes kuat $KOH$ dan asid lemah $HClO$.
Bergantung kepada kekuatan bes dan asid, empat jenis garam boleh dibezakan.
Mari kita pertimbangkan tingkah laku garam pelbagai jenis dalam larutan.
1. Garam dibentuk oleh bes kuat dan asid lemah.
Sebagai contoh, garam kalium sianida $KCN$ dibentuk oleh bes kuat $KOH$ dan asid lemah $HCN$:
$(KOH)↙(\text"bes monoacid kuat")←KCN→(HCN)↙(\text"monoacid lemah")$
1) pemisahan molekul air yang boleh diterbalikkan sedikit (elektrolit amfoterik yang sangat lemah), yang boleh dipermudahkan dengan persamaan
$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-);$
$KCN=K^(+)+CN^(-)$
Ion $Н^(+)$ dan $CN^(-)$ yang terbentuk semasa proses ini berinteraksi antara satu sama lain, mengikat ke dalam molekul elektrolit lemah - asid hidrosianik $HCN$, manakala hidroksida - $ОН^(-) $ ion kekal dalam larutan, dengan itu menentukan persekitaran alkalinya. Hidrolisis berlaku pada anion $CN^(-)$.
Mari kita tuliskan persamaan ionik lengkap proses yang sedang berjalan (hidrolisis):
$K^(+)+CN^(-)+H_2O(⇄)↖(←)HCN+K^(+)+OH^(-).$
Proses ini boleh diterbalikkan, dan keseimbangan kimia dialihkan ke kiri (ke arah pembentukan bahan permulaan), kerana air adalah elektrolit yang lebih lemah daripada asid hidrosianik $HCN$.
$CN^(-)+H_2O⇄HCN+OH^(-).$
Persamaan menunjukkan bahawa:
a) terdapat ion hidroksida bebas $OH^(-)$ dalam larutan, dan kepekatannya lebih besar daripada dalam air tulen, oleh itu larutan garam $KCN$ mempunyai persekitaran alkali($pH > 7$);
b) $CN^(-)$ ion mengambil bahagian dalam tindak balas dengan air, dalam kes ini mereka mengatakan bahawa hidrolisis anion. Contoh lain anion yang bertindak balas dengan air:
Mari kita pertimbangkan hidrolisis natrium karbonat $Na_2CO_3$.
$(NaOH)↙(\text"bes monoacid kuat")←Na_2CO_3→(H_2CO_3)↙(\text"asid dibasic lemah")$
Hidrolisis garam berlaku pada anion $CO_3^(2-)$.
$2Na^(+)+CO_3^(2-)+H_2O(⇄)↖(←)HCO_3^(-)+2Na^(+)+OH^(-).$
$CO_2^(2-)+H_2O⇄HCO_3^(-)+OH^(-).$
Produk hidrolisis - garam asam$NaHCO_3$ dan natrium hidroksida $NaOH$.
Medium larutan akueus natrium karbonat adalah beralkali ($pH > 7$), kerana kepekatan ion $OH^(-)$ dalam larutan meningkat. Garam asid $NaHCO_3$ juga boleh mengalami hidrolisis, yang berlaku pada tahap yang sangat kecil dan boleh diabaikan.
Untuk meringkaskan apa yang telah anda pelajari tentang hidrolisis anion:
a) mengikut anion, garam, sebagai peraturan, dihidrolisiskan secara terbalik;
b) keseimbangan kimia dalam tindak balas tersebut dialihkan dengan kuat ke kiri;
c) tindak balas medium dalam larutan garam yang serupa adalah beralkali ($pH > 7$);
d) hidrolisis garam yang dibentuk oleh asid polibes lemah menghasilkan garam berasid.
2. Garam dibentuk oleh asid kuat dan bes lemah.
Mari kita pertimbangkan hidrolisis ammonium klorida $NH_4Cl$.
$(NH_3·H_2O)↙(\text"bes monoacid lemah")←NH_4Cl→(HCl)↙(\text"monoacid kuat")$
Dalam larutan garam akueus, dua proses berlaku:
1) pemisahan molekul air yang boleh diterbalikkan sedikit (elektrolit amfoterik yang sangat lemah), yang boleh dipermudahkan dengan persamaan:
$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-)$
2) penceraian lengkap garam (elektrolit kuat):
$NH_4Cl=NH_4^(+)+Cl^(-)$
Ion $OH^(-)$ dan $NH_4^(+)$ yang terhasil berinteraksi antara satu sama lain untuk menghasilkan $NH_3·H_2O$ (elektrolit lemah), manakala ion $H^(+)$ kekal dalam larutan, menyebabkannya persekitaran yang paling berasid.
Persamaan ion lengkap untuk hidrolisis ialah:
$NH_4^(+)+Cl^(-)+H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+Cl^(-)NH_3·H_2O$
Proses ini boleh diterbalikkan, keseimbangan kimia dialihkan ke arah pembentukan bahan permulaan, kerana air $Н_2О$ adalah elektrolit yang jauh lebih lemah daripada ammonia hidrat $NH_3·H_2O$.
Persamaan ion ringkas untuk hidrolisis:
$NH_4^(+)+H_2O⇄H^(+)+NH_3·H_2O.$
Persamaan menunjukkan bahawa:
a) terdapat ion hidrogen bebas $H^(+)$ dalam larutan, dan kepekatannya lebih besar daripada dalam air tulen, oleh itu larutan garam mempunyai persekitaran berasid($pH
b) kation ammonium $NH_4^(+)$ mengambil bahagian dalam tindak balas dengan air; dalam kes ini mereka mengatakan bahawa ia akan datang hidrolisis oleh kation.
Kation bercas berganda juga boleh mengambil bahagian dalam tindak balas dengan air: dicas dua kali$М^(2+)$ (contohnya, $Ni^(2+), Cu^(2+), Zn^(2+)…$), kecuali untuk kation logam alkali tanah, pengecas tiga$M^(3+)$ (sebagai contoh, $Fe^(3+), Al^(3+), Cr^(3+)…$).
Mari kita pertimbangkan hidrolisis nikel nitrat $Ni(NO_3)_2$.
$(Ni(OH)_2)↙(\text"bes diacid lemah")←Ni(NO_3)_2→(HNO_3)↙(\text"asid monobes kuat")$
Hidrolisis garam berlaku pada kation $Ni^(2+)$.
Persamaan ion lengkap untuk hidrolisis ialah:
$Ni^(2+)+2NO_3^(-)+H_2O(⇄)↖(←)NiOH^(+)+2NO_3^(-)+H^(+)$
Persamaan ion ringkas untuk hidrolisis:
$Ni^(2+)+H_2O⇄NiOH^(+)+H^(+).$
Produk hidrolisis - garam asas$NiOHNO_3$ dan asid nitrik $HNO_3$.
Medium larutan akueus nikel nitrat adalah berasid ($рН
Hidrolisis garam $NiOHNO_3$ berlaku pada tahap yang lebih rendah dan boleh diabaikan.
Untuk meringkaskan apa yang telah anda pelajari tentang hidrolisis kationik:
a) mengikut kation, garam, sebagai peraturan, dihidrolisiskan secara terbalik;
b) keseimbangan kimia tindak balas dialihkan dengan kuat ke kiri;
c) tindak balas medium dalam larutan garam tersebut adalah berasid ($pH
d) hidrolisis garam yang dibentuk oleh bes poliasid lemah menghasilkan garam asas.
3. Garam dibentuk oleh basa lemah dan asid lemah.
Jelas sekali sudah jelas kepada anda bahawa garam tersebut mengalami hidrolisis kedua-dua kation dan anion.
Kation bes lemah mengikat ion $OH^(-)$ daripada molekul air, membentuk asas yang lemah; anion asid lemah mengikat ion $H^(+)$ daripada molekul air, membentuk asid lemah. Tindak balas larutan garam ini boleh menjadi neutral, berasid lemah atau sedikit beralkali. Ini bergantung pada pemalar pemisahan dua elektrolit lemah - asid dan bes, yang terbentuk akibat hidrolisis.
Sebagai contoh, pertimbangkan hidrolisis dua garam: ammonium asetat $NH_4(CH_3COO)$ dan ammonium formate $NH_4(HCOO)$:
1) $(NH_3·H_2O)↙(\text"bes monoacid lemah")←NH_4(CH_3COO)→(CH_3COOH)↙(\text"asid monobes kuat");$
2) $(NH_3·H_2O)↙(\teks"bes monoasid lemah")←NH_4(HCOO)→(HCOOH)↙(\teks"asid monobes lemah").$
Dalam larutan akueus garam ini, kation bes lemah $NH_4^(+)$ berinteraksi dengan ion hidroksi $OH^(-)$ (ingat bahawa air memecah $H_2O⇄H^(+)+OH^(-)$ ), dan anion asid lemah $CH_3COO^(-)$ dan $HCOO^(-)$ berinteraksi dengan kation $Н^(+)$ untuk membentuk molekul asid lemah - asetik $CH_3COOH$ dan formik $HCOOH$.
Mari kita tulis persamaan ion hidrolisis:
1) $CH_3COO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄CH_3COOH+NH_3·H_2O;$
2) $HCOO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3·H_2O+HCOOH.$
Dalam kes ini, hidrolisis juga boleh diterbalikkan, tetapi keseimbangan dialihkan ke arah pembentukan produk hidrolisis - dua elektrolit lemah.
Dalam kes pertama, medium larutan adalah neutral ($pH = 7$), kerana $K_D(CH_3COOH)=K+D(NH_3·H_2O)=1.8·10^(-5)$. Dalam kes kedua, medium larutan adalah berasid lemah ($pH
Seperti yang telah anda perhatikan, hidrolisis kebanyakan garam adalah proses boleh balik. Dalam keadaan keseimbangan kimia, hanya sebahagian daripada garam dihidrolisiskan. Walau bagaimanapun, beberapa garam diuraikan sepenuhnya oleh air, i.e. hidrolisis mereka adalah proses yang tidak dapat dipulihkan.
Dalam jadual "Keterlarutan asid, bes dan garam dalam air" anda akan menemui nota: "mereka terurai dalam persekitaran berair" - ini bermakna garam tersebut mengalami hidrolisis tidak dapat dipulihkan. Contohnya, aluminium sulfida $Al_2S_3$ dalam air mengalami hidrolisis tak boleh balik, kerana ion $H^(+)$ yang muncul semasa hidrolisis kation terikat oleh ion $OH^(-)$ yang terbentuk semasa hidrolisis anion. Ini meningkatkan hidrolisis dan membawa kepada pembentukan aluminium hidroksida dan gas hidrogen sulfida yang tidak larut:
$Al_2S_3+6H_2O=2Al(OH)_3↓+3H_2S$
Oleh itu, aluminium sulfida $Al_2S_3$ tidak boleh diperolehi melalui tindak balas pertukaran antara larutan akueus bagi dua garam, contohnya, aluminium klorida $AlCl_3$ dan natrium sulfida $Na_2S$.
Kes-kes hidrolisis tak boleh balik yang lain juga mungkin; ia tidak sukar untuk diramalkan, kerana untuk proses tidak dapat dipulihkan, adalah perlu sekurang-kurangnya satu daripada produk hidrolisis meninggalkan sfera tindak balas.
Untuk meringkaskan apa yang telah anda pelajari tentang hidrolisis kationik dan anionik:
a) jika garam dihidrolisiskan pada kedua-dua kation dan pada anion secara terbalik, maka keseimbangan kimia dalam tindak balas hidrolisis dialihkan ke kanan;
b) tindak balas medium adalah sama ada neutral, atau berasid lemah, atau beralkali lemah, yang bergantung kepada nisbah pemalar pemisahan bes dan asid yang terhasil;
c) garam boleh menghidrolisis kedua-dua kation dan anion secara tidak boleh balik jika sekurang-kurangnya satu daripada hasil hidrolisis meninggalkan sfera tindak balas.
4. Garam yang dibentuk oleh bes kuat dan asid kuat tidak mengalami hidrolisis.
Anda jelas membuat kesimpulan ini sendiri.
Mari kita pertimbangkan kelakuan kalium klorida $KCl$ dalam larutan.
$(KOH)↙(\text"bes mono-asid kuat")←KCl→(HCl)↙(\text"mono-asid kuat").$
Garam dalam larutan akueus terurai menjadi ion ($KCl=K^(+)+Cl^(-)$), tetapi apabila berinteraksi dengan air, elektrolit lemah tidak boleh terbentuk. Medium larutan adalah neutral ($pH=7$), kerana kepekatan ion $H^(+)$ dan $OH^(-)$ dalam larutan adalah sama, seperti dalam air tulen.
Contoh lain bagi garam tersebut termasuk halida logam alkali, nitrat, perklorat, sulfat, kromat dan dikromat, halida logam alkali tanah (selain fluorida), nitrat dan perklorat.
Ia juga harus diperhatikan bahawa tindak balas hidrolisis boleh balik sepenuhnya mematuhi prinsip Le Chatelier. sebab tu hidrolisis garam boleh dipertingkatkan(dan juga menjadikannya tidak dapat dipulihkan) dengan cara berikut:
a) tambah air (kurangkan kepekatan);
b) memanaskan larutan, yang meningkatkan pemisahan endotermik air:
$H_2O⇄H^(+)+OH^(-)-57$ kJ,
yang bermaksud bahawa jumlah $H^(+)$ dan $OH^(-)$, yang diperlukan untuk hidrolisis garam, meningkat;
c) mengikat salah satu produk hidrolisis ke dalam sebatian yang mudah larut atau mengeluarkan salah satu produk ke dalam fasa gas; contohnya, hidrolisis ammonium sianida $NH_4CN$ akan dipertingkatkan dengan ketara disebabkan oleh penguraian ammonia hidrat untuk membentuk ammonia $NH_3$ dan air $H_2O$:
$NH_4^(+)+CN^(-)+H_2O⇄NH_3·H_2O+HCN.$
$NH_3()↖(⇄)H_2$
Hidrolisis garam
Lagenda:
Hidrolisis boleh ditindas (mengurangkan jumlah garam yang dihidrolisis dengan ketara) dengan melakukan perkara berikut:
a) meningkatkan kepekatan bahan terlarut;
b) menyejukkan larutan (untuk mengurangkan hidrolisis, larutan garam hendaklah disimpan pekat dan pada suhu rendah);
c) memperkenalkan salah satu produk hidrolisis ke dalam larutan; contohnya, mengasidkan larutan jika persekitarannya akibat hidrolisis adalah berasid, atau beralkali jika ia beralkali.
Pengertian hidrolisis
Hidrolisis garam mempunyai kepentingan praktikal dan biologi. Malah pada zaman dahulu, abu digunakan sebagai detergen. Abu mengandungi kalium karbonat $K_2CO_3$, yang terhidrolisis menjadi anion dalam air;
Pada masa ini, dalam kehidupan seharian kita menggunakan sabun, serbuk pencuci dan detergen lain. Komponen utama sabun ialah garam natrium dan kalium daripada asid karboksilik lemak yang lebih tinggi: stearat, palmitat, yang dihidrolisiskan.
Hidrolisis natrium stearat $C_(17)H_(35)COONa$ dinyatakan oleh persamaan ion berikut:
$C_(17)H_(35)COO^(-)+H_2O⇄C_(17)H_(35)COOH+OH^(-)$,
mereka. larutan mempunyai persekitaran yang sedikit alkali.
Garam asid tak organik (fosfat, karbonat) ditambah khas kepada komposisi serbuk pencuci dan detergen lain, yang meningkatkan kesan pembersihan dengan meningkatkan pH persekitaran.
Garam yang mencipta persekitaran alkali yang diperlukan bagi larutan terkandung dalam pembangun fotografi. Ini ialah natrium karbonat $Na_2CO_3$, kalium karbonat $K_2CO_3$, boraks $Na_2B_4O_7$ dan garam lain yang terhidrolisis pada anion.
Jika keasidan tanah tidak mencukupi, tumbuhan akan mengalami penyakit yang dipanggil klorosis. Gejalanya ialah menguning atau memutihkan daun, pertumbuhan dan perkembangan yang terencat. Jika $pH_(tanah) > 7.5$, maka baja ammonium sulfat $(NH_4)_2SO_4$ ditambah kepadanya, yang membantu meningkatkan keasidan akibat hidrolisis kation yang berlaku di dalam tanah:
$NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3·H_2O$
Peranan biologi hidrolisis garam tertentu yang membentuk badan kita tidak ternilai. Sebagai contoh, darah mengandungi garam natrium bikarbonat dan natrium hidrogen fosfat. Peranan mereka adalah untuk mengekalkan tindak balas tertentu persekitaran. Ini berlaku disebabkan oleh peralihan dalam keseimbangan proses hidrolisis:
$HCO_3^(-)+H_2O⇄H_2CO_3+OH^(-)$
$HPO_4^(2-)+H_2O⇄H_2PO_4^(-)+OH^(-)$
Jika terdapat lebihan ion $H^(+)$ dalam darah, ia mengikat ion hidroksida $OH^(-)$, dan keseimbangan beralih ke kanan. Dengan lebihan $OH^(-)$ ion hidroksida, keseimbangan beralih ke kiri. Disebabkan ini, keasidan darah orang yang sihat sedikit turun naik.
Contoh lain: air liur manusia mengandungi ion $HPO_4^(2-)$. Terima kasih kepada mereka, persekitaran tertentu dikekalkan dalam rongga mulut ($pH=7-7.5$).