Реферат: Химические реакции

Солями называются соединения, образующие при диссоциации в водном растворе положительно заряженные ионы металлов и отрицательно заряженные ионы кислотных остатков , а иногда кроме них, ионы водорода и гидроксид-ионы, например:

Na₂ SO₄ « 2Na⁺ + SO^2- ,

NaHSO₄ « Na⁺ + HSO^- « Na⁺ + H⁺ + SO^2- ,

Mg(OH)Cl « Mg(OH)⁺ + Cl^- « Mg²⁺ + OH^- + Cl^- .

В соответствии с данным определением соли делятся на средние (Na₂ SO₄ ), кислые (NaHSO₄ ) и основные (Mg(OH)Cl).

Общеизвестно, что реакция чистой воды является нейтральной (pH = 7). Водные растворы кислот и оснований имеют соответственно кислую (pH < 7) и щелочную (pH > 7) реакцию. Практика, однако, показывает, что не только кислоты и основания, но и соли могут иметь щелочную или кислую реакцию – причиной этого является гидролиз солей .

Взаимодействие солей с водой, в результате которого образуются кислота (или кислая соль) и основание (или основная соль), называется гидролизом солей.

Причиной гидролиза является электролитическая диссоциация соответствующих солей и воды. Вода незначительно диссоциирует на ионы H⁺ и OH^- , но в процессе гидролиза один или оба из этих ионов могут связываться ионами, образующимися при диссоциации соли, в малодиссоциированные, летучие или труднорастворимые вещества. Рассмотрим гидролиз солей следующих основных типов:

1. Соли сильного основания и сильной кислоты при растворении в воде (например, NaCl, CaCl₂ , K₂ SO₄ ) не гидролизуются, и раствор соли имеет нейтральную реакцию.

2. Соли сильного основания и слабой кислоты , например KClO, Na₂ CO₃ , CH₃ COONa, NaCN, Na₂ S, K₂ SiO₃ .

Запишем уравнение гидролиза ацетата натрия:

CH₃ COONa + H₂ O « CH₃ COOH + NaOH.

В результате реакции образовался слабый электролит – уксусная кислота. В ионном виде этот процесс можно записать так:

CH₃ COO^- + H₂ O « CH₃ COOH + OH^- .

Следовательно, раствор CH₃ COONa будет проявлять щелочную реакцию.

При растворении солей многоосновных кислот гидролиз протекает ступенчато, например:

Na₂ S + H₂ O « NaHS + NaOH

или в ионной форме

S^2- + H₂ O « HS^- + OH^- . (6)

Процесс (6) отражает гидролиз Na₂ S по первой ступени. Чтобы гидролиз прошёл полностью, как правило, увеличивают температуру процесса:

HS^- + H₂ O « H₂ S + OH^- .

Таким образом, при растворении в воде соли сильного основания и слабой кислоты раствор приобретает щелочную реакцию вследствие гидролиза.

3. Соли слабого основания и сильной кислоты , например Al₂ (SO₄ )₃ , FeCl₂ , CuBr₂ , NH₄ Cl.

Рассмотрим гидролиз хлорида железа (II):

FeCl₂ + H₂ O « Fe(OH)Cl + HCl. (7)

В ионном виде этот процесс можно записать так:

Fe²⁺ + H₂ O « Fe(OH)⁺ + H⁺ . (8)

По второй ступени гидролиз протекает следующим образом:

Fe(OH)⁺ + H₂ O « Fe(OH)₂ + H⁺ . (9)

Из реакций (7)-(9) ясно, что в результате гидролиза солей слабого основания и сильной кислоты раствор приобретает кислую реакцию.

4. Соли слабого основания и слабой кислоты , например Al₂ S₃ , Cr₂ S₃ , CH₃ COONH₄ , (NH₄ )₂ CO₃ . При растворении в воде таких солей образуются малодиссоциирующие кислота и основание:

CH₃ COONH₄ + H₂ O « CH₃ COOH + NH₄ OH

или в ионном виде:

CH₃ COO^- + NH⁺ + H₂ O « CH₃ COOH + NH₄ OH.

Реакция среды в растворах подобных солей зависит от относительной силы кислоты и основания. Другими словами, водные растворы таких солей могут иметь нейтральную, кислую или щелочную реакцию в зависимости от констант диссоциации образующихся кислот и оснований.

Так, при гидролизе CH₃ COONH₄ реакция раствора будет слабощелочной, поскольку константа диссоциации гидроксида аммония (K = 6,3 * 10^-5 ) больше константы диссоциации уксусной кислоты (K = 1,75 * 10^-5 ).

Список литературы

1. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В., Попков В. А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы: В 2 т. М.: 1-я Федерат. книготорг. компания, 1998.

2. Хомченко Г. П. Химия для поступающих в вузы. М.: Высшая школа, 1988.

3. Фримантл М. Химия в действии: В 2 ч. М.: Мир, 1991.