Степень гидролиза. Константа гидролиза

5.1
Степень гидролиза.  Константа гидролиза

    
Количественными оценками способности соли подвергаться гидролизу
являются степень гидролиза ά_гид и
константа гидролиза К_гид. 
Степень гидролиза показывает, какая часть соли, содержащаяся в растворе
(С_М), подверглась гидролизу (С_Мгид) и рассчитывается как
отношение:

ά_гид   =  С_{М гид}   / С_М   
(100%).

 Очевидно, что для обратимого процесса
гидролиза ά_гид < 1 (<100%), а для необратимого
гидролиза ά_гид  = 1 (100%). Степень гидролиза зависит от
концентрации соли, температуры раствора ά_гид  увеличивается при разбавлении раствора соли и при увеличении температуры
раствора: если  С_М ↓, то
ά_гид ↑, 
если Т↑, то ά_гид
↑.

 Константа
гидролиза есть константа равновесия
процесса гидролиза, и по своему физическому смыслу определяет степень
необратимости гидролиза.  Чем больше  К_гид, тем  необратимее гидролиз.  К_гид имеет свое выражение для
каждого случая гидролиза.

Соль образована сильным основанием и слабой кислотой (на примере NaCNS).

Сокращенное уравнение
гидролиза:  CNS^— + HOH <=> HCNS + OH^—

К_рав  =  К_гид
 =    [HCNS]  [OH^—]   _*  [H⁺]

                              [CNS^—]   [HOH]  _* [H⁺]

В этом выражении для К_рав  числитель и знаменатель дроби умножили на [H⁺]. Очевидно, что
выражение для К_гид  принимает
вид:    К_гид  = К^—_w  / К_дис
(HCNS).  Поскольку К^—_w  величина постоянная и равна 10^-14 , очевидно,
что чем меньше К_дис слабой кислоты, анион которой входит в состав
соли, тем больше К_гид.

Соль образована слабым основанием 
и сильной кислотой  ( на
примере NH₄CI)

Сокращенное уравнение
гидролиза:            NH₄⁺ + HOH <=> NH₄OH + H⁺

К_рав   = 
К_гид   =  [NH₄OH]_* [H⁺] _* [OH^—] / [H⁺] _* [HOH] _* [OH^—],

В этом выражении для К_рав
числитель и знаменатель дроби умножили на [OH^—], поэтому выражение для К_гид  принимает вид:                                       К_гид  = К^—_w  / К_дис (NH₄OH).

Очевидно, что чем меньше К_дис
слабого основания, катион которого 
входит в состав соли, тем больше К_гид.

Соль образована слабым основанием и слабой кислотой (на примере NH₄CNS).

 Сокращенное уравнение гидролиза:     NH₄⁺ + CNS^— + HOH
<=> NH₄OH + HCNS

К_рав
  = 
К_гид  = [NH₄OH]_* [HCNS]_* [OH^—]_* [H⁺] / [NH₄⁺]_*[CNS^—]_*[HOH]_*[OH^—]_*[H⁺],

В этом выражении для К_рав
числитель и знаменатель дроби умножили на [H⁺]_*[OH^—], поэтому выражение для К_гид  принимает вид:                       К_гид  = К^—_w / К_дис (NH₄OH) _* К_дис (HCNS).

    
Между К_гид  и  ά_гид  соли
существует  связь, которая выражается
уравнением закона  Оствальда.

ά_гид = (К_{гид /} С_{М соли})^1/2.

    
Концентрацию ионов  OH^—   или  H⁺, которые накапливаются  в растворе при гидролизе солей, а также  рОН и рН можно рассчитать по следующим
формулам.

а) для соли образованной сильным
основанием и слабой кислотой: [OH^—] = ά_{гид *} С_{М соли}   

Тогда    рН = 14 – рОН = 14 – Ig(ά_{гид *}
С_{М соли})   или    
рН = 14 – lg [(К_w / К_{дис
слаб..кисл. *} С_{М соли})^1/2]

б) 
для соли образованной слабым основанием и сильной кислотой   [H⁺] = ά_{гид *}
С_{М соли .}

Тогда       рН = – Ig[H⁺] = —Ig(ά_{гид *} С_{М соли})  
или   рН = – lg [(К_w / К_{дис слаб.основ. *} С_М
соли)^1/2]

ЗАДАЧИ

130. Вычислите  константу гидролиза в 0,1 М растворе формиата натрия HCOONa. Какова степень
     гидролиза соли и рН раствора?
131. Вычислите константу
     гидролиза в 0,001 М растворе КCIO₂. Каковы степень гидролиза соли и  рН раствора?
132. Вычислите константу
     гидролиза в 0,1 М растворе хлорида
     аммония. Каковы степень гидролиза соли в
     0,1 М растворе и рН раствора?
133. Вычислите рН и степень
     гидролиза 0,1 М раствора NaF.
134. Вычислите константу
     гидролиза карбоната натрия, степень гидролиза соли в 0,1 М растворе и рН раствора.
135. Вычислите константу
     гидролиза ортофосфата натрия. Каково значение рН:  а) в 2,4 М растворе Nа₃РО₄; б) в 0,1 М растворе той же соли? Определите в обоих случаях степень гидролиза
     соли.
136. Вычислите константу
     гидролиза сульфита натрия, степень гидролиза соли в 0,1 М растворе и  рН
     раствора.
137. Вычислите рН и степень
     гидролиза в 0,3 М растворе ZnCl₂.
138. Вычислите рН и степень
     гидролиза в;0,02 М растворе Fe(NO₃)₃.
139. Вычислить константу
     гидролиза фторида калия, определить степень гидролиза этой соли в 0,01 М растворе и рН раствора.
140. Вычислить константу
     гидролиза хлорида аммония, определить степень гидролиза этой соли в 0,01 М растворе и рН раствора.
141. Определить рН 0,02 N. раствора соды Nа₂СО₃, учитывая только первую ступень
     гидролиза.
142. Сравните степень
     гидролиза соли и рН среды в 0,1 М и 0,001 М растворах цианида калия.