Гидролиз солей в качественном анализе

Многие соли в водном растворе подвергаются гидролизу, который приводит к изменению pH раствора.

Гидролизу подвергаются соли, образованные одним слабым компонентом и другим сильным или двумя слабыми. В табл. 1.3 приведены сильные и слабые электролиты, образующие соли, подвергающиеся гидролизу.

Таблица 13

Компоненты электролитов, образующих соли

Соединения

Компоненты

сильные

слабые

Кислоты

HCl, H2S04, HN03, НС104 и др.

HCN, СН3СООН, HN02, H2S, Н2С03 и др.

Основания

КОН, NaOH, Са(ОН)2, Ва(ОН)2

NH4OH, Zn(OH)2, А1(ОН)3 и др.

С количественной стороны гидролиз характеризуется степенью гидролиза, под которой понимают отношение концентрации гидролизованной части соли к общей концентрации ее в растворе и константой гидролиза К.

1. Для соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, например KCN (образована КОН + HCN), степень гидролиза, константа гидролиза и pH рассчитываются по формулам

где Ки — ионное произведение воды; Ккжл — константа диссоциации слабой кислоты; Сюл - концентрация соли; рКкисп = -lg/CK,RV1.

2. Для соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, например NH,jCl (образована NH4OH + НС1), степень гидролиза, константа гидролиза и pH рассчитываются по формулам

где К(ки константа диссоциации слабого основания, рК.м= -lgKOCII.

Степень гидролиза И зависит от природы слабого компонента, температуры и концентрации соли (Ссол). С разбавлением и нагреванием соли степень гидролиза увеличивается.

3. Для соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой, например NH4CN (образована NH4OH + HCN), степень гидролиза, константа гидролиза и pH рассчитываются по формулам

Для таких солей степень гидролиза h не зависит от концентрации (разбавления).

Соли, в которых слабым компонентом является многоосновная кислота (H2S, Н2С03, Н3Р04 и др.) или многокислотиое основание (Zn(OH)2, А1(ОН)3 и др.), подвергаются ступенчатому гидролизу.

Пример 1.11. Вычислим, во сколько раз степень гидролиза соли K2S по I-й ступени больше, чем по П-й.

Решение. Ступенчатый гидролиз соли идет преимущественно по I-й ступени: или в ионном виде

Гидролиз соли по II ступени идет ничтожно мало: или в ионном виде

Зная из таблиц значения констант ступенчатой диссоциации слабого компонента соли (кислоты H2S), можно рассчитать степень гидролиза соли по I-й (/г,) и Н-й (Л2) ступеням (Kus- = 1,2-10 15, Ки s = 5,7 -10 8):

Степень гидролиза по первой ступени почти в 7000 раз превышает степень гидролиза по второй ступени.

В аналитической практике гидролиз часто мешает выполнению аналитических реакций, и его необходимо подавлять.

Например, при осаждении катионов Са2', Sr2f и Ва2 карбонатом аммония (NH4)2C03 необходимо прибавлять NH4OH для подавления гидролиза этого реагента:

При осаждении Fe3+, Fe2+, Zn2+, Мп2+ действием сульфида аммония (NH4)2S также необходимо добавление NH4OH для подавления гидролиза:

Соли, образованные некоторыми катионами и слабыми кислотами (например, H2S, Н2СОэ и др.), гидролизуются в такой степени, что практически в водных растворах не существуют. Например, хотя большинство катионов осаждается сульфидом аммония в виде сульфидов, ионы Сг3+ и А13+ осаждаются в виде гидроксидов Сг(ОН)3 и А1(ОН)3. Это происходит потому, что концентрация ионов ОН-, возникающая в растворе при гидролизе, достаточна, чтобы произведения растворимости Сг(ОН)3 и А1(ОН)3 были превышены и гидроксиды выпали в осадок. У других катионов этого не наблюдается, так как их гидроксиды более растворимы, чем сульфиды.

Процесс, происходящий при осаждении Сг3+, можно выразить уравнением

Если введение в раствор продуктов, получающихся при гидролизе, подавляет гидролиз, то связывание одного из продуктов в результате какой- нибудь реакции, наоборот, усиливает гидролиз.

Гидролиз не всегда препятствует выполнению аналитических определений. Нередко его используют для обнаружения или отделения ионов. Когда ионы А13~ и Fe3+ удаляют из раствора действием ацетата натрия NaCH3COOH, в осадок выпадают нс средние, а основные соли, образующиеся в результате гидролиза:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >