Indicatorul de pH și impactul acestuia asupra calității apei potabile.

Ce este pH-ul?

pH(„potentia hydrogeni” - puterea hidrogenului sau „pondus hydrogenii” - greutatea hidrogenului) este o unitate de măsură pentru activitatea ionilor de hidrogen în orice substanță, exprimând cantitativ aciditatea acesteia.

Acest termen a apărut la începutul secolului al XX-lea în Danemarca. Indicatorul de pH a fost introdus de chimistul danez Soren Petr Lauritz Sorensen (1868-1939), deși afirmații despre o anumită „putere a apei” se găsesc și printre predecesorii săi.

Activitatea hidrogenului este definită ca logaritmul zecimal negativ al concentrației ionilor de hidrogen exprimat în moli pe litru:

pH = -log

Pentru simplitate și comoditate, în calcule a fost introdus indicatorul de pH. pH-ul este determinat de raportul cantitativ dintre ionii H+ și OH- din apă, formați în timpul disocierii apei. Se obișnuiește să se măsoare nivelul pH-ului pe o scară de 14 cifre.

Dacă apa are un conținut redus de ioni de hidrogen liberi (pH mai mare de 7) în comparație cu ionii de hidroxid [OH-], atunci apa va avea reacție alcalină, și cu un conținut crescut de ioni H+ (pH mai mic de 7) - reacție acidă. În apă distilată perfect pură, acești ioni se vor echilibra reciproc.

mediu acid: >
mediu neutru: =
mediu alcalin: >

Când concentrațiile ambelor tipuri de ioni într-o soluție sunt aceleași, se spune că soluția este neutră. În apa neutră valoarea pH-ului este 7.

Când diferite substanțe chimice sunt dizolvate în apă, acest echilibru se modifică, rezultând o modificare a valorii pH-ului. Când se adaugă un acid în apă, concentrația de ioni de hidrogen crește, iar concentrația de ioni de hidroxid scade în mod corespunzător atunci când se adaugă un alcali, dimpotrivă, conținutul de ioni de hidroxid crește, iar concentrația de ioni de hidrogen scade.

Indicatorul de pH reflectă gradul de aciditate sau alcalinitate al mediului, în timp ce „aciditatea” și „alcalinitatea” caracterizează conținutul cantitativ al substanțelor din apă care pot neutraliza alcalii și, respectiv, acizii. Ca analogie, putem da un exemplu cu temperatura, care caracterizează gradul de încălzire al unei substanțe, dar nu și cantitatea de căldură. Punând mâna în apă, putem spune dacă apa este rece sau caldă, dar nu vom putea determina câtă căldură este în ea (adică, relativ vorbind, cât timp se va răci această apă).

pH-ul este considerat unul dintre cei mai importanți indicatori ai calității apei potabile. Ea arată echilibrul acido-bazic și influențează modul în care vor decurge procesele chimice și biologice. În funcție de valoarea pH-ului, se poate modifica viteza reacțiilor chimice, gradul de agresivitate corozivă a apei, toxicitatea poluanților etc. Bunăstarea, starea de spirit și sănătatea noastră depind direct de echilibrul acido-bazic al mediului înconjurător al corpului nostru.

Omul modern trăiește într-un mediu poluat. Mulți oameni cumpără și consumă alimente făcute din semifabricate. În plus, aproape fiecare persoană este expusă la stres în fiecare zi. Toate acestea afectează echilibrul acido-bazic al mediului organismului, deplasându-l spre acizi. Ceaiul, cafeaua, berea, băuturile carbogazoase scad nivelul pH-ului din organism.

Se crede că un mediu acid este una dintre principalele cauze ale distrugerii celulelor și ale distrugerii țesuturilor, dezvoltării bolilor și proceselor de îmbătrânire și creșterii agenților patogeni. Într-un mediu acid, materialul de construcție nu ajunge în celule și membrana este distrusă.

În exterior, starea echilibrului acido-bazic al sângelui unei persoane poate fi judecată după culoarea conjunctivei sale din colțurile ochilor. Cu un echilibru acido-bazic optim, culoarea conjunctivei este roz strălucitor, dar dacă alcalinitatea sângelui unei persoane crește, conjunctiva devine roz închis, iar odată cu creșterea acidității, culoarea conjunctivei devine roz pal. Mai mult, culoarea conjunctivei se schimbă în 80 de secunde după consumul de substanțe care afectează echilibrul acido-bazic.

Organismul reglează pH-ul fluidelor interne, menținând valorile la un anumit nivel. Echilibrul acido-bazic al organismului este un anumit raport de acizi și alcalii care contribuie la funcționarea sa normală. Echilibrul acido-bazic depinde de menținerea unor proporții relativ constante între apele intercelulare și cele intracelulare din țesuturile corpului. Dacă echilibrul acido-bazic al fluidelor din organism nu este menținut în mod constant, funcționarea normală și păstrarea vieții vor fi imposibile. Prin urmare, este important să controlezi ceea ce consumi.

Echilibrul acido-bazic este indicatorul nostru de sănătate. Cu cât suntem mai „acri”, cu atât îmbătrânim mai repede și ne îmbolnăvim. Pentru funcționarea normală a tuturor organelor interne, nivelul pH-ului din organism trebuie să fie alcalin, în intervalul de la 7 la 9.

pH-ul din corpul nostru nu este întotdeauna același - unele părți sunt mai alcaline, iar altele sunt acide. Organismul reglează și menține homeostazia pH-ului doar în anumite cazuri, cum ar fi pH-ul sângelui. Nivelurile de pH ale rinichilor și ale altor organe al căror echilibru acido-bazic nu este reglat de organism sunt afectate de alimentele și băuturile pe care le consumăm.

pH-ul sângelui

Nivelul pH-ului din sânge este menținut de organism în intervalul 7,35-7,45. pH-ul normal al sângelui uman este considerat a fi 7,4-7,45. Chiar și o ușoară abatere a acestui indicator afectează capacitatea sângelui de a transporta oxigen. Dacă pH-ul sângelui crește la 7,5, acesta transportă cu 75% mai mult oxigen. Când pH-ul sângelui scade la 7,3, este deja dificil pentru o persoană să se ridice din pat. La 7,29, poate intra în comă dacă pH-ul sângelui scade sub 7,1, persoana moare;

Nivelurile de pH din sânge trebuie menținute într-un interval sănătos, astfel încât organismul folosește organe și țesuturi pentru a menține un nivel constant de pH. Din această cauză, nivelul pH-ului sângelui nu se modifică din cauza consumului de apă alcalină sau acidă, dar țesuturile și organele corpului folosite pentru reglarea pH-ului sângelui își schimbă pH-ul.

pH-ul rinichilor

Parametrul de pH al rinichilor este influențat de apă, alimente și procesele metabolice din organism. Alimentele acide (cum ar fi produsele din carne, produsele lactate etc.) și băuturile (băuturi îndulcite, băuturi alcoolice, cafea etc.) duc la niveluri scăzute ale pH-ului la nivelul rinichilor deoarece organismul elimină excesul de aciditate prin urină. Cu cât nivelul pH-ului urinei este mai scăzut, cu atât rinichii trebuie să lucreze mai greu. Prin urmare, încărcătura acidă pe rinichi de la astfel de alimente și băuturi se numește încărcare potențială acido-renală.

Consumul de apă alcalină aduce beneficii rinichilor - nivelul pH-ului urinei crește, iar încărcătura acidă a organismului scade. Creșterea pH-ului urinei crește pH-ul corpului în ansamblu și elimină rinichii de toxinele acide.

pH-ul stomacului

Un stomac gol nu conține mai mult de o linguriță de acid gastric produs la ultima masă. Stomacul produce acid după cum este necesar atunci când mănâncă alimente. Stomacul nu produce acid atunci când o persoană bea apă.

Este foarte util să bei apă pe stomacul gol. pH-ul crește la un nivel de 5-6. pH-ul crescut va avea un efect antiacid usor si va duce la o crestere a probioticelor benefice (bacteriile bune). Creșterea pH-ului stomacului crește pH-ul organismului, ceea ce duce la o digestie sănătoasă și ameliorarea simptomelor indigestiei.

pH-ul grăsimii subcutanate

Țesuturile grase ale organismului au un pH acid deoarece în ele se depun acizi în exces. Organismul trebuie să stocheze acidul în țesuturile adipoase atunci când nu poate fi excretat sau neutralizat prin alte mijloace. Prin urmare, o schimbare a pH-ului corpului către partea acidă este unul dintre factorii pentru excesul de greutate.

Efectul pozitiv al apei alcaline asupra greutății corporale este că apa alcalină ajută la eliminarea excesului de acid din țesuturi, deoarece ajută rinichii să funcționeze mai eficient. Acest lucru ajută la controlul greutății deoarece cantitatea de acid pe care organismul trebuie să o „pastreze” este mult redusă. Apa alcalină îmbunătățește, de asemenea, rezultatele unei diete sănătoase și ale exercițiilor fizice, ajutând organismul să facă față excesului de aciditate produs de țesutul adipos în timpul pierderii în greutate.

Oase

Osul are un pH alcalin deoarece este compus în principal din calciu. pH-ul lor este constant, dar dacă sângele are nevoie de ajustare a pH-ului, calciul este extras din oase.

Beneficiul apei alcaline pentru oase este de a le proteja prin reducerea cantității de acid împotriva căruia organismul trebuie să lupte. Studiile au arătat că consumul de apă alcalină reduce resorbția osoasă - osteoporoza.

pH-ul ficatului

Ficatul are un pH ușor alcalin, al cărui nivel este afectat atât de alimente, cât și de băuturi. Zahărul și alcoolul trebuie descompuse în ficat, ceea ce duce la exces de acid.

Beneficiile apei alcaline pentru ficat includ prezența antioxidanților în astfel de apă; S-a descoperit că apa alcalină îmbunătățește activitatea a doi antioxidanți găsiți în ficat, care contribuie la o purificare mai eficientă a sângelui.

pH-ul corpului și apă alcalină

Apa alcalină permite părților corpului care mențin pH-ul sângelui să funcționeze cu o eficiență mai mare. Creșterea nivelului pH-ului în părțile corpului responsabile de menținerea pH-ului sângelui va ajuta aceste organe să rămână sănătoase și să funcționeze eficient.

Între mese, vă puteți ajuta organismul să-și normalizeze pH-ul bând apă alcalină. Chiar și o mică creștere a pH-ului poate avea un impact uriaș asupra sănătății tale.

Potrivit cercetărilor oamenilor de știință japonezi, pH-ul apei potabile, care este în intervalul 7-8, crește speranța de viață a populației cu 20-30%.

În funcție de nivelul pH-ului, apa poate fi împărțită în mai multe grupuri:

Ape puternic acide< 3
ape acide 3 - 5
ape usor acide 5 - 6,5
ape neutre 6,5 - 7,5
ape usor alcaline 7,5 - 8,5
ape alcaline 8,5 – 9,5
ape foarte alcaline > 9,5

De obicei, nivelul pH-ului apei potabile de la robinet este în intervalul în care nu afectează în mod direct calitatea apei de consumator. În apele râurilor pH-ul este de obicei în intervalul 6,5-8,5, în precipitații 4,6-6,1, în mlaștini 5,5-6,0, în apele mării 7,9-8,3.

OMS nu oferă nicio valoare recomandată din punct de vedere medical pentru pH. Se stie ca la pH scazut apa este foarte coroziva, iar la niveluri ridicate (pH>11) apa capata o sapunozitate caracteristica, un miros neplacut si poate provoca iritatii ochilor si pielii. De aceea, nivelul optim de pH pentru apa potabilă și menajeră este considerat a fi în intervalul de la 6 la 9.

Interesant de știut: Biochimistul german OTTO WARBURG, distins cu Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină în 1931, a demonstrat că lipsa oxigenului (pH acid<7.0) в тканях приводит к изменению нормальных клеток в злокачественные.

Omul de știință a descoperit că celulele canceroase își pierd capacitatea de a se dezvolta într-un mediu saturat cu oxigen liber cu un pH de 7,5 sau mai mare! Aceasta înseamnă că atunci când fluidele corpului devin acide, dezvoltarea cancerului este stimulată.

Adepții săi din anii 60 ai secolului trecut au demonstrat că orice floră patogenă își pierde capacitatea de a se reproduce la pH = 7,5 și peste, iar sistemul nostru imunitar face față cu ușurință oricăror agresori!

Pentru a păstra și menține sănătatea, avem nevoie de apă alcalină adecvată (pH=7,5 și peste). Acest lucru va face posibilă menținerea mai bună a echilibrului acido-bazic al fluidelor corporale, deoarece principalele medii de viață au o reacție ușor alcalină.

Deja într-un mediu biologic neutru, organismul poate avea o capacitate uimitoare de auto-vindecare.

Nu stiu de unde il poti lua apa potrivita ? O să-ți spun!

Notă:

Făcând clic pe „ A sti„nu duce la nicio cheltuială sau obligație financiară.

Doar tu obțineți informații despre disponibilitatea apei potrivite în zona dvs,

și obțineți o oportunitate unică de a deveni gratuit membru al clubului oamenilor sănătoși

și obțineți o reducere de 20% la toate ofertele + bonus cumulativ.

Alăturați-vă clubului internațional de sănătate Coral Club, primiți un card de reducere GRATUIT, posibilitatea de a participa la promoții, un bonus cumulativ și alte privilegii!

Din punct de vedere chimic, pH-ul unei soluții poate fi determinat folosind indicatori acido-bazici.

Indicatorii acido-bazici sunt substanțe organice a căror culoare depinde de aciditatea mediului.

Cei mai comuni indicatori sunt turnesol, metil portocaliu și fenolftaleina. Turnesolul devine roșu într-un mediu acid și albastru într-un mediu alcalin. Fenolftaleina este incoloră într-un mediu acid, dar devine purpurie într-un mediu alcalin. Portocaliul de metil devine roșu într-un mediu acid și galben în mediu alcalin.

În practica de laborator, o serie de indicatori sunt adesea amestecați, selectați astfel încât culoarea amestecului să se schimbe într-o gamă largă de valori ale pH-ului. Cu ajutorul lor, puteți determina pH-ul unei soluții cu o precizie de una. Aceste amestecuri se numesc indicatori universali.

Există dispozitive speciale - pH-metre, cu ajutorul cărora puteți determina pH-ul soluțiilor în intervalul de la 0 la 14 cu o precizie de 0,01 unități pH.

Hidroliza sărurilor

Când unele săruri sunt dizolvate în apă, echilibrul procesului de disociere a apei este perturbat și, în consecință, pH-ul mediului se modifică. Acest lucru se datorează faptului că sărurile reacţionează cu apa.

Hidroliza sărurilor – interacțiunea de schimb chimic a ionilor de sare dizolvați cu apa, ducând la formarea de produși slab disociați (molecule de acizi sau baze slabe, anioni de săruri acide sau cationi de săruri bazice) și însoțite de o modificare a pH-ului mediului.

Să luăm în considerare procesul de hidroliză în funcție de natura bazelor și acizilor care formează sarea.

Săruri formate din acizi tari și baze tari (NaCl, kno3, Na2so4 etc.).

Sa spunem că, atunci când clorura de sodiu reacționează cu apa, are loc o reacție de hidroliză pentru a forma un acid și o bază:

NaCl + H 2 O ↔ NaOH + HCl

Pentru o idee corectă a naturii acestei interacțiuni, să scriem ecuația reacției în formă ionică, ținând cont de faptul că singurul compus slab disociat din acest sistem este apa:

Na + + Cl - + HOH ↔ Na + + OH - + H + + Cl -

Când se anulează ionii identici din partea stângă și dreaptă a ecuației, ecuația de disociere a apei rămâne:

H 2 O ↔ H + + OH -

După cum puteți vedea, nu există exces de ioni H + sau OH - în soluție în comparație cu conținutul lor în apă. În plus, nu se formează alți compuși slab disociați sau puțin solubili. De aici tragem concluzia că sărurile formate din acizi și baze puternice nu suferă hidroliză, iar reacția soluțiilor acestor săruri este aceeași ca în apă, neutră (pH = 7).

Când se compun ecuații ion-moleculare pentru reacțiile de hidroliză, este necesar:

1) notează ecuația de disociere a sării;

2) determinați natura cationului și anionului (aflați cationul unei baze slabe sau anionul unui acid slab);

3) notează ecuația ionico-moleculară a reacției, ținând cont de faptul că apa este un electrolit slab și că suma sarcinilor ar trebui să fie aceeași pe ambele părți ale ecuației.

Săruri formate dintr-un acid slab și o bază puternică

(N / A 2 CO 3 , K 2 S, CH 3 COONa Și etc. .)

Luați în considerare reacția de hidroliză a acetatului de sodiu. Această sare în soluție se descompune în ioni: CH 3 COONa ↔ CH 3 COO - + Na + ;

Na + este cationul unei baze puternice, CH 3 COO - este anionul unui acid slab.

Cationii de Na + nu pot lega ionii de apă, deoarece NaOH, o bază puternică, se dezintegrează complet în ioni. Anionii acidului acetic slab CH 3 COO - leagă ionii de hidrogen pentru a forma acid acetic ușor disociat:

CH 3 COO - + HON ↔ CH 3 COOH + OH -

Se poate observa că în urma hidrolizei CH 3 COONa s-a format un exces de ioni de hidroxid în soluție, iar reacția mediului a devenit alcalină (pH > 7).

Astfel putem concluziona că sărurile formate dintr-un acid slab și o bază tare se hidrolizează la anion ( Un n - ). În acest caz, anionii de sare leagă ionii de H + , iar ionii OH se acumulează în soluție - , care provoacă un mediu alcalin (pH>7):

An n - + HOH ↔ Han (n -1)- + OH - , (la n=1 se formează HAN – un acid slab).

Hidroliza sărurilor formate din acizi slabi di- și tribazici și baze tari se desfășoară treptat

Să luăm în considerare hidroliza sulfurei de potasiu. K 2 S se disociază în soluție:

K2S ↔ 2K + + S2-;

K + este cationul unei baze puternice, S 2 este anionul unui acid slab.

Cationii de potasiu nu iau parte la reacția de hidroliză, doar anionii hidrosulfuri slabi interacționează cu apa. În această reacție, primul pas este formarea ionilor HS slab disociați, iar a doua etapă este formarea unui acid slab H2S:

Etapa 1: S 2- + HOH ↔ HS - + OH - ;

Etapa a 2-a: HS - + HOH ↔ H 2 S + OH - .

Ionii OH formați în prima etapă de hidroliză reduc semnificativ probabilitatea hidrolizei în etapa următoare. Ca urmare, un proces care are loc numai în prima etapă are de obicei o importanță practică, care, de regulă, se limitează la evaluarea hidrolizei sărurilor în condiții normale.

Hidroliza este interacțiunea substanțelor cu apa, în urma căreia mediul soluției se modifică.

Cationii și anionii electroliților slabi sunt capabili să interacționeze cu apa pentru a forma compuși sau ioni stabili, ușor disociabili, în urma cărora mediul soluției se modifică. Formulele pentru apă în ecuațiile de hidroliză sunt de obicei scrise ca H-OH. Când reacționează cu apa, cationii bazelor slabe îndepărtează ionii hidroxil din apă și se formează H + în exces în soluție. Mediul soluției devine acid. Anionii acizilor slabi atrag H + din apă, iar reacția mediului devine alcalină.

În chimia anorganică, cel mai adesea unul trebuie să se ocupe de hidroliza sărurilor, adică. cu interacțiunea de schimb a ionilor de sare cu moleculele de apă în procesul de dizolvare a acestora. Există 4 opțiuni pentru hidroliză.

1. O sare este formată dintr-o bază tare și un acid tare.

Această sare practic nu suferă hidroliză. În acest caz, echilibrul disocierii apei în prezența ionilor de sare aproape nu este perturbat, prin urmare pH = 7, mediul este neutru.

Na + + H 2 O Cl - + H 2 O

2. Dacă o sare este formată dintr-un cation al unei baze tare și un anion al unui acid slab, atunci la anion are loc hidroliza.

Na2CO3 + HOH NaHC03 + NaOH

Deoarece ionii OH - se acumulează în soluție, mediul este alcalin, pH>7.

3. Dacă o sare este formată dintr-un cation al unei baze slabe și un anion al unui acid puternic, atunci are loc hidroliza de-a lungul cationului.

Cu 2+ + HOH CuOH + + H +

СuCl 2 + HOH CuOHCI + HCl

Deoarece ionii H + se acumulează în soluție, mediul este acid, pH<7.

4. O sare formată dintr-un cation al unei baze slabe și un anion al unui acid slab suferă hidroliza atât a cationului, cât și a anionului.

CH 3 COONH 4 + HOH NH 4 OH + CH 3 COOH

CH3COO‑+
+ HOH NH4OH + CH3COOH

Soluțiile de astfel de săruri au fie un mediu ușor acid, fie ușor alcalin, de exemplu. valoarea pH-ului este apropiată de 7. Reacția mediului depinde de raportul constantelor de disociere ale acidului și bazei. Hidroliza sărurilor formate din acizi și baze foarte slabe este practic ireversibilă. Acestea sunt în principal sulfuri și carbonați de aluminiu, crom și fier.

Al2S3 + 3HOH2Al(OH)3 + 3H2S

Atunci când se determină mediul unei soluții de sare, este necesar să se țină cont de faptul că mediul soluției este determinat de componenta puternică. Dacă sarea este formată dintr-un acid, care este un electrolit puternic, atunci soluția este acidă. Dacă baza este un electrolit puternic, atunci este alcalin.

Exemplu. Soluția are un mediu alcalin

1) Pb(N03)2; 2) Na2C03; 3) NaCI; 4) NaNO3

1) azotat de Pb(NO3)2 plumb(II). Sarea este formată dintr-o bază slabă și acid puternic, înseamnă mediul de soluție acru.

2) Na2C03 carbonat de sodiu. S-a format sare fundație puternicăși un acid slab, ceea ce înseamnă mediul de soluție alcalin.

3) NaCI; 4) NaNO 3 Sărurile sunt formate din baza tare NaOH și acizii tari HCl și HNO 3. Mediul de soluție este neutru.

Răspuns corect 2) Na2CO3

Hârtia indicatoare a fost scufundată în soluțiile sărate. În soluțiile de NaCl și NaNO 3 nu și-a schimbat culoarea, ceea ce înseamnă mediul soluției neutru. În soluție, Pb(NO 3) 2 devine roșu, mediul soluției acru.Într-o soluție, Na 2 CO 3 devine albastru, mediul soluției alcalin.

Lectura: Hidroliza sărurilor. Mediu soluție apoasă: acid, neutru, alcalin

Continuăm să studiem modelele reacțiilor chimice. În timp ce studiați subiectul, ați aflat că în timpul disocierii electrolitice într-o soluție apoasă, particulele substanțelor implicate în reacție se dizolvă în apă. Aceasta este hidroliza. Diverse substanțe anorganice și organice, în special săruri, sunt expuse acestuia. Fără a înțelege procesul de hidroliză a sării, nu veți putea explica fenomenele care apar în organismele vii.

Esența hidrolizei sării se rezumă la procesul de schimb de interacțiune a ionilor (cationi și anioni) ai sării cu moleculele de apă. Ca rezultat, se formează un electrolit slab - un compus cu disociere scăzută. Într-o soluție apoasă apare un exces de ioni liberi de H + sau OH -. Amintiți-vă, a căror disociere electroliți formează ioni H + și care ioni OH -. După cum ați ghicit, în primul caz avem de-a face cu un acid, ceea ce înseamnă că un mediu apos cu ioni H + va fi acid. În al doilea caz, alcalin. În apă însăși, mediul este neutru, deoarece se disociază ușor în ioni H + și OH - de concentrație egală.

Natura mediului poate fi determinată cu ajutorul unor indicatori. Fenolftaleina detectează un mediu alcalin și transformă soluția purpurie. Turnesolul devine roșu atunci când este expus la acid, dar rămâne albastru când este expus la alcali. Portocaliul de metil este portocaliu, devine galben într-un mediu alcalin și roz în mediu acid. Tipul de hidroliză depinde de tipul de sare.

Tipuri de săruri

Deci, orice sare poate fi interacțiunea dintre un acid și o bază, care, după cum înțelegeți, poate fi puternică și slabă. Cei puternici sunt cei al căror grad de disociere α este aproape de 100%. Trebuie amintit că acizii sulfuros (H 2 SO 3) și fosforici (H 3 PO 4) sunt adesea clasificați ca acizi cu tărie medie. La rezolvarea problemelor de hidroliză, acești acizi trebuie clasificați ca slabi.

Acizi:

Puternic: HCI; HBr; Hl; HNO3; HCI04; H2SO4. Reziduurile lor acide nu interacționează cu apa.

Slab: HF; H2CO3; H2Si03; H2S; HNO2; H2S03; H3PO4; acizi organici. Și reziduurile lor acide interacționează cu apa, luând cationii de hidrogen H+ din moleculele sale.

Motive:

Puternic: hidroxizi metalici solubili; Ca(OH)2; Sr(OH)2. Cationii lor metalici nu interacționează cu apa.

Slab: hidroxizi metalici insolubili; Hidroxid de amoniu (NH4OH). Și aici cationii metalici interacționează cu apa.

Pe baza acestui material, să luăm în consideraretipuri de săruri :

Săruri cu o bază puternică și un acid puternic. De exemplu: Ba (NO3)2, KCI, Li2SO4. Caracteristici: nu interactioneaza cu apa, ceea ce inseamna ca nu sunt supuse hidrolizei. Soluțiile unor astfel de săruri au un mediu de reacție neutru.

Săruri cu o bază tare și un acid slab. De exemplu: NaF, K 2 CO 3, Li 2 S. Caracteristici: reziduurile acide ale acestor săruri interacționează cu apa, hidroliza are loc la nivelul anionului. Mediul soluțiilor apoase este alcalin.

Săruri cu o bază slabă și un acid puternic. De exemplu: Zn(NO3)2, Fe2(SO4)3, CuSO4. Caracteristici: numai cationii metalici interactioneaza cu apa, are loc hidroliza cationului. Mediul este acid.

Săruri cu o bază slabă și un acid slab. De exemplu: CH 3 COONH 4, (NH 4) 2 CO 3, HCOONH 4. Caracteristici: atât cationii, cât și anionii reziduurilor acide interacționează cu apa, hidroliza are loc la cation și anion.

Un exemplu de hidroliză la un cation și formarea unui mediu acid:

Hidroliza clorurii ferice FeCl 2

FeCl 2 + H 2 O ↔ Fe(OH)Cl + HCl(ecuația moleculară)

Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - ↔ FeOH + + 2Cl - + H+ (ecuația ionică completă)

Fe 2+ + H 2 O ↔ FeOH + + H + (ecuație ionică scurtată)

Un exemplu de hidroliză de către un anion și formarea unui mediu alcalin:

Hidroliza acetatului de sodiu CH 3 COONa

CH 3 COONa + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NaOH(ecuația moleculară)

Na + + CH 3 COO - + H 2 O ↔ Na + + CH 3 COOH + OH- (ecuația ionică completă)

CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -(ecuație ionică scurtă)

Exemplu de co-hidroliză:

• Hidroliza sulfurei de aluminiu Al2S 3

Al 2 S 3 + 6H2O ↔ 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S

În acest caz, vedem hidroliza completă, care are loc dacă sarea este formată dintr-o bază slabă insolubilă sau volatilă și un acid slab insolubil sau volatil. În tabelul de solubilitate există liniuțe pe astfel de săruri. Dacă în timpul unei reacții de schimb ionic se formează o sare care nu există într-o soluție apoasă, atunci trebuie să scrieți reacția acestei sări cu apa.

De exemplu:

2FeCl3 + 3Na2CO3↔ Fe2 (CO3)3+ 6NaCl

Fe2 (CO3)3+ 6H 2 O ↔ 2Fe(OH) 3 + 3H 2 O + 3CO 2

Adăugăm aceste două ecuații și reducem ceea ce se repetă pe părțile din stânga și din dreapta:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O ↔ 6NaCl + 2Fe(OH) 3 ↓ + 3CO 2

Studiem efectul unui indicator universal asupra soluțiilor anumitor săruri

După cum putem vedea, mediul primei soluții este neutru (pH = 7), a doua este acid (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Cum putem explica un fapt atât de interesant? 🙂

În primul rând, să ne amintim ce este pH-ul și de ce depinde acesta.

pH-ul este un indice de hidrogen, o măsură a concentrației ionilor de hidrogen într-o soluție (conform primelor litere ale cuvintelor latinești potentia hydrogeni - puterea hidrogenului).

pH-ul este calculat ca logaritm zecimal negativ al concentrației ionilor de hidrogen exprimat în moli pe litru:

În apa pură la 25 °C, concentrațiile ionilor de hidrogen și ale ionilor de hidroxid sunt aceleași și se ridică la 10 -7 mol/l (pH = 7).

Când concentrațiile ambelor tipuri de ioni într-o soluție sunt egale, soluția este neutră. Când > soluția este acidă, iar când > este alcalină.

Ce cauzează o încălcare a egalității concentrațiilor ionilor de hidrogen și ionilor de hidroxid în unele soluții apoase de săruri?

Faptul este că există o schimbare în echilibrul disocierii apei datorită legării unuia dintre ionii săi (sau ) cu ionii de sare cu formarea unui produs ușor disociat, puțin solubil sau volatil. Aceasta este esența hidrolizei.

- aceasta este interacțiunea chimică a ionilor de sare cu ionii de apă, ducând la formarea unui electrolit slab - un acid (sau sare acidă) sau o bază (sau sare bazică).

Cuvântul „hidroliză” înseamnă descompunere prin apă („hidro” – apă, „liză” – descompunere).

În funcție de ionul de sare care interacționează cu apa, se disting trei tipuri de hidroliză:

1. hidroliza prin cation (doar cationul reactioneaza cu apa);
2. hidroliza prin anion (doar anionul reactioneaza cu apa);
3. hidroliza articulara - hidroliza la cation si la anion (atat cationul cat si anionul reactioneaza cu apa).

Orice sare poate fi considerată un produs format prin interacțiunea unei baze și a unui acid:

Hidroliza unei sări este interacțiunea ionilor acesteia cu apa, ducând la apariția unui mediu acid sau alcalin, dar nu este însoțită de formarea de precipitat sau gaz.
Procesul de hidroliză are loc numai cu participare solubil săruri și constă din două etape:
1)disociere saruri in solutie - ireversibil reacție (grad de disociere, sau 100%);
2) de fapt , adică interacțiunea ionilor de sare cu apa, - reversibil reacție (grad de hidroliză ˂ 1, sau 100%)
Ecuațiile etapelor 1 și 2 - prima dintre ele este ireversibilă, a doua este reversibilă - nu le puteți adăuga!
Rețineți că sărurile formate din cationi alcaliiși anioni puternic acizii nu suferă hidroliză, se disociază doar atunci când sunt dizolvați în apă. În soluții de săruri KCl, NaNO3, NaSO4 și BaI, mediul neutru.

Hidroliza prin anion

În cazul interacțiunii anionii sare dizolvată cu apă procesul se numește hidroliza sării la anion.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (disocierea)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (hidroliza)
Disocierea sării KNO 2 are loc complet, hidroliza anionului NO 2 are loc într-o măsură foarte mică (pentru o soluție 0,1 M - cu 0,0014%), dar acest lucru este suficient pentru ca soluția să devină alcalin(printre produșii hidrolizei se numără un ion OH -), acesta conține p H = 8,14.
Anionii suferă numai hidroliză slab acizi (în acest exemplu, ionul de nitrit NO 2 , corespunzător acidului azot slab HNO 2). Anionul unui acid slab atrage cationul de hidrogen prezent în apă și formează o moleculă a acestui acid, în timp ce ionul hidroxid rămâne liber:
NO 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Exemple:
a) NaClO = Na + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
c) Na 2 CO 3 = 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 — + OH —
d) K 3 PO 4 = 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH —
e) BaS = Ba 2+ + S 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS — + OH —
Vă rugăm să rețineți că în exemplele (c-e) nu puteți crește numărul de molecule de apă și în loc de hidroanioni (HCO 3, HPO 4, HS) scrieți formulele acizilor corespunzători (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). Hidroliza este o reacție reversibilă și nu poate continua „până la sfârșit” (până la formarea acidului).
Dacă s-ar forma un astfel de acid instabil precum H2CO3 într-o soluție de sare NaCO3, atunci s-ar observa eliberarea de CO2 gazos din soluție (H2CO3 = CO2 + H2O). Cu toate acestea, atunci când soda este dizolvată în apă, se formează o soluție transparentă fără degajare de gaz, ceea ce este o dovadă a incompletității hidrolizei anionului cu apariția în soluție doar a hidranionilor de acid carbonic HCO 3 -.
Gradul de hidroliză a sării de către anion depinde de gradul de disociere a produsului de hidroliză – acidul. Cu cât acidul este mai slab, cu atât este mai mare gradul de hidroliză. De exemplu, ionii CO 3 2-, PO 4 3- și S 2- sunt hidrolizați într-o măsură mai mare decât ionul NO 2, deoarece disocierea H 2 CO 3 și H 2 S este în a 2-a etapă, iar H 3 PO 4 în A treia etapă are loc semnificativ mai puțin decât disocierea acidului HNO2. Prin urmare, soluțiile, de exemplu, Na2CO3, K3PO4 și BaS vor fi foarte alcalin(ceea ce este ușor de văzut după cât de săpunoasă este sifonul la atingere) .

Un exces de ioni OH într-o soluție poate fi ușor detectat cu un indicator sau măsurat cu dispozitive speciale (pH-metre).
Dacă într-o soluție concentrată de sare care este puternic hidrolizată de anion,
de exemplu Na 2 CO 3 , se adauga aluminiu, apoi acesta din urma (datorita amfoteritatii) va reactiona cu alcalii si se va observa degajarea hidrogenului. Aceasta este o dovadă suplimentară că are loc hidroliza, deoarece nu am adăugat NaOH alcalin la soluția de sifon!

Acordați o atenție deosebită sărurilor acizilor de tărie medie - ortofosforici și sulfurosi. În prima etapă, acești acizi se disociază destul de bine, astfel încât sărurile lor acide nu suferă hidroliză, iar mediul de soluție al unor astfel de săruri este acid (datorită prezenței unui cation de hidrogen în sare). Și sărurile medii se hidrolizează la anion - mediul este alcalin. Deci, hidrosulfiții, hidrogen-fosfații și dihidrogen-fosfații nu se hidrolizează la anion, mediul este acid. Sulfiții și fosfații sunt hidrolizați prin anion, mediul este alcalin.

Hidroliza prin cation

Când un cation de sare dizolvat interacționează cu apa, procesul este numit
hidroliza sării la cation

1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 − (disocierea)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (hidroliza)

Disociarea sării Ni(NO 3) 2 are loc complet, hidroliza cationului Ni 2+ are loc într-o măsură foarte mică (pentru o soluție 0,1 M - cu 0,001%), dar acest lucru este suficient pentru ca mediul să devină acid. (ionul H + este prezent printre produșii de hidroliză).

Numai cationii hidroxizilor bazici și amfoteri slab solubili și cationii de amoniu sunt supuși hidrolizei NH4+. Cationul metalic desparte ionul hidroxid din molecula de apă și eliberează cationul de hidrogen H +.

Ca rezultat al hidrolizei, cationul de amoniu formează o bază slabă - hidrat de amoniac și un cation de hidrogen:

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +

Vă rugăm să rețineți că nu puteți crește numărul de molecule de apă și nu puteți scrie formule de hidroxid (de exemplu, Ni(OH) 2) în loc de hidroxocații (de exemplu, NiOH +). Dacă s-ar forma hidroxizi, atunci din soluțiile sărate s-ar forma precipitații, ceea ce nu se observă (aceste săruri formează soluții transparente).
Excesul de cationi de hidrogen poate fi detectat cu ușurință cu un indicator sau măsurat cu dispozitive speciale. La o soluție concentrată de sare care este puternic hidrolizată de cation se adaugă magneziu sau zinc, iar acesta din urmă reacţionează cu acidul pentru a elibera hidrogen.

Dacă sarea este insolubilă, atunci nu există hidroliză, deoarece ionii nu interacționează cu apa.