Константа гидролиза

Если представить уравнение гидролиза в общем виде:

МА + Н₂О ⇄ НА + МОН,

где МА – соль; НА – кислота; МОН – основание,

то константа равновесия этой реакции будет следующая:

Концентрация воды в разбавленном растворе и константа равновесия этого процесса – величины постоянные. Произведение двух постоянных величин будет также величиной постоянной: K [H₂O] = K _г – это и будет константа гидролиза.

Константа гидролиза для данной реакции равна:

(3.15)

Физический смысл константы гидролиза заключается в том, что она характеризует способность данной соли подвергаться гидролизу. Чем больше К _г, тем в большей степени протекает гидролиз. К _г зависит от природы соли и от температуры.

Рассмотрим случаи зависимости К _г от природы соли.

1. Соль образована слабой кислотой и сильным основанием:

(3.16)

2. Соль образована слабым основанием и сильной кислотой. В этом случае К _г зависит от степени диссоциации основания:

(3.17)

3. Случай, когда соль образована слабым основанием и слабой кислотой. Для таких солей К _г будет зависеть как от К _дис кислоты, так и от К _дис основания.

(3.18)

Константа гидролиза связана со степенью гидролиза:

откуда

(3.19)

где h – степень гидролиза; с – концентрация раствора соли, моль/дм³.

Если соль, например, образована двухосновной кислотой, то есть гидролиз двухступенчатый, то тогда константы гидролиза соответственно будут равны:

(3.20)

где К _{дис II(кисл)} и К _{дис I(кисл)} – константы диссоциации кислоты по II и I ступеням.

Зная степень гидролиза и концентрацию раствора соли, можно определить pH раствора:

(3.21)

Используя выражения (3.12) и (3.21), получаем:

pH = –lg (hc). (3.22)

Пример 1. Определите рН раствора ортофосфата калия с концентрацией соли, равной 0,1 моль/дм³.

Решение. Гидролиз протекает практически только по I ступени:

РО₄^3– + Н₂О ⇄ НРО₄^2– + ОН^–;

К₃РО₄ ⇄ К₂НРО₄ + КОН.

Константа гидролиза по этой ступени определяется константой диссоциации образовавшейся кислоты то есть константой третьей ступени диссоциации ортофосфорной кислоты:

Для нахождения константы гидролиза воспользуемся форму-лой (3.20) и вычислим:

К _г1 = 10^–14 / (1,3 ∙ 10^–12) = 7,7 ∙ 10^–3.

Степень гидролиза находим по формуле (3.19):

h = = 2,8 ∙ 10^–2.

Так как гидролиз этой соли происходит по аниону, то сначала определяется рОН раствора:

рОН = –lg (2,8 ∙ 10^–2 ∙ 0,1) = 2,55, тогда получаем: рН = 14 – рОН = = 11,45.

Ответ: рН = 11,45.