Тема III. Протолитические равновесия в растворах солей. Степень и константа гидролиза. Расчет рН в растворах гидролизующихся солей

В водных растворах соли, содержащие катионы слабых оснований, и анионы слабых кислот подвергаются гидролизу, то есть взаимодействуют с протонами или гидроксильными группами нейтральных молекул воды. В растворах устанавливается гидролитическое равновесие, которое характеризуется константой гидролиза (Кh). При изучении этой темы необходимо обратить внимание на правильное написание уравнений реакций гидролиза в ионном виде и выражение константы гидролиза. Уметь выводить расчетные формулы степени гидролиза (h) и рН растворов гидролизующихся солей, знать факторы, влияющие на гидролиз.

Пример 1. Вычислить [H⁺] и pH 0,005 M NH₄NO₃, а также степень и константу гидролиза NH₄NO₃.

Решение: Составляем уравнение реакции гидролиза:

NH₄⁺ + H₂O = NH₄OH + H⁺.

Рассчитываем концентрацию H⁺-ионов по формуле:

.

Степень гидролиза h рассчитываем по формуле:

.

Константу гидролиза К_г рассчитываем по формуле:

.

Тема IV. Гетерогенные равновесия в аналитической химии. Произведение растворимости (константа растворимости). Условия образования осадков. Влияние на полноту осаждения одноименного иона, рН раствора, постороннего электролита («солевой эффект»).

Гетерогенные равновесия устанавливаются на границе раздела фаз (осадок - насыщенный раствор над осадком). Данное равновесие характеризует константа растворимости (K_s) или произведение растворимости (ПР). Используя значения ПР (K_s) необходимо уметь рассчитывать молярные (моль/л) и массовые (г/л) концентрации ионов в растворе малорастворимого соединения в воде и в присутствии одноименных ионов. Следует знать условие образования осадков и уметь решать вопрос о возможности их образования при смешивании растворов.

Пример 1. Рассчитать молярную (моль/л) и массовую (г/л) растворимость сульфата кальция, если ПP(CaSO₄)=2,5·10^-5.

Решение:

Запишем равновесие в рассматриваемой системе:

CaSO₄→Са²⁺ + SO₄^2-.

Обозначим молярную концентрацию соли в насыщенном растворе (растворимость) - s (моль/л), тогда [Са²⁺] = [SO₄^2-] = s.

Запишем выражение ПР:

ПР=[Са²⁺][SO₄^2-] = s², .

Массовая растворимость сульфата кальция будет равна:

S(г/л)=s(моль/л)·M(CaSO₄)=5·10^-3·136=0,68 г/л.