Тақырып 5

Иондық тепе-теңдіктер. Тұздар гидролизі

Спецификация бойынша не тексеріледі:

Электролиттер, диссоциация дәрежесіИондық теңдеулерСутектік көрсеткіш pHТұздар гидролизі

Бір минутта мәні

Электролиттер суда иондарға ыдырайды. Күштілері (тұздардың көбі, күшті қышқылдар мен сілтілер) толық, әлсіздері ішінара диссоциацияланады. Ерітіндінің қышқылдығы pH арқылы өрнектеледі. Әлсіз қышқыл немесе әлсіз негіз түзген тұздар сумен әрекеттеседі — бұл гидролиз, ол ерітінді ортасын өзгертеді.

Қарапайым тілмен

pH — 0-ден 14-ке дейінгі «қышқылдық шкаласы». 7 — бейтарап, кіші — қышқылдық орта, үлкен — сілтілік.

Қалай есептеу

pH=−lg⁡[H+]\text{pH}=-\lg[\text{H}^+]. [H+]=0,01=10−2[\text{H}^+]=0{,}01=10^{-2} болса, pH = 2. pH-тың әр бірлігі — 10 есе айырма.

Гидролиз бір жолда

Тұз кімнің күшті екенін «есте сақтайды»: күшті қышқыл + әлсіз негіз (ZnCl2) → қышқылдық орта; әлсіз қышқыл + күшті негіз (Na2CO3) → сілтілік; күшті + күшті (NaCl) → бейтарап.

Басты формулалар

pH=−lg⁡[H+]\mathrm{pH}=-\lg[\mathrm H^+]
Сутектік көрсеткіш
pH+pOH=14\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14
25 °C кезінде
α=nдиссnжалпы\alpha=\dfrac{n_{\text{дисс}}}{n_{\text{жалпы}}}
Диссоциация дәрежесі

Ұғымдар мен терминдер

Күшті қышқылдар
HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4
Сілтілер
Еритін негіздер: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2
Гидролиз
Тұз иондарының сумен алмасу әрекеттесуі
Қысқартылған иондық теңдеу
Шынында әрекеттесетін иондарды ғана көрсетеді

Тақырыпты талдау

Иондық реакциялар

Алмасу реакциясы тұнба, газ немесе әлсіз электролит (су) түзілгенде соңына дейін жүреді.

Мысалы: Ba2+ + SO42− → BaSO4↓, H+ + OH− → H2O, CO32− + 2H+ → CO2↑ + H2O.

Тұздар гидролизі

Күшті негіз + әлсіз қышқыл (Na2CO3, K2S, CH3COONa): анион бойынша гидролиз, орта сілтілік, pH > 7.

Әлсіз негіз + күшті қышқыл (NH4Cl, ZnCl2, CuSO4): катион бойынша гидролиз, орта қышқылдық, pH < 7.

Күшті негіз + күшті қышқыл (NaCl, KNO3, Na2SO4): гидролиз жоқ, pH = 7.

Әлсіз + әлсіз (Al2S3, (NH4)2CO3): терең немесе толық гидролиз.

Шешімі бар есеп мысалдары

Есеп 1Концентрациясы 0,01 моль/л HCl ерітіндісінің және 0,001 моль/л NaOH ерітіндісінің pH-ын табыңыз.
  1. HCl — күшті қышқыл: [H+]=10−2[\mathrm H^+]=10^{-2}, pH = 2.
  2. NaOH — сілті: [OH−]=10−3[\mathrm{OH}^-]=10^{-3}, pOH = 3.
  3. pH = 14 − 3 = 11.
Жауабы pH = 2 және pH = 11
Есеп 2Na2CO3 ерітіндісінің ортасы қандай? Гидролиз теңдеуін жазыңыз.
  1. Тұз күшті негіз NaOH пен әлсіз қышқыл H2CO3-тен түзілген.
  2. Анион бойынша гидролиз: CO32− + H2O ⇌ HCO3− + OH−.
  3. OH− иондары жиналады.
Жауабы Орта сілтілік, pH > 7

Күрделі есептер: қадам-қадаммен

Есеп 1100 мл 0,2 М HCl және 100 мл 0,1 М NaOH араластырылды. Алынған ерітіндінің pH-ын табыңыз.

Идея: Алдымен бейтараптану (не артық?), сосын артығының жалпы көлемдегі концентрациясы, сосын pH.

  1. 1-қадам. Мольдер
    n(HCl)=0,1⋅0,2=0,02n(\text{HCl})=0{,}1\cdot0{,}2=0{,}02 моль; n(NaOH)=0,1⋅0,1=0,01n(\text{NaOH})=0{,}1\cdot0{,}1=0{,}01 моль.
  2. 2-қадам. Бейтараптану
    HCl + NaOH → NaCl + H2O: 0,02−0,01=0,010{,}02-0{,}01=0{,}01 моль HCl қалады.
  3. 3-қадам. Концентрация
    Көлем 0,1+0,1=0,20{,}1+0{,}1=0{,}2 л; [H+]=0,01/0,2=0,05[\text{H}^+]=0{,}01/0{,}2=0{,}05 моль/л.
  4. 4-қадам. pH
    pH=−lg⁡0,05=−(lg⁡5−2)=2−0,70=1,3\text{pH}=-\lg0{,}05=-(\lg5-2)=2-0{,}70=1{,}3.
Жауабы pH ≈ 1,3

ҰБТ-дағы жиі қателіктер

  • Гидролиз «әлсіз бойынша» жүреді: әлсіз қышқылдың немесе әлсіз негіздің ионы бойынша. Ортаны күштісі анықтайды.
  • NaCl, KNO3, Na2SO4 гидролизденбейді.
  • Сұйылтқанда әлсіз электролиттің диссоциация дәрежесі артады.

Есте сақта

«Кім күшті, сол дұрыс»: күшті қышқыл — орта қышқылдық, күшті негіз — сілтілік.

Өзіңді тексер

1. NH4Cl ерітіндісінің ортасы:
  1. Қышқылдық
  2. Сілтілік
  3. Бейтарап
  4. Концентрацияға байланысты
Жауабын көрсету

Қышқылдық Әлсіз негіз + күшті қышқыл.

2. 0,001 моль/л HCl ерітіндісінің pH-ы:
  1. 1
  2. 3
  3. 11
  4. 7
Жауабын көрсету

3 [H⁺] = 10⁻³.

3. Қай тұз гидролизденбейді?
  1. Na2CO3
  2. KNO3
  3. ZnCl2
  4. K2S
Жауабын көрсету

KNO3 Күшті негіз және күшті қышқыл.

Байланысты тақырыптар

3. Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Электролиз8. 14 топ элементтері: көміртек және кремний9. 15 топ элементтері: азот және фосфор

Деңгейіңді біл: ҰБТ-ға тегін диагностика