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Verschiedenes / / December 09, 2021
Begriffsdefinition
Unter Hydrolyse versteht man jede Reaktion von Wasser mit einem Stoff, die eine Verschiebung des Ionisationsgleichgewichts des Wassers bewirkt.
Chemieingenieur
Das Phänomen tritt beispielsweise auf, wenn sich ein Salz in Wasser, wobei das Salz, das ein Elektrolyt ist, vollständig ionisiert ist und bei der Reaktion mit Wasser Hydroxyl oder Hydronium bilden kann. Aus der Dissoziation des Salzes wird der pH-Wert von a Auflösung zu wissen, dass je höher der Charakter ist Säure oder basisch der Verbindung, desto geringer ist der Hydrolyseeffekt.
Starke und schwache Säuren
Betrachten wir ein typisches Beispiel wie HCl, es ist eine starke Säure, die sich bei Ionisierung wie folgt verhält:
Um den Effekt der Hydrolyse zu untersuchen, konzentrieren wir uns auf die konjugierte Base: C {l ^ -} {(ac)}, dieses Anion ist a schwache konjugierte Base, d. h. sie hat eine schwache Tendenz, ein Proton aus Wasser herauszunehmen, um a. zu bilden Hydroxid. Wenn wir beispielsweise an eine schwache Säure denken:
Seine konjugierte Base C_2 {{H_3O_2} ^ -} _ {(ac)} \ hat einen stark basischen Charakter, dies führt zur Bildung von Hydroxid:
Ost Gleichgewicht in Richtung der direkten Reaktionsrichtung nach rechts verschoben und folglich hat dieses Anion eine hohe Fähigkeit, den pH-Wert durch Produktion Hydroxyl. Im Fall von Cl- gibt es keinen Einfluss auf den pH-Wert der Lösung.
Ist die konjugierte Base, das Anion, a Spezies in der Lage ist, Protonen aus Wasser einzufangen, dann steigt der pH-Wert der Lösung durch die Bildung von OH- an.
Starke und schwache Basen
Betrachten wir nun den Fall starker oder schwacher Basen, die in Wasser teilweise oder vollständig ionisieren und den pH-Wert der Lösung beeinflussen können oder nicht.
Wenn wir {{Na} ^ +} {(ac)}, ein kleines Kation, eine schwache Säure, nehmen, beeinflusst es den pH-Wert einer Lösung nicht, da es keine Protonen an Wasser abgeben kann. So lange wie:
Das Kation {{NH_4} ^ +} {(ac)} ist eine starke Säure, die von einer schwachen Base (Ammoniak) abstammt. Daher hat es die Fähigkeit, ein Proton an das Wasser abzugeben (hydrolysieren) wie folgt:
Dies erklärt, warum die Auflösung von Ammoniak in Wasser aufgrund der Bildung von Hydronium den pH-Wert senkt. In diesem Fall ist die Verschiebung Gleichgewicht ist auf der rechten Seite.
Auflösung von Salzen
So wie wir die Wirkung von Kationen und Anionen getrennt gesehen haben, wenn sie sich auflösen du gehst raus in Wasser werden beide Effekte kombiniert und je nach relativer Reaktionsfähigkeit der Ionen mit Wasser überwiegt die Bildung von Hydroxylen gegenüber Hydronium oder umgekehrt.
Um es besser zu verstehen, werden wir mit einigen Fällen arbeiten:
- Wenn wir Kochsalz in Wasser auflösen, in Lösung Wir werden Na + -Kationen und -C-Anionen haben. Wie wir bereits gesehen haben, haben beide Arten eine geringe Fähigkeit, mit Wasser zu reagieren, daher wird keine von ihnen in der Lage sein, den pH-Wert des Grundwassers zu verändern. Es wird dann erwartet, dass der pH-Wert 7 beträgt. In diesem Fall wird ein stark basenkonjugiertes Kation gelöst, es handelt sich um eine schwache Säure, die den pH-Wert nicht beeinflusst. Und auch das konjugierte Anion der starken Säure, einer schwachen Base, verändert den pH-Wert nicht.
- Auf der anderen Seite, wenn ein Salz, dessen konjugiertes Kation einer schwachen Base gelöst wird, eine starke Säure ist. Wenn das Anion dagegen mit einer starken Säure konjugiert ist, ist es eine schwache Base, die nicht mit Wasser reagieren kann. Was vorherrschen wird, wird die Reaktion der starken konjugierten Säure mit dem Wasser sein, die Protonen abgibt und den pH-Wert senkt.
- Das Gegenteil ist der Fall, wenn das Kation ein starkes Basenkonjugat (schwache Säure) und das Anion ein schwaches Säurekonjugat (starke Base) ist. Überwiegend wird die Reaktion der starken Base mit dem Wasser sein, die die Produktion von OH- und damit den pH-Wert erhöht.
- Schließlich kann es sein, dass Anion und Kation starke Basen und Säuren sind, die den pH-Wert beeinflussen können. Dabei ist zu beachten, welche Reaktion die andere überwiegt, sei es die Bildung von OH- oder die von H3O +. Dazu müssen wir auf die Säure- und Basizitätskonstanten zurückgreifen: Wenn die Säurekonstante größer als die Basizitätskonstante ist, liegt der pH-Wert unter 7. Umgekehrt, wenn die Basizitätskonstante die Säurekonstante überwiegt, wird der pH-Wert höher als 7 sein. Kurz gesagt, wenn beide Konstanten gleich sind, ist der pH = 7 und ähnelt dem ersten untersuchten Fall.
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