Количественные характеристики гидролиза

Количественно гидролиз соли характеризуется степенью гидролиза h и константой гидролиза К.

Степень гидролиза. Показателем глубины протекания гидролиза является степень гидролиза. Доля вещества, подвергшегося гидролизу, называется степенью гидролиза:

(5.13)

где h — степень гидролиза;

п — количество прогидролизованных частиц;

N — общее число молекул вещества.

Степень гидролиза зависит от температуры, концентрации соли, константы гидролиза.

Константа гидролиза. Если представить уравнение гидролиза в общем виде:

МА + Н2О « HА + МОН, где МА — соль;

НА — кислота;

МОН — основание,

то константа равновесия этой реакции будет следующая:

. (5.14)

Концентрация воды в разбавленном растворе и константа равновесия этого процесса — величины постоянные. Произведение двух постоянных величин будет также величиной постоянной: К[Н2О]=Кг — это и будет константа гидролиза. Константа гидролиза для данной реакции равна:

(5.15)

Физический смысл константы гидролиза заключается в том, что она характеризует способность данной соли подвергаться гидролизу. Чем больше Кг,, тем в большей степени протекает гидролиз.

Кг зависит от природы соли и температуры.

Рассмотрим случаи зависимости Кг от природы соли.

1. Соль образована слабой кислотой и сильным основанием:

(5.16)

Уравнение (5.16) показывает, что константа гидролиза Кг тем больше, чем меньше Кдис(кислоты)), т. е. чем слабее кислота, тем в большей степени подвергаются гидролизу ее соли.

2. Соль образована слабым основанием и сильной кислотой.

В этом случае К, зависит от степени диссоциации основания:

(5.17)

Чем слабее основание, тем в большей степени подвергается гидролизу образованная им соль.

3. Случай, когда соль образована слабым основанием и слабой кислотой.

Для таких солей Кг будет зависеть как от Кдис(кислоты), так и от Кдис(основания).

. (5.18)

Из выражения (5.18) видно, что чем слабее основание и кислота, тем в большей степени протекает гидролиз соли.

Константа гидролиза связана со степенью гидролиза следующей зависимостью:

. (5.19, а)

Откуда

(5.19,б)

где h — степень гидролиза;

с — концентрация раствора соли, моль/дм3.

Если соль образована двухосновной кислотой, т. е. гидролиз двухступенчатый, то тогда константы гидролиза соответственно будут равны:

; (5.20)

где КдисII(кислоты) и КдисI(кислоты) – константы диссоциации кислоты по II и I ступеням.

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

. (5.21)

Используя выражения (5.12) и (5.21), получаем:

pH = -lg(h× c). (5.22)

Пример 8. Определите рН раствора ортофосфата калия с молярной концентрацией 0,1 моль/дм3.

Решение. Гидролиз протекает практически только по I ступени:

РО43- + Н2О «НРО42- + ОН-;

К3РО4 «К2НРО4 + КОН.

Константа гидролиза по этой ступени определяется константой диссоциации образовавшейся кислоты НРО42-, т. е. третьей константой диссоциации ортофосфорной кислоты: К3= 1.3×10-12.

Для нахождения константы гидролиза воспользуемся формулой (5.20) и вычислим: