1. Виды растворов. Причины образования водных растворов. 4 (стр. 4 из 4)

CN^- + Н₂О = ОН^- + HCN.

Подобно раствору KCN, раствор ацетата натрия также имеет щелочную среду, что видно из молекулярного и сокращенного ионного уравнений гидролиза:

CHgCOONa + Н₂О = СН₃СООН + NaOH; СН₃СОО^- + Н₂О = СН₃СООН + ОН^-.

Сокращенное ионное уравнение показывает, что гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, идет по аниону слабой кислоты и реакция среды становится щелочной.

Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой.

Примером такой соли является йодид аммония NH₄I. При растворении этой соли в воде катион аммония связывает гидроксид-ион ОН^- воды, а ионы водорода накапливаются в растворе:

NH₄I + Н₂О = NH₄OH + HI; NH₄⁺ + Н₂О = NH₄OH + H⁺.

В результате гидролиза данной соли в растворе, образуются слабое основание NH₄OH и сильная кислота HI. Йодоводородная кислота является сильным электролитом и в водном растворе полностью распадается на ионы. Концентрация ионов водорода становится значительно больше, чем концентрация гидроксид-ионов, и раствор соли имеет кислую среду, т.е рН 7.

Такой же процесс происходит и в случае растворения хлорида аммония NH₄C1 в воде:

NH₄C1 + Н₂О = NH₄OH + HC1 или NH₄⁺ + Н₂О = NH₄OH + H⁺.

Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, идет по катиону слабого основания и реакция среды становится кислой.

Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой.

В случае гидролиза солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, оба иона ОН^- и Н⁺ воды связываются. Образуются слабая кислота и слабое основание. CH₃COONH₄ -> СН₃СОО^- + NH₄⁺

СН₃СОО^- + NH₄⁺ +H₂O = CH₃COOH + СН₃СОО^- + NH₄⁺

Гидролиз соли идет одновременно и по катиону, и по аниону. В зависимости от константы диссоциации продуктов гидролиза (кислоты и основания) реакция среды растворов таких солей может быть слабокислой, слабощелочной или нейтральной. Например, реакция среды в случае гидролиза ацетата аммония CH₃COONH₄ — нейтральная, поскольку константы диссоциации СН₃СООН и NH₄OH равны. В случае же гидролиза соли цианида аммония NH₄CN реакция среды слабощелочная.

Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой, идет одновременно и по катиону, и по аниону. Реакция среды зависит от констант диссоциации продуктов гидролиза.

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой.

Соли этого типа гидролизу не подвергаются, потому что катионы и анионы этих солей не связываются с ионами Н⁺ и ОН^- воды и в растворе не образуются молекулы слабых электролитов. Поскольку связывания ионов воды не происходит, реакция среды растворов этих солей остается нейтральной. Рассмотрим это на примере раствора хлорида натрия. Взаимодействие этой соли с водой можно представить уравнениями

NaCl + Н₂О = NaOH + HC1 или Na⁺+ С1^- + Н₂О = Na⁺ + ОН^- + Н⁺ + С1^-.

Производя сокращения в ионном уравнении, получаем Н₂О = Н⁺ + ОН^-. Отсюда видно, что ионы соли не участвуют в реакций и среда остается нейтральной.

Следовательно, соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, при растворении в воде гидролизу не подвергаются, а реакция среды остается нейтральной.

Значение растворов электролитов в химии, биологии, геохимии.

Что же дало радиационной химии изучение радиолиза воды и водных растворов? Оно позволило создать общее представление о радиолизе чистых веществ и смесей различных веществ, о видах радиационно-химических реакций в растворах, о путях повышения и понижения выходов радиолитических превращений. Зная механизм радиолиза воды, легче изучать механизмы радиолиза других веществ, так как многие закономерности радиационно-химических превращений имеют общий характер.

Используя полученные данные о механизме радиолиза водных растворов, химики смогли разобраться в радиационно-химических превращениях веществ, используемых для очистки и разделения радиоактивных изотопов и ядерного горючего, и разработать методы, устраняющие опасность появления больших количеств горючего газа при облучении воды в ядерном реакторе.

Другое важное следствие касается радиационной биологии. Организмы - это (конечно, лишь с химической точки зрения) концентрированные водные растворы органических и неорганических веществ. Следовательно, происходящие в организмах процессы в организмах процессы подчиняются общим закономерностям радиолиза водных растворов, знание которых облегчает биологам выяснение механизма биологических нарушений в организме при облучении.

Литература.

1. Робинсон Р., Стокс Р. Растворы электролитов. М., 1963 Измайлов А.А. Электрохимия растворов. М., 1976

2. Термодинамика и строение растворов. Материалы симпозиума "Химия водных систем при высоких температурах и давлениях", Иваново, 1986; March N.H., Тоsi M. P., Coulomb liquids, L.-[a.o.], 1984;

3. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Химия, 1978. – С. 228-260.

4. Шиманович И.Е., Павлович М.Л., Тикавый В.Ф., Малашко П.М. Общая химия в формулах определениях, схемах. – Мн.: Унiверсiтэцкае, 1996. – С. 121-136.

5. Воробьев В.К., Елисеев С.Ю., Врублевский А.В. Практические и самостоятельные работы по химии. – Мн.: УП «Донарит», 2005. – С. 52-65.