Расчёт значений рН и рОН в разбавленных растворах сильных и слабых кислот и оснований

Зная концентрацию разбавленных растворов кислот и оснований, можно рассчитать величины водородного показателя (рН) и гидроксидного показателя (рОН), определяя тем самым активную реакцию среды.

1) В водных растворах сильных кислот (HNO₃, HCl, H₂SO₄ и др.):

(15)

где С( к-та) - молярная концентрация эквивалента кислоты (для одноосновных кислот она равна молярной концентрации кислоты);

- кажущаяся степень диссоциации (в долях от единицы).

В предельно разбавленных водных растворах сильных кислот кажущаяся степень диссоциации » 1, поэтому [Н⁺] практически равняется общей концентрации растворов этих кислот:

2) В растворах слабых одноосновных кислот (HCN, СН₃СООН, HNO₂, HClO и др.):

(16)

где a - степень диссоциации в долях от единицы;

- константа диссоциации кислоты.

Для слабых многоосновных кислот учитывают диссоциацию только по первой ступени. Так, в растворе H₂CO₃:

3) В водных растворах сильных оснований (NaOH, KОН, Са(ОН)₂, Sr(OH)₂ и др.):

(17)

где С( осн) - молярная концентрация эквивалента основания (для однокислотных оснований она равна молярной концентрации основания);

В предельно разбавленных водных растворах сильных оснований кажущаяся степень диссоциации » 1, поэтому [ОН^-] практически равняется общей концентрации растворов этих щелочей:

.

4) В растворах слабых оснований (NH₃∙H₂O, RNH₂∙H₂O):

;

(18)

где ‑ константа диссоциации основания (для многокислотных оснований, учитывают диссоциацию только по первой ступени).

Кислотно-основное равновесие биологических жидкостей

Кислотно-основные процессы играют большую роль в жизни человека. Скорость ферментативных реакций в организме человека, процессы обмена веществ и физиологические функции в значительной степени зависят от активной кислотности среды. Необходимым условием нормального течения жизненных процессов является постоянство рН биологических жидкостей (кислотно-основной гомеостаз). Незначительное изменение рН биологических жидкостей вызывает изменение заряда белков, вследствие чего меняется их конформация, а следовательно, и биологические функции (особенно у белков-ферментов) и это, в свою очередь, нарушает нормальное течение процессов обмена веществ.

Сдвиг соотношения концентраций ионов H⁺ и OH^- в сторону увеличения активной кислотности(ацидоз)вызывает уменьшение рН (может возникать в результате нарушения выведения кислот, потери организмом значительных количеств оснований, при наличии высокой концентрации СО₂ во вдыхаемом воздухе, при поносах, рвоте кишечным содержимым и другим причинам).

Шкала значений pH

Таблица 2. Взаимосвязь концентраций ионов H⁺ и OH^-.

рН

[H ], моль/л

100

10−1

10−2

10−3

10−4

10−5

10−6

10−7

10−8

10−9

10−10

10−11

10−12

10−13

10−14

[OH ], моль/л

10−14

10−13

10−12

10−11

10−10

10−9

10−8

10−7

10−6

10−5

10−4

10−3

10−2

10−1

100

рОН

Сдвиг этого соотношения в сторону уменьшения активной кислотности (алкалоз) вызывает увеличение рН (может развиваться вследствие потери организмом анионов кислот или задержки щелочных катионов; при кишечной непроходимости, при нарушении выведения почками натрия, при поступлении в организм значительных количеств щелочных веществ с пищей или лекарственными препаратами, при отравлениях и по другим причинам). Обе формы нарушения кислотно-основного равновесия в организме в их лёгкой форме у человека устраняют, как правило, медикаментозным путём.

Таблица 3. Значения pH различных биожидкостей организма[4].

Биожидкость	pH (в норме)	Биожидкость	pH (в норме)
Желудочный сок	0,9 - 2,0	Венозная кровь	7,26 - 7,36
Жёлчь в пузыре	5,4 - 6,9	Лимфа	7,35-7,40
Слюна	5,6 - 7,6	межклеточная жидкость	7,26-7,38
Молоко	6,6 - 6,9	Спинно-мозговая жидкость	7,4 - 7,8
Моча	4,8 - 7,5	Содержимое тонкого кишечника	7,0 - 8,0
Кожа (различные слои)	6,2 - 7,5
Эритроциты	7,25	Сок поджелудочной железы	7,5 - 8,5
Артериальная кровь	7,35 - 7,45

Ситуационная задача №2

В 100 мл желудочного сока пациента содержится 0,5 г HCl, 0,234 г NaCl и 1,2 г KCl. Рассчитать pH желудочного сока пациента и определить, соответствует ли его значение норме.

Решение.

Для биологических жидкостей необходимо знать точные значения pH (до сотых), поэтому расчеты следует проводить с использованием не концентраций, а активностей ионов.

В соответствии с уравнениями диссоциации:

HCl H⁺ + Cl^-

NaCl Na⁺ + Cl^-

KCl K⁺ + Cl^-

С(Na⁺) = C(NaCl) = 0,04 моль/л;

С(K⁺) = С(KCl) = 0,16 моль/л;

С(H⁺) = C(HCl) = 0,137 моль/л;

С(Cl^-) = 0,137 + 0,04 + 0,16 = 0,337 моль/л;

Ионная сила раствора равна:

Согласно закону Дебая-Хюккеля:

Значения pH желудочного сока в норме составляют 0,9 ‑ 2,0. Полученное значение pH входит в заданный интервал и соответствует норме.

Примеры решения задач

Задача №1

Концентрация ионов водорода в растворе составляет 10^-3 моль/л. Рассчитать значения pH, pOH и [ОН^-] в данном растворе. Определить среду раствора.

Примечание.Для вычислений используются соотношения: lg10^a = a; 10^lga = а.

Решение.

1) ;

2)

3)

Среда раствора с pH = 3 является кислой, так как pH < 7.

Задача №2

Вычислить рН раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 0,002 моль/л.

Решение.

Так как в разбавленном растворе НС1 » 1, а в растворе одноосновной кислоты C(к-та) = C( к-та), то можем записать:

1) ,

2)

Задача №3

К 10 мл раствора уксусной кислоты с C(СН₃СООН) = 0,01 моль/л добавили 90 мл воды. Найти разность значений pН раствора до и после разбавления, если (СН₃СООН) = 1,85×10^-5.

Решение.

1) В исходном растворе слабой одноосновной кислоты:

Следовательно:

2) Добавление к 10 мл раствора кислоты 90 мл воды соответ-ствует 10-кратному разбавлению раствора. Поэтому:

Таким образом:

Задача №4

Найти значение рН раствора гидроксида кальция с C( осн) = 0,002 моль/л, если = 95%.

Решение.

В растворах сильных оснований:

Задача №5

Найти серной кислоты в растворе с C(H₂SO₄) = 0,001 моль/л и рН 2,72.

Решение.

В растворе сильной кислоты:

Кислота двухосновная, следовательно, сначала необходимо определить молярную концентрацию эквивалента H₂SO₄ в растворе:

Зная величину pH раствора, можно рассчитать [H⁺]:

Отсюда:

Задача №6

Рассчитать рН раствора NaOH, если известно, что в 200 мл этого раствора содержится 0,0004 г NaOH ( » 1).

Решение.

В разбавленном растворе сильного основания:

Рассчитаем C( NaOH):

Задача №7

Вычислить число ионов гидроксида, содержащихся в 5 мл раствора c pH 3.

Решение.

1)

2)

3)

Для расчёта числа ионов используется соотношение, связывающее число структурных единиц (атомов, ионов, молекул) вещества - N(x), количество этих структурных единиц - n(x) и постоянную Авогадро N_А, равную 6,02·10²³ моль^-1:

.

Отсюда:

Задача №8

Рассчитать массу основания С₅H₅N·Н₂О (гидрат пиридина или пиридиния гидроксид) в 150 мл водного раствора с pH 10, если (С₅H₅N·Н₂О) = 6,3·10^-6.

Решение.

Массу основания в растворе можно вычислить, зная молярную концентрацию раствора. Так как С₅H₅N·Н₂О - слабое однокислотное основание, то из соотношения 18:

;

.

Концентрацию ионов ОН^- найдем из соотношения:

рОН = 14 - рН = 14 - 10 = 4;

Тогда:

Соответственно:

m(С₅H₅N·Н₂О) = С(С₅H₅N·Н₂О)·М(С₅H₅N·Н₂О)·V_р-р =

= 1,6·10^-3·97·0,15 » 0,023 г.

Задача №9

Вычислить молярную концентрацию гидроксида калия в растворе c pH 12, если = 90 %.

Решение.

Гидроксид калия является сильным однокислотным основанием, поэтому согласно соотношениям (12), (14) и (16):

Задача №10

Вычислить рН раствора азотной кислоты с C(HNO₃) = 0,01 моль/л (расчёт вести через активность ионов Н⁺).

Решение.

Для определения коэффициента активности сначала следует вычислить ионную силу раствора I:

Величину , отвечающую I = 0,01, можно рассчитать по формуле:

Отсюда:

Если принять = 1, то:

Для точных расчётов сотые доли имеют значение.

Задача №11

Рассчитать рН раствора, в 100 мл которого находится 0,1 г гидроксида натрия и 0,174 г сульфата калия.

Решение.

Молярные концентрации электролитов в растворе составляют:

Ионная сила раствора, содержащего ионы Na⁺, K⁺, ОН^- и SO₄^2-, равна:

Коэффициент активности гидроксид-ионов и их активность соответственно равны:

Из соотношения (3) находим активность ионов водорода:

Таким образом:

Задача №12

Найти число недиссоциированных молекул кислоты в 500 мл раствора HF, если = 10 %, pH = 2,5, (НF) = 7,2×10^-4.

Решение.

В растворе слабой одноосновной кислоты молярную концентрацию кислоты можно рассчитать по формуле (16):

.

Общее количество кислоты (n₀) в заданном объёме раствора равно:

.

Количество недиссоциированной кислоты (n) найдем по формуле:

.

Число недиссоциированных молекул кислоты N(HF) равно:

Вопросы для самоконтроля

1. Какие ионы образуются при диссоциации воды? Составьте выражение для константы диссоциации воды.

2. Что называется ионным произведением воды? Каково численное значение при 20-25⁰С?

3. Чем может быть вызвано изменение величины ионного произведения воды?

4. Изменится ли ионное произведение воды при добавлении к ней кислоты, щёлочи или соли?

5. Являются ли концентрации ионов Н⁺ и ОН^- в водных растворах сопряжёнными величинами?

6. Может ли в водном растворе кислоты (щёлочи) концентрация ионов Н⁺ или ОН^- быть равной нулю?

7. Что понимают под терминами кислая, нейтральная, щелочная среда?

8. Что такое активная, потенциальная и общая кислотность в растворах кислот? Что называют активной реакцией среды?

9. Как определяют водородный и гидроксидный показатели? Какова взаимосвязь рН и рОН?

10. Что представляет собой шкала значений рН? Каковы значения рН в нейтральной, кислой и щелочной средах?

11. Имеет ли значение постоянство активной реакции среды в жизнедеятельности человека? Каковы значения рН важнейших биологических жидкостей (кровь, желудочный сок, моча, пот, слюна)?

12. Что такое ацидоз? Что такое алкалоз?

13. Какой вид имеют формулы для расчёта активной кислотности в растворах сильных и слабых кислот и оснований?

14. Может ли присутствие NaCl оказать влияние на величину pH раствора соляной кислоты?

15. Могут ли величины рН и рОН принимать отрицательные значения?

Варианты задач для самостоятельного решения

Вариант №1

1. Определить [Н⁺] и [ОН^-], если рН раствора равен 4.

2. Вычислить гидроксидный показатель желудочного сока, если известно, что 100 мл его содержит 0,365 г хлороводорода ( » 1) и 0,585 г хлорида натрия.

3. Рассчитать массу основания NH₃×Н₂О в 500 мл раствора с рН 10,5, если (NH₃×Н₂О) = 4,74.

Вариант №2

1. Вычислить число ионов Н⁺, находящихся в 25 мл раствора, если рОН = 14.

2. Рассчитать рН раствора гидроксида кальция с C(Са(ОH)₂) = 0,02 моль/л, если = 90%.

3. Найти массу уксусной кислоты в 100 мл раствора с рOН 10, если (СН₃СООН) = 1,8×10^-5.

Вариант №3

1. Определить рН раствора и [Н⁺] в растворе, если [ОН^-] = 3×10^-5 моль/л. Указать характер среды.

2. Вычислить массу гидроксида бария в 250 мл раствора c рН 13, если » 1.

3. Рассчитать рН раствора бензойной кислоты с молярной концентрацией 0,01 моль/л, если (С₆Н₅СООН) = 6,3×10^-5. Определить рН раствора при разбавлении его водой в 5 раз.

Вариант №4

1. Вычислить рН раствора и [Н⁺] в растворе, если 40 мл раствора содержат 12,04·10²⁰ ионов гидроксида. Указать характер среды.

2. Рассчитать рОН раствора синильной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/л, если (HCN) = 8×10^-10.

3. Найти рН раствора, в 200 мл которого растворено 0,63 г азотной кислоты ( = 1) и 0,261 г нитрата бария.

Вариант №5

1. Определить [Н⁺] и [ОН^-] в растворе, рОН которого равен 5.

2. Вычислить молярную концентрацию гидроксида натрия в растворе c pH 13,5, если = 75%.

3. Рассчитать величину рН раствора, в 250 мл которого находится 0,46 г муравьиной кислоты, если (HCООН) = 2,2×10^-4. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 3 раза?

Вариант №6

1. Рассчитать число ионов ОН^-, находящихся в 2 мл раствора, если рН = 10.

2. К 100 мл раствора хлорной кислоты с C(НС1О₄) = 0,1 моль/л ( » 1) прибавили 100 мл Н₂О. Найти рОН раствора до и после разбавления.

3. Вычислить массу основания СН₃NH₂×Н₂О в 650 мл раствора c pH 11,5, если (СН₃NH₂×Н₂О) = 4,4·10⁻⁴.

Вариант №7

1. Вычислить рОН раствора и [ОН^-] в растворе, если [Н⁺] = 5×10^-8 моль/л.

2. Рассчитать молярную концентрацию основания С₂Н₅NH₂·H₂O в растворе с рН 11,7, если (С₂Н₅NH₂×Н₂О) = 5,6×10^-4.

3. Найти рН раствора гидроксида калия, если известно, что 100 мл этого раствора содержит 0,0056 г KОН. ( » 1). Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 2 раза?

Вариант №8

1. Определить [Н⁺] и [ОН^-] в растворе, pH которого равен 6.

2. Вычислить рН раствора, в 500 мл которого находится 0,05 г LiOH. Диссоциацию щёлочи считать полной. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 10 раз?

3. Найти массу азотистой кислоты, содержащейся в 800 мл раствора с рOН 11,4, если (HNO₂) = 4×10^-4.

Вариант №9

1. Определить рОН раствора, если 1250 мл раствора содержат 3,01·10²³ ионов водорода.

2. Найти рН раствора фтороводородной кислоты, если в 10 мл этого раствора растворено 0,004 г HF, а (HF) = 6,6×10^-4. Как и насколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 3 раза?

3. Вычислить массу гидроксида стронция в 300 мл раствора с рН 12,8, если » 95%.

Вариант №10

1. Вычислить рН раствора и [Н⁺] в растворе, если [ОН^-] = 4×10^-4 моль/л. Определить характер среды.

2. Рассчитать массу хлороводорода, содержащегося в 1,5 мл желудочного сока с рН 1,8, если » 1.

3. Определить водородный показатель раствора диметиламина с C((СН₃)₂NH×Н₂О) = 0,01 моль/л, если ((СН₃)₂NH×Н₂О) = 6,1×10^-4. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 15 раз?

Вариант №11

1. Определить [Н⁺] и [ОН^-], если рН раствора равен 1.

2. Вычислить значение рН раствора, в 450 мл которого содержится 0,07 г гидрата аммиака, если (NH₃×Н₂О) = 1,85·10⁻⁵.

3. К 125 мл раствора серной кислоты с C(Н₂SО₄) = 0,03 моль/л ( » 91%) добавлено 125 мл воды. Найти рОН раствора до и после разбавления, если увеличивается до 95%.

Вариант №12

1. Вычислить число ионов Н⁺, находящихся в 30 мл раствора, если рОН = 1.

2. Найти рН раствора гидроксида рубидия, если в 120 мл этого раствора содержится 0,204 г RbОН ( » 1) и 0,87 г K₂SO₄.

3. Определить массу пропионовой кислоты в 750 мл раствора c pOH 11,5, если (С₂Н₅СООН) = 1,3×10^-5. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 7 раз?

Вариант №13

1. Определить [Н⁺] и [ОН^-] в растворе, рОН которого равен 4.

2. Найти рН раствора, в 400 мл которого растворено 0,256 г йодоводорода, если » 98%.

3. Рассчитать массу основания С₆Н₅NH₂×Н₂О в 1500 мл водного раствора c pH 9, если (С₆Н₅NH₂×Н₂О) = 3,8·10⁻¹⁰. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 8 раз?

Вариант №14

1. Определить рОН раствора и [ОН^-], если 4 мл раствора содержат 24,08·10¹⁹ ионов водорода. Указать характер среды.

2. Вычислить молярную концентрацию бензойной кислоты в растворе с pOH 10,6, если (С₆Н₅СООН) = 6,3×10^-5. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 5 раз?

3. Рассчитать рН раствора, содержащего гидроксид калия с С(KОН) = 0,005 моль/л и нитрат натрия с С(NаNO₃) = 0,015 моль/л.

Вариант №15

1. Вычислить [Н⁺] и [ОН^-] в растворе, рОН которого равен 6,5.

2. Определить массу уксусной кислоты в 350 мл раствора с pOH 10,4, если (СН₃СООН) = 1,8×10^-5.

3. К 25 мл раствора гидроксида кальция с C(Сa(OH)₂) = 0,015 моль/л ( » 90%) добавлено 125 мл воды. Найти рН раствора до и после разбавления, если увеличивается до 99%.

Вариант №16

1. Определить число ионов ОН^-, находящихся в 20 мл биологической жидкости, водородный показатель которой равен 7,35.

2. Рассчитать рОН раствора, в 50 мл которого находится 0,027 г бромоводорода, если » 1. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 3 раза?

3. Вычислить массу основания СН₃NH₂×Н₂О в 300 мл водного раствора с pH 11, если (СН₃NH₂×Н₂О) = 4,4×10^-4.

Вариант №17

1. Вычислить рН раствора и [Н⁺] в растворе, если [ОН^-] = 2×10^-4 моль/л. Определить характер среды.

2. Найти рН раствора, в 500 мл которого находится 0,005 моль гидроксида натрия и 0,01 моль хлорида кальция.

3. Рассчитать массу циановодородной кислоты, содержащейся в 400 мл раствора c pOH 11,4, если (HСN) = 8×10^-10.

Вариант №18

1. Определить соотношение [ОН^-] в крови (рН = 7,4) и в спинномозговой жидкости (рН = 7,5).

2. Найти водородный показатель раствора азотной кислоты с C(НNО₃) = 10^-9 моль/л, если » 1.

3. Рассчитать массу основания С₂Н₅NH₂·H₂O в 1800 мл водного раствора с pH 11,2, если (С₂Н₅NH₂×Н₂О) = 5,6·10⁻⁴. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 5 раз?

Вариант №19

1. Определить рОН раствора, если 190 мл раствора содержат 15,05·10¹³ ионов водорода.

2. Вычислить рН раствора гидроксида бария, если известно, что 750 мл этого раствора содержит 0,513 г Ва(ОН)₂. Как и на сколько изменится рН раствора при разбавлении его водой в 20 раз? В обоих случаях диссоциацию щелочи считать полной.

3. К 10 мл раствора муравьиной кислоты с C(НСООН) = 0,15 моль/л прибавили 40 мл Н₂О. Найти рОН раствора до и после разбавления, если (HCООН) = 2,2×10^-4.

Вариант №20

1. Определить гидроксидный показатель раствора гидроксида цезия с C(CsОН) = 10^-9 моль/л, если » 1.

2. Рассчитать число недиссоциированных молекул слабой одноосновной кислоты в 800 мл раствора, если степень диссоциации кислоты составляет 2,5%, рН раствора равен 3,5, а = 1,85×10^-5.

3. Вычислить водородный показатель раствора, в 300 мл которого содержится 0,384 г йодоводорода и 0,284 г сульфата натрия.

ГЛАВА 3. ГИДРОЛИЗ

Растворение веществ в воде часто сопровождается химическим взаимодействием обменного характера, приводящим к их разложению.

Разложение веществ под действием воды, протекающее по схеме:

AB + H-OH ⇄ AН + BОН

называется гидролизом.

Гидролизу могут подвергаться самые различные вещества: органические (сложные эфиры, жиры, углеводы и др.), неорганические (соли, карбиды, нитриды и др.), а также высокомолекулярные соединения (белки).

Процессы ферментативного гидролиза играют важнейшую роль в пищеварении и тканевом обмене веществ всех живых организмов. Так, высокомолекулярные соединения гидролизуются до низкомоле-кулярных продуктов (аминокислоты, глюкоза и т. п.), которые затем всасываются из кишечника и переносятся в различные ткани, где подвергаются дальнейшим превращениям.

Наибольшее практическое значение имеет гидролиз:

а) органических полимеров (белков, полисахаридов и т. п.), обычно протекающий в присутствии биологического катализатора;

б) сложных эфиров, в частности, жиров;

в) солей.

Ниже более подробно будет рассмотрен гидролиз солей, который играет большую роль в регулировании кислотности среды и в поддержании в организме кислотно-основного гомеостаза.

Гидролиз солей

Водные растворы солей имеют различные значения рН, причем часто среда раствора соли является сильнокислой (AlCl₃, ZnSO₄) или сильнощелочной (K₂СО₃, Na₃PO₄). Причиной этого является гидролиз солей.

Гидролизом солей называется обменное взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию малодиссоциированных соединений.

Процесс гидролиза солей включает в себя две стадии: электро-литическую диссоциацию соли на ионы с последующим переходом протона от молекулы воды к аниону:

CO₃^2- + H-OH ⇄ НCO₃^- + ОН^-,

либо от гидратированного катиона металла к молекуле воды:

Fe³⁺×nH₂O + H-OH ⇄ FeOH²⁺×(n-1)H₂O + Н₃O⁺.

Движущей силой процесса гидролиза является образование малодиссоциированных или малорастворимых соединений.

В обоих случаях происходит смещение равновесия диссоциации воды:

H₂O ⇄ Н⁺ + ОН^-.

В результате в растворе увеличивается концентрация ионов Н⁺ или ОН^-, что приводит к изменению значения рН раствора.

Соли, образованные катионами сильных оснований и анионами сильных кислот(Na₂SO₄, CaCl₂, KI, Sr(NO₃)₂ и др.), не гидролизуются, так как катионы и анионы этих солей не образуют с водой малодиссоциированных электролитов. Водные растворы таких солей имеют нейтральную реакцию среды (рН = 7).

Считается, что не гидролизуются и нерастворимые соли.

Гидролизу подвергаются три типа солей.

Гидролиз по аниону

Такой тип гидролиза характерен для солей, образованных катионами сильного основанияи анионамислабой кислоты(CH₃COONa, KCN, Ca(OCl)₂, NaF и др.). Водные растворы солей этого типа имеютщелочнуюреакцию.

Пример 1. Гидролиз ацетата натрия CH₃COONa.

Решение.

Эта соль образована слабой кислотой (CH₃COOH) и сильным основанием (NaOH). Гидролиз данной соли протекает по аниону (CH₃COO^-) в одну ступень и описывается при помощи либо полного молекулярного уравнения:

CH₃COONa + H-OH ⇄ CH₃COOH + NaОН;

либо сокращённого молекулярно-ионного уравнения:

CH₃COO^- + H-OH ⇄ CH₃COOH + ОН^-.

Анион слабой кислоты, являясь одновременно сильным основанием Брёнстеда, частично выигрывает конкуренцию за протон H⁺.
В результате связывания ионов Н⁺ ионами СН₃СОО^- в CH₃COOH концентрация ионов ОН^- в растворе увеличивается и, таким образом, раствор приобретает щелочную реакцию.

Соли, образованные многоосновнымислабыми кислотами (Na₂S, Na₂CO₃, K₃PO₄, Na₂SO₃ и др.), гидролизуются ступенчато, образуя в качестве промежуточных продуктов кислые соли. При этом в наибольшей степени всегда протекает первая ступень гидролиза соли.

Пример 2. Гидролиз сульфида калия K₂S.

Решение.

Гидролиз данной соли протекает по аниону (S^2-) в две ступени:

первая ступень:

K₂S + H-OH ⇄ KHS + KОН,

S^2- + H-OH ⇄ HS^- + ОН^-;

вторая ступень:

KHS + H-OH ⇄ H₂S + KОН,

HS^- + H-OH ⇄ H₂S + ОН^-.

Вторая ступень гидролиза протекает значительно слабее, чем первая; её следует учитывать только при нагревании и разбавлении раствора.

Гидролиз по катиону

Подобным образом гидролизуются соли, образованные катионами слабого основания и анионами сильной кислоты(NH₄C1, FeSO₄, ZnCl₂ и др.). Водные растворы солей этого типа имеют кислую реакцию.

Соли, образованные многозарядными катионами слабого основания, гидролизуются ступенчато, образуя в качестве промежуточных продуктов основные соли, причем также преобладает первая ступень гидролиза.

Пример 3. Гидролиз нитрата цинка Zn(NO₃)₂.

Решение.

Эта соль образована сильной кислотой (HNO₃) и слабым основанием (Zn(OH)₂).

Гидролиз данной соли протекает по катиону (Zn²⁺) в две ступени:

первая ступень:

Zn(NO₃)₂ + H-OH ⇄ ZnOHNO₃ + HNO₃,

Zn²⁺ + H-OH ⇄ ZnOH⁺ + H⁺;

вторая ступень:

ZnOHNO₃ + H-OH ⇄ Zn(OH)₂ + HNO₃,

ZnOH⁺ + H-OH ⇄ Zn(OH)₂ + H⁺.

Пример 4. Гидролиз сульфата хрома Cr₂(SO₄)₃.

Решение.

Гидролиз данной соли протекает по катиону (Сr³⁺) в три ступени:

первая ступень:

Cr₂(SO₄)₃ + 2H-OH ⇄ 2CrOHSO₄ + H₂SO₄,

Cr³⁺ + H-OH ⇄ CrOH²⁺ + H⁺;

вторая ступень:

2CrOHSO₄ + 2H-OH ⇄ [Cr(OH)₂]₂SO₄ + H₂SO₄,

CrOH²⁺ + H-OH ⇄ Cr(OH)₂⁺ + H⁺;

третья ступень:

[Cr(OH)₂]₂SO₄ + 2H-OH ⇄ 2Cr(OH)₃ + H₂SO₄,

Cr(OH)₂⁺ + H-OH ⇄ Cr(OH)₃ + H⁺.

В обоих случаях вторая и третья ступени гидролиза протекают заметно только при нагревании и разбавлении раствора.