как понять какая среда кислая или щелочная

Гидролиз

По катиону, по аниону или нет гидролиза?

Если в состав соли входит остаток сильного основания и остаток слабой кислоты, то гидролиз идет по аниону. Примеры: K₃PO₄, NaNO₂, Ca(OCl)₂, Ba(CH₃COO)₂, Li₂SiO₃.

Если соль образована остатком слабого основания и слабой кислоты, то гидролиз идет и по катиону, и по аниону. Примеры: Mg(NO₂)₂, Al₂S₃, Cr₂(SO₃)₃, CH₃COONH₄.

Среда раствора

Среда раствора может быть нейтральной, кислой или щелочной. Определяется типом гидролиза. Некоторые задания могут быть построены так, что, увидев соль, вы должны будете определить ее тип раствора.

Однако замечу, что в дигидрофосфатах, гидросульфитах и гидросульфатах среда всегда кислая из-за особенностей диссоциации. Примеры: NH₄H₂PO₄, LiHSO₄. В гидрофосфатах среда щелочная из-за того, что константа диссоциации по третьей ступени меньше, чем константа гидролиза. Примеры: K₂HPO₄, Na₂HPO₄.

Попробуйте определить среду раствора для соединений из самостоятельного задания, которое вы только что решили. Ниже будет располагаться решение.

С целью запутать в заданиях часто бывают даны синонимы. Так «среду раствора» могут заменить водородным показателем pH.

Запомните, что кислая среда характеризуется pH 7.

Источник

Как понять какая среда кислая или щелочная

Химия

1.4.7. Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная

Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная.

Гидролиз – это взаимодействие веществ с водой, в результате которого изменяется среда раствора.

В неорганической химии чаще всего приходится иметь дело с гидролизом солей, т.е. с обменным взаимодействием ионов соли с молекулами воды в процессе их растворения. Различают 4 варианта гидролиза.

1. Соль образована сильным основанием и сильной кислотой.

Такая соль гидролизу практически не подвергается. При этом равновесие диссоциации воды в присутствии ионов соли почти не нарушается, поэтому рН=7, среда нейтральная.

2. Если соль образована катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, то происходит гидролиз по аниону.

3. Если соль образована катионом слабого основания и анионом сильной кислоты, то гидролиз идет по катиону.

Cu 2+ + HOH \(\leftrightarrow\) CuOH + + H +

СuCl₂ + HOH \(\leftrightarrow\) CuOHCl + HCl

CH₃COO ‑ + + HOH \(\leftrightarrow\) NH₄OH + CH₃COOH

Растворы таких солей имеют или слабокислую, или слабощелочную среду, т.е. величина рН близка к 7. Реакция среды зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания. Гидролиз солей, образованных очень слабыми кислотой и основанием, является практически необратимым. Это, в основном, сульфиды и карбонаты алюминия, хрома, железа.

При определении среды раствора солей необходимо учитывать, что среда раствора определяется сильным компонентом. Если соль образована кислотой, являющейся сильным электролитом, то среда раствора кислая. Если основание сильный электролит, то – щелочная.

Пример. Щелочную среду имеет раствор

1) Pb(NO₃)₂; 2) Na₂CO₃; 3) NaCl; 4) NaNO₃

1) Pb(NO₃)₂ нитрат свинца(II). Соль образована слабым основанием и сильной кислотой, значит среда раствора кислая.

2) Na₂CO₃ карбонат натрия. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой, значит среда раствора щелочная.

Правильный ответ 2) Na₂CO₃

В растворы солей опустили индикаторную бумажку. В растворах NaCl и NaNO₃ она не изменила цвет, значит среда раствора нейтральная. В растворе Pb(NO₃)₂ окрасилась в красный цвет, среда раствора кислая. В растворе Na₂СO₃ окрасилась в синий цвет, среда раствора щелочная.

Источник

Кислотно-щелочной баланс организма

Как утверждают многие специалисты, очень высокая кислотность организма нарушает нормальное функционирование систем органов, и они становятся беззащитными перед разнообразными бактериями и вирусами.

Показатель рН – это число атомов водорода в определённом растворе. Если он равен 7, то это нейтральная среда, если от 0 до 6,9, то это кислая среда, от 7,1 до 14 – щелочная. Как известно, человеческое тело на 80% состоит из водного раствора. Организм постоянно старается уравновесить соотношение кислоты и щелочи в этом растворе.

Последствия нарушения кислотно-щелочного баланса в организме

Если кислотно-щелочной баланс нарушается, то это может вызвать серьёзные нарушения в организме. При употреблении в пищу продуктов, богатых на кислоту, и недостаточном количестве воды возникает закисление всего организма. К таким продуктам относятся газированные напитки, крупы, продукты, содержащие сахар, заменители сахара, хлебобулочные изделия, мясные продукты и мясо.

Закисление опасно тем, что ухудшает перенесение кислорода по организму, начинают плохо усваиваться микро- и макроэлементы. Это может вызывать, прежде всего, нарушения со стороны пищеварительной системы, клеточного обмена, а также вызывает сердечно-сосудистые заболевания, болезни кожи, снижение плотности костей, иммунитета и другое. В среде, кислотно-щелочной баланс которой указывает на кислую, быстро растут и размножаются разные паразиты, в том числе вирусы, грибки и бактерии.

Нобелевский лауреат Отто Варбург получил свою премию за открытие, что в среде, богатой на кислород, раковые клетки не размножаются, а позже было ещё доказано, что в такой среде малоактивны вирусы, бактерии и грибки. Чем выше уровень pH, имеющий щелочную реакцию, тем выше концентрация молекул кислорода (калоризатор). В кислой среде происходит повышение концентрации CO2 и образование молочной кислоты, что создает предпосылки для роста раковых клеток.

Как проверить pH организма?

Проверить свой кислотно-щелочной баланс достаточно просто с помощью специального теста – тест-полосок лакмусовой бумаги, которые можно купить в аптеке. Самый оптимальный рН-баланс равен 6,4-6,5. Определять свой кислотно-щелочной баланс лучше всего за час до еды, или через два часа после.

pH мочи может колебаться в течение дня. Если утром его значение 6,0-6,4, а вечером 6,4-7,0 – нет повода для беспокойств. Однако если тест показывает 5,0 и ниже, то pH мочи резко закислен, а если 7,5 и выше, то преобладает щелочная реакция. По значению рН мочи можно определить насколько хорошо в нашем организме усваиваются минералы, например кальций, натрий, магний.

Что касается рН слюны, то его значение указывает на активную работу ферментов пищевого тракта, в особенности – печени и желудка. Нормальная кислотность смешанной слюны равна 6,8-7,4 pH. Измеряют её обычно в полдень натощак или через два часа после еды. Пониженная кислотность ротовой полости нередко приводит к кариесу, болезням десен, неприятному запаху изо рта.

Что такое кислая и щелочная среда?

В медицине существует такой термин, как «ацидоз» – это повышенная кислотность. К такому состоянию часто приводит употребление большого количества алкогольных напитков и осложнения сахарного диабета. При повышенной кислотности могут наблюдаться проблемы с сердцем и кровеносными сосудами. Человек может достаточно быстро набирать вес. Очень часто в таких случаях встречаются заболевания почек, мочевого пузыря и снижение иммунитета.

Повышение уровня щелочи в организме называется алкалоз. В этом случае также наблюдается плохое усвоение минеральных веществ. Причиной такого состояния в организме может быть длительное употребление лекарственных веществ, содержащих большое количество щелочи. Алкалоз встречается достаточно редко, но тоже могут вызвать серьёзные и негативные перемены в нашем организме. К ним относятся заболевания кожных покровов и печени, неприятный и ярко выраженный запах изо рта и другие.

Как поддерживать нормальный pH?

Для поддержки оптимального кислотно-щелочного баланса организма нужно пить достаточное количество воды (30 мл на 1 кг тела). Что касается еды, то продуктов, богатых на щелочь, должно быть в несколько раз больше, чем продуктов кислотного характера.

Растительная пища, как овощи и фрукты, способствует образованию щелочной реакции, а злаки, мясо, обработанная пища в виде колбас, полуфабрикатов, хлебобулочных изделий – кислой. Чтобы поддерживать оптимальный кислотно-щелочной баланс, необходимо, чтобы в рационе преобладала растительная пища.

Врачи утверждают, что в наших же с вами интересах поддерживать правильный уровень кислоты и щелочи в организме. Только при оптимальном рН-балансе наш организм хорошо усваивает полезные вещества.

В нашем организме есть естественные механизмы, которые налаживают кислотно-щелочной баланс. Это буферные системы крови, дыхательная система и система выделения. Когда эти процессы нарушаются, то наш организм выделяет кислоты в желудочно-кишечный тракт, в почки и лёгкие, а также нашу кожу. Также он способен нейтрализовать кислоты минеральными веществами и накапливать кислоты в мышечной ткани (calorizator). Если вы ощущаете усталость, то это может значить, что железо гемоглобина крови нейтрализует кислоту. Если наблюдаются головокружения, головные боли, судороги и бессонница, то это может сигнализировать о том, что в нервных окончаниях, мышечной ткани и костях используется магний.

Вот сколько проблем со здоровьем может возникнуть из-за нарушения кислотно-щелочного баланса. Не пускайте дело на самотёк, возьмите во внимание то, что профилактика – это залог крепкого здоровья. Следите регулярно за рН организма во избежание многих заболеваний.

Источник

1.4.7. Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная.

Для того, чтобы понять, что такое гидролиз солей, вспомним для начала, как диссоциируют кислоты и щелочи.

Общим между всеми кислотами является то, что при их диссоциации обязательно образуются катионы водорода (Н + ), при диссоциации же всех щелочей всегда образуются гидроксид-ионы (ОН − ).

В связи с этим, если в растворе, по тем или иным причинам, больше ионов Н + говорят, что раствор имеет кислую реакцию среды, если ОН − — щелочную реакцию среды.

Если с кислотами и щелочами все понятно, то какая же реакция среды будет в растворах солей?

На первый взгляд, она всегда должна быть нейтральной. И правда же, откуда, например, в растворе сульфида натрия взяться избытку катионов водорода или гидроксид-ионов. Сам сульфид натрия при диссоциации не образует ионов ни одного, ни другого типа:

Тем не менее, если бы перед вами оказались, к примеру, водные растворы сульфида натрия, хлорида натрия, нитрата цинка и электронный pH-метр (цифровой прибор для определения кислотности среды) вы бы обнаружили необычное явление. Прибор показал бы вам, что рН раствора сульфида натрия больше 7, т.е. в нем явный избыток гидроксид-ионов. Среда раствора хлорида натрия оказалась бы нейтральной (pH = 7), а раствора Zn(NO₃)₂ кислой.

Единственное, что соответствует нашим ожиданиям – это среда раствора хлорида натрия. Она оказалась нейтральной, как и предполагалось.

Но откуда же взялся избыток гидроксид-ионов в растворе сульфида натрия, и катионов-водорода в растворе нитрата цинка?

Попробуем разобраться. Для этого нам нужно усвоить следующие теоретические моменты.

Любую соль можно представить как продукт взаимодействия кислоты и основания. Кислоты и основания делятся на сильные и слабые. Напомним, что сильными называют те кислоты, и основания, степень диссоциации, которых близка к 100%.

примечание: сернистую (H₂SO₃) и фосфорную (H₃PO₄) чаще относят к кислотам средней силы, но при рассмотрении заданий по гидролизу нужно относить их к слабым.

Как можно видеть, в результате такого взаимодействия образуется избыток гидроксид-ионов, отвечающий за щелочную реакцию среды. То есть кислотные остатки слабых кислот увеличивают щелочность среды. В случае растворов солей содержащих такие кислотные остатки говорят, что для них наблюдается гидролиз по аниону.

Кислотные остатки сильных кислот, в отличие от слабых, с водой не взаимодействуют. То есть они не оказывают влияния на pH водного раствора. Например, хлорид-ион, являясь кислотным остатком сильной соляной кислоты, с водой не реагирует:

То есть, хлорид-ионы, не влияют на pН раствора.

Zn 2+ + H₂O ↔ Zn(OH) + + H +

Zn(OH) + + H₂O ↔ Zn(OH) + + H +

Как можно видеть из уравнений выше, в результате взаимодействия катионов цинка с водой, в растворе накапливаются катионы водорода, повышающие кислотность среды, то есть понижающие pH. Если в состав соли, входят катионы, которым соответствуют слабые основания, в этом случае говорят что соль гидролизуется по катиону.

Катионы металлов, которым соответствуют сильные основания, с водой не взаимодействуют. Например, катиону Na + соответствует сильное основание – гидроксид натрия. Поэтому ионы натрия с водой не реагируют и никак не влияют на pH раствора.

Таким образом, исходя из вышесказанного соли можно разделить на 4 типа, а именно, образованные:

1) сильным основанием и сильной кислотой,

Такие соли не содержат ни кислотных остатков, ни катионов металлов, взаимодействующих с водой, т.е. способных повлиять на pH водного раствора. Растворы таких солей имеют нейтральную реакцию среды. Про такие соли говорят, что они не подвергаются гидролизу.

2) сильным основанием и слабой кислотой

В растворах таких солей, с водой реагируют только кислотные остатки. Среда водных растворов таких солей щелочная, в отношении солей такого типа говорят, что они гидролизуются по аниону

Примеры: NaF, K₂CO₃, Li₂S и т.д.

3) слабым основанием и сильной кислотой

У таких солей с водой реагируют катионы, а кислотные остатки не реагируют – гидролиз соли по катиону, среда кислая.

4) слабым основанием и слабой кислотой.

С водой реагируют как катионы, так и анионы кислотных остатков. Гидролиз солей такого рода идет и по катиону, и по аниону. Нередко такие соли подвергаются необратимому гидролизу.

Что же значит то, что они необратимо гидролизуются?

Это, в свою очередь, приводит к тому, что соли образованные кислотными остатками слабых оснований и слабых кислот не могут быть получены обменными реакциями, а только твердофазным синтезом, либо и вовсе не могут быть получены. Например, при смешении раствора нитрата алюминия с раствором сульфида натрия, вместо ожидаемой реакции:

Наблюдается следующая реакция:

Тем не менее, сульфид алюминия без проблем может быть получен сплавлением порошка алюминия с серой:

При внесении сульфида алюминия в воду, он также как и при попытке его получения в водном растворе, подвергается необратимому гидролизу.

Источник

Гидролиз

Определение гидролиза

Гидролизации подвержены как органические, так и неорганические вещества: углеводы, белки, оксиды, карбиды, соли и т. д. Например, гидролиз органических соединений напрямую связан с пищеварением — с его помощью происходит распад и усвоение клетками организма жиров, белков, углеводов. Но сейчас мы займемся неорганической химией и рассмотрим гидролизацию на примере солей.

Условия гидролиза

Далеко не все соединения распадаются, вступая в реакцию с молекулами воды. Сейчас мы на примере солей рассмотрим, какие вещества подвергаются гидролизу, а какие нет, и от чего это зависит.

Начнем с того, что любая соль включает основание — амфотерный гидроксид, и кислотный остаток.

сульфат меди CuSO4состоит из основания Cu(ОН)2и кислоты H2SO4;

хлорид натрия NaCl состоит из основания NaOH и кислоты HCl;

хлорид цинка ZnCl2состоит из основания Zn(ОН)2 и кислоты HCI;

карбонат натрия Na2CO3состоит из основания NaOH и кислоты H2CO3.

В зависимости от того, какие соли подвергаются гидролизу — со слабым основанием или слабой кислотой, в итоге может получиться кислая, щелочная или нейтральная среда водного раствора.

А что происходит, если соль состоит из сильного основания и сильного кислотного остатка? Ничего. 🙂 В этом случае ее сильные катионы и анионы не взаимодействуют с ионами воды. Такая соль не распадается, то есть не подвержена гидролизу.

Схема химической реакции гидролиза выглядит так:

XY + HOH ↔ XH + HOY

XH — кислотный остаток;

Индикаторы среды раствора

Для определения среды раствора за считанные секунды используются специальные индикаторы. Самый распространенный из них — лакмусовая бумага, но также популярны фенолфталеин и метиловый оранжевый. В нейтральной среде они не меняют свой цвет, а в кислотной или щелочной — приобретают другую окраску.

Изменение цвета индикатора однозначно говорит о том, что произошла гидролизация. Однако если цвет остался тем же — это не всегда означает отсутствие гидролиза. Среда будет почти нейтральной и в том случае, когда гидролизу подвергается соль со слабым основанием и слабой кислотой. Но об этом поговорим дальше, а пока посмотрите таблицу.

Виды гидролиза

Мы выяснили, что в составе соли может быть слабый ион, который и отвечает за гидролизацию. Он находится в основании, в кислотном остатке или в обоих компонентах, и от этого зависит тип гидролиза.

Соль с сильным основанием и сильной кислотой

Гидролиз отсутствует. Как вы уже знаете, при наличии сильного основания и сильного кислотного остатка соль не распадается при взаимодействии с водой. Так, например, невозможен гидролиз хлорида натрия (NaCl), поскольку в составе этого вещества нет слабых ионов. К таким же не подверженным гидролизации солям относят KClO₄, Ba(NO₃)₂ и т. д.

Среда водного раствора — нейтральная, т. е. pH = 7.

Реакция индикаторов: не меняют свой цвет (лакмус остается фиолетовым, а фенолфталеин — бесцветным).

Соль со слабым основанием и сильной кислотой

Среда водного раствора — кислая, pH меньше 7.

Реакция индикаторов: фенолфталеин остается бесцветным, лакмус и метиловый оранжевый — краснеют.

Соль с сильным основанием и слабой кислотой

Среда водного раствора — щелочная, pH больше 7.

Реакция индикаторов: фенолфталеин становится малиновым, лакмус — синим, а метиловый оранжевый желтеет.

Молекулярное уравнение: KNO₂ + H₂O ↔ HNO₂ + KOH

Ионное уравнение: K + + NO₂ − + HOH ↔ HNO₂ + K + + OH −

Гидролиз по катиону и аниону. Если у соли оба компонента — слабые, при взаимодействии с водой в реакцию вступает и анион, и катион. При этом катион основания связывает ионы воды OH − а анион кислоты связывает ионы H +

Среда водного раствора: нейтральная, слабокислая или слабощелочная.

Реакция индикаторов: могут не изменить свой цвет.

Цианид аммония NH₄CN включает слабое основание NH₄OH и слабую кислоту HCN.

Молекулярное уравнение: NH₄CN + H₂O ↔ NH₄OH + HCN

Ионное уравнение: NH₄ + + CN − + HOH ↔ NH₄OH + HCN

Среда в данном случае будет слабощелочной.

Обобщим все эти сведения в таблице гидролиза солей.

Ступенчатый гидролиз

Любой из видов гидролиза может проходить ступенчато. Так бывает в тех случаях, когда с водой взаимодействует соль с многозарядными катионами и анионами. Сколько ступеней будет включать процесс — зависит от числового заряда иона, отвечающего за гидролиз.

Как определить количество ступеней:

если соль содержит слабую многоосновную кислоту — число ступеней равняется основности этой кислоты;

если соль содержит слабое многокислотное основание — число ступеней определяют по кислотности основания.

Для примера рассмотрим гидролиз карбоната калия K₂CO₃. У нас есть двухосновная слабая кислота H₂CO₃, а значит, гидролизация пройдет по аниону в две ступени.

I ступень: K₂CO₃+HOH ↔ KOH+KHCO₃, итогом которой стало получение гидроксида калия (KOH) и кислой соли (KHCO₃).

II ступень: K₂HCO₃+HOH ↔ KOH+H₂CO₃, в итоге получился тот же гидроксид калия (KOH) и слабая угольная кислота (H₂CO₃).

Для приблизительных расчетов обычно принимают в учет только результаты первой ступени.

Обратимый и необратимый гидролиз

Химические вещества могут гидролизоваться обратимо или необратимо. В первом случае распадается лишь некоторое количество частиц, а во втором — практически все. Если соль полностью разлагается водой, это необратимый процесс, и его называют полным гидролизом.

Необратимо гидролизуются соли, в составе которых есть слабые нерастворимые основания и слабые и/или летучие кислоты. Такие соединения могут существовать лишь в сухом виде, их не получить путем смешивания водных растворов других солей.

Например, полному гидролизу подвергается сульфид алюминия:

Как видите, в результате гидролизации образуется гидроксид алюминия и сероводород.

Необратимые реакции при взаимодействии с водой имеют место и в органической химии. В качестве примера рассмотрим полный гидролиз органического вещества — карбида кальция, в результате которого образуется ацетилен:

Степень гидролиза

Взаимодействие соли или другого химического соединения с водой может усиливаться или ослабляться в зависимости от нескольких факторов. Если нужно получить количественное выражение гидролиза, говорят о его степени, которая указывается в процентах.

h — степень гидролиза,

n_гидр. — количество гидролизованного вещества,

n_общ. — общее количество растворенного в воде вещества.

На степень гидролизации может повлиять:

температура, при которой происходит процесс;

концентрация водного раствора;

состав участвующих в гидролизе веществ.

Можно усилить гидролиз с помощью воды (просто разбавить полученный раствор) или стимулировать процесс повышением температуры. Более сложным способом будет добавление в раствор такого вещества, которое могло бы связать один из продуктов гидролиза. К соли со слабой кислотой и сильным основанием нужно добавить соль со слабым основанием и сильной кислотой.

Для ослабления гидролиза раствор охлаждают и/или делают более концентрированным. Также можно изменить его состав: если гидролизация идет по катиону — добавляют кислоту, а если по аниону — щелочь.

Итак, мы разобрались, что такое гидролиз солей и каким он бывает. Пора проверить свои знания и ответить на вопросы по материалу.

Вопросы для самопроверки:

Назовите необходимое условие для гидролиза.

Какие типы гидролиза вы знаете?

В каком случае в результате гидролиза может образоваться слабощелочная или слабокислая среда?

По какому типу гидролизуется соль с сильным основанием и слабым кислотным остатком?

При гидролизе соли с сильным основанием и слабой кислотой для ослабления процесса нужно добавить в раствор кислоту или щелочь?

Как воздействует на гидролиз разбавление раствора водой?

Как определяется количество ступеней гидролиза?

Какая среда раствора образуется при гидролизации солей NaF, KCl, FeBr₂, Na₂PO₄? Ответов может быть несколько.

Какие из солей гидролизуются по катиону: Csl, FeSO₄, RbNO₃, CuSO₄, Mn(NO₃)₂? Ответов может быть несколько.

Какая из солей не подвергается гидролизу: K₂HPO₄, KNO₃, KCN, Ni(NO₃)₂?

Источник