Неорганическая химия
Шрифт:
Применяют кислотно-основное титрование для опре–деления рКа аминокислот и рКа диссоциирующих групп, входящих в белки. По кривым титрования белков, полу–ченным при двух различных температурах, можно опре–делить число карбоксильных, имидазольных и других групп. Титрование аминокислот и белков дает возмож–ность определить их изоэлектрические точки.
Под гидролизом понимают реакцию разложения ве–щества водой.
Гидролизу могут подвергаться химические соедине–ния различных классов: белки, жиры, углеводы, эфиры, соли и т. д. В неорганической химии чаще всего встре–чаются с гидролизом солей.
25.
Гидролиз соли – это взаимодействие соли с мо–лекулами воды, приводящее к образованию малодис-социироваииых соединений.
Процесс гидролиза заключается в переходе протона от молекулы воды к данному иону (СO32- + НОН * НСO3–+ ОН– ) или от данного иона, в том числе от гидратиро-ванного катиона металла, к молекуле воды.
В зависимости от природы соли вода выступает ли–бо как кислота, либо как основание, а соль является соответственно сопряженным основанием или сопря–женной кислотой.
Возможны четыре варианта гидролиза в зависимо–сти от типа соли.
1. Соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием:
2. Соли, образованные сильным основанием и сла–бой кислотой:
CH3COONa + НОН -> СН3СOOН + NaOH.
3. Соли, образованные слабой кислотой и слабым основанием.
Цианид аммония гидролизуется по реакции:
4. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием.
NaCl, KNO3 гидролизу не подвергаются. Механизм гидролиза солей заключается в поляризационном взаимодействии ионов соли с их гидратной оболоч–кой. Чем сильнее это взаимодействие, тем интенсивнее протекает гидролиз.
Все рассмотренные случаи гидролиза касались солей, образованных однокислотными основаниями и одно– основными кислотами. Соли многоосновных кис–лот и многокислотных оснований гидролизуются ступенчато, образуя при этом кислые и основные соли.
Количественно гидролиз как КО-равновесие характе–ризуется степенью гидролиза и константой гидролиза.
Степень гидролиза измеряется отношением коли–чества гидролизованного вещества к общему коли–честву растворенного вещества.
Степень гидролиза зависит от природы соли, ее кон–центрации и температуры. Согласно закону действую–щих масс степень гидролиза возрастает с разбавлением раствора. Так, при концентрации
Na2CO3 0,001 моль/л степень гидролиза составляет 34%.
В общем случае справедливы следующие законо–мерности.
1. Гидролиз соли должен усиливаться с повыше–нием температуры и разбавлением раствора.
2. При обратимом гидролизе в соответствии с прин–ципом Ле Шателье процесс должен подавляться при подкислении (если эта соль образована сильной кис–лотой и слабым основанием, накапливаются ионы Н) или при подщелачивании (если соль образована сла–бой кислотой и сильным основанием, накапливаются ионы ОН).
3. Гидролиз солей, в результате которого образуются малорастворимые
Pb(SO4)2 + 2Н2O -> PbO2 + 2H2SO4.
Гидролиз характерен для многих классов неоргани–ческих и органических соединений. Гидролиз неорга–нических соединений важен для оценки их токсично–сти. Гидролиз органических соединений применяют для получения ценных продуктов из древесины, жиров, эфиров и иного, но особенно важную роль гидролиз играет в жизнедеятельности живых организмов.
26. Реакция осаждения и растворения
К обменным реакциям, протекающим в растворе элект–ролитов, относятся реакции осаждения и растворения.
Реакции осаждения сопровождаются выпадени–ем осадков.
Реакции, сопровождающиеся растворением осадков, называются реакциями растворения.
Широко используют системы, состоящие из осадка труднорастворимого электролита и насыщенного раст–вора над ним. В таких системах между насыщенным раствором и осадком устанавливается динамическое равновесие. Вследствие низкой растворимости концен–трация труднорастворимого электролита в растворе очень мала, поэтому можно считать, что в растворе он полностью диссоциирован. Иначе говоря, динамиче–ское равновесие в насыщенном растворе устанавлива–ется между твердой фазой вещества и перешедшими в раствор ионами. Например, в насыщенном растворе AgCl имеет место равновесие:
AgCl(T) -> Ag+(p) + Cl– (р).
Концентрация твердой фазы AgCl как величина по–стоянная из выражения для константы равновесия ис–ключается. Вследствие этого константа равновесия определяется только произведением концентраций ио–нов в растворе и называется константой или произведе–нием растворимости. В общем случае для электролита Ktn Anm константа растворимости определяется стехио-метрическим произведением концентраций ионов:
Кпр= [Ktm+ ]n[Ann–]m
Эта величина характеризует растворимость электро–лита при постоянной температуре в отсутствие посто–ронних веществ.
Постоянство Кпр не означает постоянства кон–центраций отдельных ионов в растворе. Так, можно увеличить концентрацию ионов Ag в насыщенном раст–воре AgCl, добавив, например, AgNO3 , при этом равно–весие по принципу Ле Шателье сместится влево, что приведет к увеличению скорости осаждения ионов. Через некоторое время скорости растворения AgCl и осажде–ния ионов Ag и Cl сравняются. Вновь установившееся равновесие будет, как и прежде, характеризоваться ве–личиной Кпр(AgCl), но равновесные концентрации ио–нов Ag и Cl изменятся.