როგორ ჩამოვწეროთ მარილების ჰიდროლიზის განტოლება? ეს თემა ხშირად უქმნის სირთულეებს საშუალო სკოლების კურსდამთავრებულებს, რომლებიც გამოცდისთვის ირჩევენ ქიმიას. გავაანალიზოთ ჰიდროლიზის ძირითადი ტიპები, განვიხილოთ მოლეკულური და იონური განტოლებების შედგენის წესები.
განმარტება
ჰიდროლიზი არის რეაქცია ნივთიერებასა და წყალს შორის, რომელსაც თან ახლავს ორიგინალური ნივთიერების კომპონენტების კომბინაცია. ეს განმარტება მიუთითებს იმაზე, რომ ეს პროცესი ხდება არა მხოლოდ არაორგანულ ნივთიერებებში, არამედ დამახასიათებელია ორგანული ნაერთებისთვისაც.
მაგალითად, ჰიდროლიზის რეაქციის განტოლება დაწერილია ნახშირწყლების, ეთერების, ცილების, ცხიმებისთვის.
ჰიდროლიზის მნიშვნელობა
ყველა ქიმიური ურთიერთქმედება, რომელიც შეინიშნება ჰიდროლიზის პროცესში, გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში. მაგალითად, ეს პროცესი გამოიყენება წყლისგან უხეში და კოლოიდური მინარევების მოსაშორებლად. ამ მიზნით გამოიყენება ალუმინის და რკინის ჰიდროქსიდების სპეციალური ნალექები, რომლებიც მიიღება ამ ლითონების სულფატებისა და ქლორიდების ჰიდროლიზით.
სხვა რა მნიშვნელობა აქვსჰიდროლიზი? ამ პროცესის განტოლება მიუთითებს იმაზე, რომ ეს რეაქცია არის ყველა ცოცხალი არსების საჭმლის მომნელებელი პროცესის საფუძველი. ენერგიის ძირითადი ნაწილი, რომელიც სხეულს სჭირდება, ორიენტირებულია როგორც ATP. ენერგიის გამოყოფა შესაძლებელია ჰიდროლიზის პროცესის გამო, რომელშიც ATP მონაწილეობს.
პროცესის მახასიათებლები
მარილების ჰიდროლიზის მოლეკულური განტოლება იწერება როგორც შექცევადი რეაქცია. იმისდა მიხედვით, თუ რომელი ფუძე და მჟავა წარმოიქმნება არაორგანული მარილი, ამ პროცესის მსვლელობის სხვადასხვა ვარიანტები არსებობს.
წარმოქმნილი მარილები შედის ასეთ ურთიერთქმედებაში:
- რბილი ჰიდროქსიდი და აქტიური მჟავა (და პირიქით);
- არასტაბილური მჟავა და აქტიური ფუძე.
თქვენ არ შეგიძლიათ დაწეროთ იონური ჰიდროლიზის განტოლება მარილებისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება აქტიური მჟავისა და ფუძის მიერ. მიზეზი ის არის, რომ ნეიტრალიზაციის არსი მოდის იონებისგან წყლის წარმოქმნაზე.
პროცესის მახასიათებელი
როგორ შეიძლება აღწერილი იყოს ჰიდროლიზი? ამ პროცესის განტოლება შეიძლება განვიხილოთ მარილის მაგალითზე, რომელიც წარმოიქმნება მონოვალენტური ლითონისა და მონოფუძე მჟავისგან.
თუ მჟავა წარმოდგენილია როგორც HA და ფუძე არის MON, მაშინ მათ მიერ წარმოქმნილი მარილი არის MA.
როგორ შეიძლება დაიწეროს ჰიდროლიზი? განტოლება დაწერილია მოლეკულური და იონური ფორმით.
განზავებული ხსნარებისთვის გამოიყენება ჰიდროლიზის მუდმივი, რომელიც განისაზღვრება, როგორც მოლების რაოდენობის თანაფარდობა.ჰიდროლიზში მონაწილე მარილები, მათი საერთო რაოდენობა. მისი მნიშვნელობა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელი მჟავა და ფუძე ქმნის მარილს.
ანიონის ჰიდროლიზი
როგორ დავწეროთ მოლეკულური ჰიდროლიზის განტოლება? თუ მარილი შეიცავს აქტიურ ჰიდროქსიდს და აქროლად მჟავას, ურთიერთქმედების შედეგი იქნება ტუტე და მჟავე მარილი.
ტიპიურია ნატრიუმის კარბონატის პროცესი, რომელიც წარმოქმნის ტუტე და მჟავა მარილს.
იმის გათვალისწინებით, რომ ხსნარი შეიცავს ჰიდროქსილის ჯგუფის ანიონებს, ხსნარი არის ტუტე, ანიონი ჰიდროლიზდება.
პროცესის მაგალითი
როგორ ჩამოვწეროთ ასეთი ჰიდროლიზი? რკინის სულფატის (2) პროცესის განტოლება ითვალისწინებს გოგირდმჟავას და შავი სულფატის (2) წარმოქმნას.
ხსნარი არის მჟავე, შექმნილი გოგირდის მჟავით.
ტოტალური ჰიდროლიზი
მარილების ჰიდროლიზის მოლეკულური და იონური განტოლებები, რომლებიც წარმოიქმნება არააქტიური მჟავისა და იგივე ფუძის მიერ, ვარაუდობს შესაბამისი ჰიდროქსიდების წარმოქმნას. მაგალითად, ამფოტერული ჰიდროქსიდისა და აქროლადი მჟავის მიერ წარმოქმნილი ალუმინის სულფიდისთვის, რეაქციის პროდუქტები იქნება ალუმინის ჰიდროქსიდი და წყალბადის სულფიდი. გამოსავალი ნეიტრალურია.
მოქმედებების თანმიმდევრობა
არსებობს გარკვეული ალგორითმი, რომლის შემდეგაც საშუალო სკოლის მოსწავლეები შეძლებენ ზუსტად განსაზღვრონ ჰიდროლიზის ტიპი, დაადგინონ გარემოს რეაქცია და ასევე ჩაიწერონ მიმდინარე რეაქციის პროდუქტები. ჯერ უნდა განსაზღვროთ ტიპიდაამუშავეთ და ჩაიწერეთ მარილის მიმდინარე დისოციაციის პროცესი.
მაგალითად, სპილენძის სულფატისთვის (2), იონებად დაშლა დაკავშირებულია სპილენძის კატიონისა და სულფატის ანიონის წარმოქმნასთან.
ეს მარილი წარმოიქმნება სუსტი ფუძისა და აქტიური მჟავისგან, ამიტომ პროცესი მიმდინარეობს კატიონის გასწვრივ (სუსტი იონი).
შემდეგ, იწერება მიმდინარე პროცესის მოლეკულური და იონური განტოლება.
საშუალების რეაქციის დასადგენად აუცილებელია მიმდინარე პროცესის იონური ხედის შედგენა.
ამ რეაქციის პროდუქტებია: სპილენძის ჰიდროქსოსულფატი (2) და გოგირდის მჟავა, ამიტომ ხსნარს ახასიათებს გარემოს მჟავა რეაქცია.
ჰიდროლიზს განსაკუთრებული ადგილი უკავია სხვადასხვა გაცვლის რეაქციას შორის. მარილების შემთხვევაში, ეს პროცესი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს, როგორც ნივთიერების იონების შექცევადი ურთიერთქმედება დამატენიანებელ გარსთან. ამ ზემოქმედების სიძლიერიდან გამომდინარე, პროცესი შეიძლება გაგრძელდეს განსხვავებული ინტენსივობით.
დონორ-მიმღები ბმები ჩნდება კატიონებსა და წყლის მოლეკულებს შორის, რომლებიც ატენიანებენ მათ. წყალში შემავალი ჟანგბადის ატომები იმოქმედებენ როგორც დონორი, რადგან მათ აქვთ გაუზიარებელი ელექტრონული წყვილი. მიმღები იქნება კათიონები, რომლებსაც აქვთ თავისუფალი ატომური ორბიტალები. კატიონის მუხტი განსაზღვრავს მის პოლარიზებულ ეფექტს წყალზე.
ანიონებსა და HOH დიპოლებს შორის წარმოიქმნება სუსტი წყალბადის ბმა. ანიონების ძლიერი მოქმედებით შესაძლებელია პროტონის მოლეკულისგან სრული გამოყოფა, რაც იწვევს HCO3‾ ტიპის მჟავას ან ანიონის წარმოქმნას. ჰიდროლიზი შექცევადი და ენდოთერმული პროცესია.
მარილზე ზემოქმედების სახეებიწყლის მოლეკულები
ყველა ანიონს და კატიონს, რომლებსაც აქვთ უმნიშვნელო მუხტი და მნიშვნელოვანი ზომები, აქვთ მცირე პოლარიზებული ეფექტი წყლის მოლეკულებზე, ამიტომ წყალხსნარში პრაქტიკულად არ ხდება რეაქცია. ასეთი კათიონების მაგალითად შეიძლება აღინიშნოს ჰიდროქსილის ნაერთები, რომლებიც ტუტეა.
გამოვყოთ დ.ი.მენდელეევის ცხრილის მთავარი ქვეჯგუფის პირველი ჯგუფის ლითონები. ანიონები, რომლებიც აკმაყოფილებენ მოთხოვნებს, არის ძლიერი მჟავების მჟავე ნარჩენები. მარილები, რომლებიც წარმოიქმნება აქტიური მჟავებისა და ტუტეების მიერ, არ განიცდიან ჰიდროლიზის პროცესს. მათთვის დისოციაციის პროცესი შეიძლება დაიწეროს როგორც:
H2O=H+ + OH‾
ამ არაორგანული მარილების ხსნარებს აქვთ ნეიტრალური გარემო, ამიტომ ჰიდროლიზის დროს მარილების განადგურება არ შეინიშნება.
სუსტი მჟავისა და ტუტე კატიონის ანიონის მიერ წარმოქმნილი ორგანული მარილებისთვის აღინიშნება ანიონის ჰიდროლიზი. როგორც ასეთი მარილის მაგალითი, განიხილეთ კალიუმის აცეტატი CH3COOK.
CH3COOCOO- აცეტატური იონების შეერთება წყალბადის პროტონებთან ძმარმჟავას მოლეკულებში, რომელიც არის სუსტი ელექტროლიტი, შეინიშნება. ხსნარში შეინიშნება მნიშვნელოვანი რაოდენობით ჰიდროქსიდის იონების დაგროვება, რის შედეგადაც იგი იძენს გარემოს ტუტე რეაქციას. კალიუმის ჰიდროქსიდი ძლიერი ელექტროლიტია, ამიტომ მისი შეკვრა შეუძლებელია, pH > 7.
მიმდინარე პროცესის მოლეკულური განტოლებაა:
CH3SOOK + H2O=KOH +CH3გაერო
იმისათვის, რომ გავიგოთ ნივთიერებებს შორის ურთიერთქმედების არსი, საჭიროა შევადგინოთ სრული და შემცირებული იონური განტოლება.
Na2S მარილი ხასიათდება ჰიდროლიზის ეტაპობრივი პროცესით. იმის გათვალისწინებით, რომ მარილს წარმოქმნის ძლიერი ტუტე (NaOH) და ორფუძიანი სუსტი მჟავა (H2S), ხსნარში შეინიშნება სულფიდური ანიონის შეერთება წყლის პროტონებით და ჰიდროქსილის ჯგუფების დაგროვება. მოლეკულური და იონური ფორმით, ეს პროცესი ასე გამოიყურება:
Na2S + H2O=NaHS + NaOH
პირველი ნაბიჯი. S2− + HON=HS− + OH−
მეორე ნაბიჯი. HS− + HON=H2S + OH−
მიუხედავად იმისა, რომ შესაძლებელია ამ მარილის ორეტაპიანი ჰიდროლიზი ნორმალურ პირობებში, პროცესის მეორე ეტაპი პრაქტიკულად არ მიმდინარეობს. ამ ფენომენის მიზეზი არის ჰიდროქსილის იონების დაგროვება, რომლებიც ხსნარს ანიჭებენ სუსტ ტუტე გარემოს. ეს ხელს უწყობს ქიმიური წონასწორობის ცვლილებას Le Chatelier-ის პრინციპის მიხედვით და იწვევს ნეიტრალიზაციის რეაქციას. ამასთან დაკავშირებით, მარილების ჰიდროლიზი, რომლებიც წარმოიქმნება ტუტე და სუსტი მჟავა, შეიძლება აღიკვეთოს ტუტეების სიჭარბით.
ანიონების პოლარიზებული ეფექტიდან გამომდინარე, შესაძლებელია გავლენა იქონიოს ჰიდროლიზის ინტენსივობაზე.
ძლიერ მჟავა ანიონებისა და სუსტი ფუძე კათიონების შემცველი მარილების შემთხვევაში აღინიშნება კათიონის ჰიდროლიზი. მაგალითად, მსგავსი პროცესი შეიძლება ჩაითვალოს ამონიუმის ქლორიდზე. პროცესი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირადფორმა:
მოლეკულური განტოლება:
NH4CL + H2O=NH4OH + HCL
მოკლე იონური განტოლება:
NH4++HOH=NH4OH + H +
პროტონების დაგროვების გამო ხსნარში იქმნება მჟავე გარემო. წონასწორობის მარცხნივ გადასატანად ხსნარში შეჰყავთ მჟავა.
სუსტი კატიონისა და ანიონის მიერ წარმოქმნილი მარილისთვის დამახასიათებელია სრული ჰიდროლიზის მიმდინარეობა. მაგალითად, განვიხილოთ ამონიუმის აცეტატის ჰიდროლიზი CH3COONH4. იონურ ფორმაში ურთიერთქმედებას აქვს ფორმა:
NH4+ + CH3COO−+ HOH=NH4OH + CH3COOH
დასკვნაში
იმის მიხედვით, თუ რომელი მჟავა და ფუძე წარმოიქმნება მარილი, წყალთან რეაქციის პროცესს აქვს გარკვეული განსხვავებები. მაგალითად, როდესაც მარილი წარმოიქმნება სუსტი ელექტროლიტების მიერ და როდესაც ისინი ურთიერთქმედებენ წყალთან, წარმოიქმნება აქროლადი პროდუქტები. სრული ჰიდროლიზი არის მიზეზი იმისა, რომ ზოგიერთი მარილის ხსნარის მომზადება შეუძლებელია. მაგალითად, ალუმინის სულფიდისთვის, შეგიძლიათ დაწეროთ პროცესი ასე:
Al2S3 + 6H2O=2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑
ასეთი მარილის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ „მშრალი მეთოდით“, მარტივი ნივთიერებების გაცხელებით სქემის მიხედვით:
2Al + 3S=Al2S3
ალუმინის სულფიდის დაშლის თავიდან ასაცილებლად აუცილებელია მისი შენახვა ჰერმეტულ ჭურჭელში.
ზოგიერთ შემთხვევაში, ჰიდროლიზის პროცესი საკმაოდ რთულია, ამიტომ მოლეკულურიამ პროცესის განტოლებებს პირობითი ფორმა აქვს. ურთიერთქმედების პროდუქტების საიმედოდ დასადგენისთვის აუცილებელია სპეციალური კვლევების ჩატარება.
მაგალითად, ეს დამახასიათებელია რკინის, კალის, ბერილიუმის მრავალბირთვული კომპლექსებისთვის. იმის მიხედვით, თუ რა მიმართულებით უნდა გადაიტანოს ეს შექცევადი პროცესი, შესაძლებელია ამავე სახელწოდების იონების დამატება, მისი კონცენტრაციისა და ტემპერატურის შეცვლა.
