Idrolisi dei sali

L’idrolisi salina
•Abbiamo imparato che i sali sono solidi ionici che si comportano in
soluzione come elettroliti forti. Sappiamo anche che i sali possono venire
considerati come sostanze neutre che si ottengono dalla reazione di un
acido con una base.
•HCl + NaOH →NaCl + H2O
•.
•In acqua non esiste però NaCl, sotto forma di molecole, ma ioni Na+ e Cli quali si circondano di molecole d'acqua, cioè si idratano, senza dar
luogo a reazioni chimiche.
•Vi sono sali che sciolti in acqua, impartiscono alla soluzione una
reazione acida o basica.
•Per spiegare il fenomeno dobbiamo ammettere che in alcuni casi gli ioni
del sale in soluzione possano reagire con l'acqua stessa producendo acidi
e basi. Le interazioni fra i sali e l'acqua vengono chiamate reazioni di
idrolisi salina.
L’idrolisi salina
•Quali sono i sali che danno idrolisi????.
¾Sali
che si ottengono da un acido debole e una base forte
•.
•
¾Sali che si ottengono da un acido forte e una base debole
¾Sali che si ottengono da un acido debole e una base debole
•Non danno idrolisi i sali che si ottengono da un acido forte e una
base forte
Calcolo del pH di idrolisi
Data una soluzione acquosa di NH4NO3 , un sale formato da una
base debole ed un acido forte
HNO3 (acq) + NH4OH(acq)
Ka>1
NH4NO3 (acq) + H2O(acq)
Kb = 1,8 10-5
NH4NO3 (acq)
NH4+(acq) + NO3-(acq)
Reazione di +
H2O(l) idrolisi
H (acq) + OH- (acq)
NH4+(acq) +H2O(l)
H+(acq) + NH4OH(acq)
Soluzione finale sarà acida
Calcolo del pH di idrolisi
NH4+(acq) +H2O(l)
H+(acq) + NH4OH(acq)
Conc iniziale Cs
-
-
Conc prodotti
x
x
x
x
Conc equ.
Cs-x
[ NH 4OH ] ⋅ [ H + ]
Ki =
+
[ NH 4 ]
[ x]⋅ [ x]
Ki =
Cs − [ x ]
2
pH =–log [x]
[ x]
Ki =
Cs − [ x ]
Calcolo del valore di Ki
H+(acq) + NH4OH(acq)
NH4+(acq) +H2O(l)
[ NH4OH]⋅ [H + ]
Ki =
+
[ NH4 ]
Ricordiamo che in qualunque soluzione acquosa vale
Kw = [ H + ][OH − ]
Sostituendo a [H+] il rapporto Kw/[OH-]
[ NH 4OH ]Kw
Ki =
+
[ NH 4 ][ H + ]
[ NH 4+ ] ⋅ [OH − ]
Kb =
[ NH4OH ]
1
Kb
Kw
Ki =
Kb
Calcolo del valore di Ki
Kw
Ki =
Kb
Al diminuire della forza di una
base (al diminuire di Kb) la
costante di idrolisi aumenta
Tornando ora al calcolo della concentrazione di [H+] in
seguito all’idrolisi di un sale formato da un acido forte e una
base debole avremo:
Se Cs > 10-6 M e la Ki < 10-6 si
[ H + ]2
Ki =
Cs − [ H + ]
[ H + ]2
Ki =
Cs
[H + ] =
KiCs
può considerare trascurabile la
[H+] al denominatore della
equazione di 2° grado per cui il
calcolo del [H+] diventa:
Calcolo del pH di idrolisi
Data una soluzione acquosa di NH4NO3 , un sale formato da una
base forte ed un acido debole
CH3COOH (acq) + NaOH(acq)
Ka = 1,8 10-5
CH3COONa (acq) + H2O(acq)
Kb>1
CH3COONa (acq)
CH3COO-(acq) + Na+(acq)
Reazione di +
H2O(l) idrolisi
H (acq) + OH- (acq)
CH3COO-(acq) +H2O(l)
OH-(acq) + CH3COOH(acq)
Soluzione finale sarà basica
Calcolo del pH di idrolisi
CH3COO-(acq) +H2O(l)
OH-(acq) + CH3COOH(acq)
Conc iniziale Cs
-
-
Conc prodotti
x
x
x
x
Conc equ.
Cs-x
[CH 3COOH ] ⋅ [OH − ]
Ki =
[CH 3COO − ]
pOH = –log [x]
pH= 14–pOH
[ x]⋅ [ x]
Ki =
Cs − [ x ]
2
[ x]
Ki =
Cs − [ x ]
Calcolo del valore di Ki
CH3COO-(acq) +H2O(l)
OH-(acq) + CH3COOH(acq)
[CH3COOH]⋅[OH− ]
Ki =
[CH3COO− ]
Ricordiamo che in qualunque soluzione acquosa vale
Kw = [ H + ][OH − ]
Sostituendo a [OH-] il rapporto Kw/[H+]
Ki =
[CH 3COOH ]Kw
[CH 3COO − ][ H + ]
[ H + ] ⋅ [CH 3COO − ]
Ka =
[CH 3COOH ]
1
Ka
Kw
Ki =
Ka
Calcolo del valore di Ki
Kw
Ki =
Ka
Al diminuire della forza di un
acido (al diminuire di Ka) la
costante di idrolisi aumenta
Tornando ora al calcolo della concentrazione di [OH-] in
seguito all’idrolisi di un sale formato da un acido debole e
una base forte avremo:
Se Cs > 10-6 M e la Ki < 10-6 si
[OH − ]2
Ki =
Cs − [OH − ]
[ OH − ] 2
Ki =
Cs
[ OH − ] =
KiCs
può considerare trascurabile la
[OH-] al denominatore della
equazione di 2° grado per cui il
calcolo del [OH-] diventa:
Calcolo del pH di idrolisi
Data una soluzione acquosa di NH4CN , un sale formato da una
base debole ed un acido debole
HCN (acq) + NH4OH(acq)
Ka = 1 10-10
NH4CN (acq) + H2O(acq)
Kb=1,8 10-5
NH4CN (acq)
CN-(acq) + NH4+(acq)
Reazioni di +
H2O(l) idrolisi
H (acq) + OH- (acq)
CN-(acq) + H2O(l)
NH4+(acq) + H2O(l)
OH-(acq) + HCN(acq)
NH4OH(acq) + H+ (acq)
La Soluzione finale può essere acida, basica o
neutra
Calcolo del pH di idrolisi
CN-(acq) + H2O(l)
NH4+(acq) + H2O(l)
OH-(acq) + HCN(acq)
NH4OH(acq) + H+ (acq)
Ka
[ H ] = Kw
Kb
+
Ka = Kb
soluzione neutra
Ka > Kb
soluzione acida
Ka < Kb
soluzione basica
Calcolo del valore di Ki
CN-(acq) + H2O(l)
OH-(acq) + HCN(acq)
NH4OH(acq) + H+ (acq)
NH4+(acq) + H2O(l)
[ HCN ][ H + ][ NH 4 OH ][ OH − ]
Ki =
+
[CN − ][ NH 4 ]
+
−
[
H
][
OH
]
Moltiplicando numeratore e denominatore per
[ HCN ][ NH 4OH ] [ H + ][ OH − ]
[ HCN ][ NH 4OH ]
⋅
=
Ki =
[ H + ][ OH − ]
[ CN − ][ NH 4 + ] [ H + ][ OH − ] [ CN − ][ H + ][ NH 4 + ][ OH − ]
Kw
Ki =
Ka ⋅ Kb
1
Ka
1
Kb
Kw
Calcolo del pH di idrolisi di sali provenienti
da acidi poliprotici
Esempio:
Na3PO4
Na3PO4(acq)
PO43-(acq) +H2O(l)
-
Na+(acq) +PO43-(acq)
HPO42-(acq) + OH-(acq)
Ki1 = Kw/Ka3= 10-14/4,4 10-13= 2,2 10-2
HPO42-(acq) +H2O(l)
H2PO4-(acq) + OH-(acq)
Ki2 = Kw/Ka2= 10-14/6,2 10-8= 1,6 10-7
H2PO4-(acq) +H2O(l)
-
H3PO4(acq) + OH-(acq)
Ki3 = Kw/Ka1= 10-14/7,1 10-3= 1,2 10-12
Calcolo del pH di idrolisi di sali provenienti
da acidi poliprotici
Esempio:
Na3PO4
PO43-(acq) +H2O(l)
HPO42-(acq) + OH-(acq)
Ki1 = Kw/Ka3= 10-14/4,4 10-13= 2,2 10-2
− 2
[OH ]
Ki 1 =
−
Cs − [OH ]
-