Уважаемые студенты, просьба выполнить задание по естествознанию за прошлую неделю в срок до 05 апреля и прислать на проверку по адресу
E-mail: inna.markova.347@yandex.ru
Просьба задание выполнить в рабочей тетради, сфотографировать и выслать на проверку
1. Составить конспект по теме «Гидролиз солей»
1.1 сформулировать определение «гидролиз солей»;
1.2 перечислить среды водных растворов солей, привести примеры;
1.3 раскрыть понятие «водородный показатель pH раствора»
Дополнительная информация:
Гидролиз солей — это химическое взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабого электролита -кислоты (или кислой соли), или основания (или основной соли). Слово «гидролиз» означает разложение водой («гидро»-вода, «лизис» — разложение). В зависимости от того какой ион соли вступает во взаимодействие с водой, различают три типа гидролиза.
Гидролизу подвергаются три типа солей:
а) соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой (CuCl2, NH2Cl, Fe2(S04)3 — гидролиз по катиону);
б) соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (К2С03, Na2S — гидролиз по аниону);
в) соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой (NH4)2C03, Fe2(C03)3 - гидролиз по катиону и по аниону).
Водные растворы солей имеют разные значения рН и различные типы сред — кислотную (рН<7), щелочную (рН>7), нейтральную (рН=7). Это объясняется тем, что соли в водных растворах могут подвергаться гидролизу.
Водоро́дный показа́тель, pH (лат. pondus Hydrogenii[1] — «вес водорода»; произносится «пэ-аш») — мера кислотности водных растворов. Ассоциирована с концентрацией ионов водорода, что эквивалентно активности ионов водорода в сильно разбавленных растворах.
Для водных растворов водородный показатель pH < 7 соответствует кислотному раствору, тогда как pH > 7 — осно́вному.
Может быть определён с помощью кислотно-основных индикаторов, измерен потенциометрически pH-метром или вычислен по формуле как величина, противоположная по знаку и равная по модулю десятичному логарифму активности водородных ионов, выраженной в молях на литр.
Роль pH в химии и биологии
Кислотность среды имеет важное значение для множества химических процессов, и возможность протекания или результат той или иной реакции часто зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований или на производстве применяют буферные растворы, которые позволяют сохранять практически постоянное значение pH при разбавлении или при добавлении в раствор небольших количеств кислоты или щёлочи.
Водородный показатель pH широко используется для характеристики кислотно-осно́вных свойств различных биологических сред.
Кислотность реакционной среды особое значение имеет для биохимических реакций, протекающих в живых системах. Концентрация в растворе ионов водорода часто оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-осно́вного гомеостаза является задачей исключительной важности. Динамическое поддержание оптимального pH биологических жидкостей достигается благодаря действию буферных систем организма.
В человеческом организме в различных органах водородный показатель различен. Нормальный рН крови составляет 7,36, то есть кровь имеет слабоосновную реакцию (с колебаниями от 7,34 у венозной крови до 7,40 у артериальной). В зависимости от биохимических изменений в крови может наблюдаться ацидоз (увеличение кислотности) или алкалоз (увеличение осно́вности), однако совместимый с жизнью диапазон pH крови невелик, поскольку уже при уменьшении pH до 6,95 наступает потеря сознания, а смещение реакции крови в щелочную сторону до pH = 7,7 вызывает тяжелейшие судороги. Поддержание кислотно-основного баланса крови в допустимых пределах осуществляется буферными системами крови, главной из которых является гемоглобиновая[3]. Нормальный водородный показатель желудочного сока (в просвете тела желудка натощак) равен 1,5…2,0[4]. У сока тонкой кишки pH в норме составляет 7,2…7,5, при усилении секреции достигает 8,6. У сока толстой кишки в норме pH равен 8,5…9,0[5].
Сущность гидролиза сводится к обменному химическому взаимодействию катионов или анионов соли с молекулами воды. В результате этого взаимодействия образуется малодиссоциирующее соединение (слабый электролит). А в водном растворе соли появляется избыток свободных ионов Н+ или ОН−, и раствор соли становится кислотным или щелочным соответственно.
Значение гидролиза
Гидролиз солей имеет и практическое, и биологическое значение. Еще в древности в качестве моющего средства использовали золу. В золе содержится карбонат калия K2CO3, который в воде гидролизуется по аниону, водный раствор приобретает мылкость за счет образующихся при гидролизе ионов ОН−.
В настоящее время в быту мы используем мыло, стиральные порошки и другие моющие средства. Основной компонент мыла — это натриевые и калиевые соли высших жирных карбоновых кислот: стеараты, пальмитаты, которые гидролизуются.
Гидролиз стеарата натрия С17Н35COONa выражается следующим ионным уравнением:
C17H35COO−+H2O⇄C17H35COOH+OH−,
т.е. раствор имеет слабощелочную среду.
В состав же стиральных порошков и других моющих средств специально вводят соли неорганических кислот (фосфаты, карбонаты), которые усиливают моющее действие за счет повышения рН среды.
Соли, создающие необходимую щелочную среду раствора, содержатся в фотографическом проявителе. Это карбонат натрия Na2CO3, карбонат калия K2CO3, бура Na2B4O7 и другие соли, гидролизующиеся по аниону.
Если кислотность почвы недостаточна, у растений появляется болезнь — хлороз. Ее признаки — пожелтение или побеление листьев, отставание в росте и развитии. Если рНпочвы>7.5, то в нее вносят удобрение сульфат аммония (NH4)2SO4, которое способствует повышению кислотности благодаря гидролизу по катиону, проходящему в почве:
NH4+H2O⇄NH3·H2O
Неоценима биологическая роль гидролиза некоторых солей, входящих в состав нашего организма. Например, в состав крови входят соли гидрокарбонат и гидрофосфат натрия. Их роль заключается в поддержании определенной реакции среды. Это происходит за счет смещения равновесия процессов гидролиза.
Если в крови избыток ионов Н+, они связываются с гидроксид-ионами ОН−, и равновесие смещается вправо. При избытке гидроксид-ионов ОН− равновесие смещается влево. Благодаря этому кислотность крови здорового человека колеблется незначительно.
Другой пример: в составе слюны человека есть ионы HPO42−. Благодаря им в полости рта поддерживается определенная среда (рН=7−7.5).