Transcript: Hidroliza sărurilor provenite de la acizi slabi și baze slabe

Ne mai rămas să vedem ce se întâmplă la hidroliza sărurilor provenite de la acid slab și baze slabe.
Aceste săruri sunt formate dintr-un cation provenit de la o bază slabă, care în soluția poasă se comportă ca un acid slab.
Iar anionul acestor săruri provine de la un acid slab, care în soluția poasă se comportă ca o bază slabă.
Deci vedem că spre diferență de celelalte categorii de săruri, în acest caz, ambii ioni reacționează cu apa.
Prin hidroliză rezultă o soluție care poate fi acidă, bazică sau neutră.
Totul în funcție de tăria acidă relativă și tăria bazică relativă a celor doi ioni luați separat.
Deci ne vom folosi de constanta de aciditate a acidului slab și de constanta de bazicitate a bazei slabe
pentru a ne da seama de caracterul soluției poase de sare.
Soluția are caracter acid atunci când constanta de aciditate a acidului slab este mai mare decât constanta de bazicitate a bazei slabe.
Iar atunci când constanta de aciditate este mai mică decât constanta de bazicitate a bazei slabe, soluția are caracter bazic.
Și dacă cele două constante sunt egale, atunci soluția are caracter neutru.
Hai să vedem dacă o soluție poasă de cianură de amoniu este bazică, acidă sau neutră.
Ionul amoniu provine de la amoniac, care este o bază slabă.
Anionul cianură provine de la acidul cianhidric, care este un acid slab.
Primul pas pentru a determina caracterul acestei soluții poase de sare este să scrim reacțiile care au loc între acești ioni ai sării și apă.
Ionul amoniu se comportă în apă ca un acid slab, donând un proton unei molecule de apă.
Astfel se formează un ion hidronium.
Ionul cianură, adică anionul cianurii de amoniu, se comportă ca o bază slabă în prezența apei.
Anionul cianură acceptă un proton de la apă, prin acest proces formându-se și un ion hidroxid.
Dintre aceste două echilibre, reacția care se deplasează cel mai mult spre dreapta influențează pH-ul soluției.
Dacă primul echilibru este deplasat mai mult spre dreapta decât al doilea, vom avea un plus de ion hidroniu în soluție.
Deci soluția are un caracter slab acid.
În caz contrar, dacă al doilea echilibru este deplasat mai mult spre dreapta față de primul, atunci înseamnă că avem în soluție un plus de ion hidroxid,
ceea ce face ca soluția noastră să aibă un caracter slab bazic.
Așadar, în continuare, trebuie să comparăm constanta de aciditate a ionului amoniu cu constanta de bazicitate a ionului cianură.
Însă, în căld și pe internet, în tabelele cu valori ale constantelor de aciditate și bazicitate,
sunt listate numai valorile corespunzătoare compușilor moleculari, nu și ionilor.
Deci găsim valoarea constantei de bazicitate amoniacului și valoarea constantei de aciditate acidului cianhidric.
Asta înseamnă că trebuie să calculăm aceste două constante și abia apoi le vom putea compara.
Pentru aceasta ne folosim de relație următoare.
Avem constanta de aciditate a unui acid înmulțită cu constanta de bazicitate a bazei conjugate egal cu produsul ionic al apei.
Deci această relație este valabilă pentru un cuplu acid-bază conjugată.
Spre exemplu, pentru cuplul bază-acid conjugat amoniac-ion-amoniu,
avem constanta de bazicitate a amoniacului egală cu 1,76 ori 10 la minus 5 mol pe litru
și cunoscând această valoare care este tabelată, aflăm constanta de aciditate a ionului amoniu
care este egală cu raportul dintre produsul ionic al apei și constanta de bazicitate a amoniacului.
Efectuăm calculul și am obținut valoarea constantei de aciditate a ionului amoniu.
Și la fel, pentru cuplul acid-bază conjugată, acid cianhidric-ion cianură,
avem constanta de aciditate a acidului cianhidric,
așa că putem afla foarte simplu constanta de bazicitate a ionului cianură,
care este egală cu raportul dintre produsul ionic al apei și constanta de aciditate a acidului cianhidric.
Efectuăm calculul și am obținut și valoarea constantei de bazicitate.
Acestea două sunt valorile pe care trebuie să le comparăm.
Și vedem că constanta de bazicitate a ionului cianură este mai mare decât constanta de aciditate a ionului amoniu.
Acest lucru înseamnă că reacția de acceptare a unui proton de la apă de către ionul cianură
este deplasată mult mai tare spre dreapta față de reacția de cedare a unui proton către apă de către ionul amoniu.
Deci în soluția de cianură de amoniu se vor elibera mai mulți ioni hidroxil decât ioni hidroniu
și astfel știm că soluția are un caracter slab-bazic.
Și acum, haideți să utilizăm ceea ce am învățat despre hidroliza sărurilor
pentru a prezice caracterul acid-bazic sau neutru al soluțiilor apoase ale acestor trei săruri.
Avem aici sulfatul acid de sodiu, percloratul de potasiu și benzoatul de sodiu.
Sulfatul acid de sodiu este un caz interesant.
Este format dintr-un cation care provine de la o bază tare, hidroxidul de sodiu,
și dintr-un anion, anionul sulfat-acid, care este primul anion al acidului diprotic, acid sulfuric,
adică este anionul care se obține după prima treaptă de ionizare a acidului sulfuric.
Ionul sulfat-acid reacționează cu apa pentru a produce un ion hidroniu.
Chiar dacă provine de la un acid tare, anionul sulfat mai are un proton în structura lui
și se comportă în apă ca un acid slab.
După cum bine știm, ionul de sodiu nu este capabil să facă schimb de proton cu apa.
Așadar, datorită ionului sulfat-acid, se formează ion de hidroniu și soluția are caracter acid.
Percloratul de potasiu este format dintr-un cation care provine de la o bază tare, hidroxidul de potasiu,
și din ionul perclorat, care provine de la un acid tare, acidul percloric.
Și acidul percloric este un acid tare.
Niciunul dintre acești două ion nu reacționează cu apa, astfel că la hidroliza percloratului de potasiu în apă
obține o soluție neutră.
Benzoatul de sodiu este format dintr-un cation care provine de la o bază tare, hidroxidul de sodiu,
și din ionul benzoat, care provine de la un acid slab, acidul benzoic.
Știm că ionul de sodiu nu reacționează cu apa.
În schimb, ionul benzoat se comportă ca o bază slabă în apă, acceptând un proton de la o moleculă de apă
și produce ion hidroxid.
Vedem astfel că la hidroliza benzoatului de sodiu se obține o soluție cu caracter bazic.
Mai departe, vom calcula pH-ul unei soluții de sare.
Avem o soluție de acetat de potasiu, 0,5 molar, și trebuie să-i calculăm pH-ul.
Cunoaștem constanta de aciditate a acidului acetic și exponentul de aciditate al acidului acetic
și trebuie să aflăm pH-ul soluției.
Mai întâi, trebuie să identificăm ionii din care este formată sarea.
Cationul este ionul de potasiu, care provine de la o bază tare, așadar nu reacționează cu apa.
Anionul este ionul acetat, care provine de la acidul acetic, un acid slab,
și care, în prezența apei, se comportă ca bază slabă, acceptând un proton de la apă.
Deci știm deja că soluția noastră va avea un caracter bazic.
Constanta de bazicitate a ionului acetat este egală cu raportul între produsul ionic al apei
și constanta de aciditate a acidului conjugat, adică acidului acetic.
Efectuăm calculul și am obținut o valoare a constante de bazicitate mai mică decât 10 la minus 5,
ceea ce înseamnă că pentru a afla pH-ul acestei soluții putem folosi această formulă pentru pH
valabilă pentru bazele slabe care au o constantă de bazicitate mai mică decât 10 la minus 5.
Înlocuim în această formulă datele pe care le cunoaștem
și efectuând acest calcul obținem un pH egal cu 9,22.
Însă dacă nu vă place această formulă și nu vreți să învățați pe de rost,
este o cale de a afla pH-ul unei astfel de soluții.
Ne putem folosi de relația generală a pH-ului și anume pH egal minus logarit din concentrația molară a ionilor hidroniu.
Pentru a putea aplica această formulă trebuie mai întâi să aflăm concentrația molară a ionilor hidroniu.
Deci pentru a putea aplica această formulă trebuie mai întâi să aflăm concentrația molară a ionilor hidroniu.
Mai întâi trebuie să aflăm concentrația molară a ionilor de hidroxil și pentru asta ne vom folosi de această relație.
Relație valabilă atunci când constanta de bazicitate este mai mică decât 10 la minus 5, lucru pe care valoarea noastră îl îndeplinește.
Așadar, efectuăm acest calcul.
Și obținem concentrația molară a ionilor de hidroxil.
Pentru a afla concentrația molară a ionilor hidroniu ne folosim de produsul ionic al apei,
de unde rezultă că concentrația molară a ionilor hidroniu este egală cu produsul ionic al apei supra concentrației a ionilor hidroxil.
Efectuăm și acest calcul.
Și am obținut și concentrația molară a ionilor hidroniu.
Acum pentru a afla pH-ul nu trebuie decât să înlocuim această valoare în această formula pH-ului.
Deci pH-ul soluției noastre este egal cu logarit decimal negativ din 0,60 ori 10 la minus 9.
Și efectuând acest calcul obținem tot 9,22.