Лекция 3. Гидролиз солей. Вторая аналитическая группа катионов.

 

Вода незначительно диссоциирует по уравнению: Н2О - Н++ОН-

При этом концентрация катионов водорода и гидроксид- ионов равны и составляют 10-7 моль/ л; такую среду называют нейтральной.

Кислотную среду имеет раствор, в котором концентрация катионов водорода превышает коли-чество анионов гидроксогрупп [Н+] > [ОН-] > 10-7моль/л;

Щелочной называют среду, в которой концентрация катионов водорода меньше концентрации гидроксид- ионов: [Н+] < [ОН- ] < 10-7моль/л.

Гидролиз- процесс обменного взаимодействия веществ с водой, приводящий к их разложению.

Гиролиз может быть обратимым и необратимым процессом.

Необратимый гидролиз происходит, если один или несколько продуктов реакции удаляются из сферы реакции в виде газа или осадка.

Обратимый гидролиз – это процесс обменного взаимодействия ионов вещества с молекулами воды. В результате такого взаимодействия образуется малодиссоциирующие вещество, а водном растворе возможно появление избытка катионов водорода или гидроксид- анионов, обуславли-вающие кислотную или щелочную реакцию среды.

Любую соль можно представить как продукт взаимодействия кислоты и основания. В зависимо-сти от силы основания и кислоты как электролитов все соли можно разделить на четыре группы

1 группа- соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием.

Такие соли гидролизу не подвергаются, т.к. взаимодействия ионов солей с молекулами воды не происходит.

Реакция среды в водных растворах таких солей будет нейтральной.

2 группа- соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием.

Анионы кислотных остатков гидролизуются молекулами воды, накапливаются гидроксид- ионы, такой гидролиз называется гидролиз по аниону.

Реакция среды водных растворов будет щелочной.

3 группа- соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием.

Гидролизу подвергается ион слабого основания, данная соль гидролизуется по катиону. В рас-творе происходит накопление катионов водорода, что указывает на кислотную среду.

4 группа- соли, образованные слабой кислотой и слабым основанием.

Такие соли подвергаются гидролизу полностью по катиону и аниону, проявляя нейтральную среду водного раствора

Катионы 2 группы, в отличии от катионов 1 группы, образуют малорастворимые в воде карбонаты. Поэтому их осаждают действием карбоната аммония (NН4)2СО3, который является групповым реактивом.

Осадки карбонатов кальция, бария и стронция могут быть получены и при действии на раствор карбонатами натрия и калия. Но при систематическом анализе пользоваться этими реактивами невозможно, так как вместе с ними в исследуемый раствор вводятся ионы Na+ и К+. Использование карбоната аммония оправдано тем, что ион NH4+ можно предварительно открыть дробным методом.

Из солей кальция, бария и стронция также не растворимы сульфаты, фосфаты и оксалаты. Суль-фиды этих элементов, в отличие от катионов 3,4 и 5 групп, хорошо растворимы в воде. В водных растворах катионы 2 группы бесцветны. Соли катионов 2 группы окрашивают пламя: кальция- в кирпично- красный, бария- в желто- зеленый, стронция- в карминово- красный цвета.

Соли кальция участвуют в образовании костной ткани, регулирует работу нервной системы, препятствует возникновению в организме чужеродных образований и вирусов, необходим для формирования зубной эмали, зубов, ногтей, волос; обладает противовоспалительным и антиаллергическим действием; регулирует деятельность многих ферментов; способствует выведению из организма солей тяжелых металлов.

Много кальция в молочных продуктах, рыбе, морепродуктах, в капусте, орехах, в бобовых, се-мечках. Кальций содержится в яичных желтках, в горохе, чечевице, инжире, меде, яблоках, абрикосах, черной смородине, малине, изюме, кураге, черносливе, капусте, чесноке, моркови, ежевике, вишне, апельсине, персиках, клубнике, укропе, апельсинах, сельдерее.

Барий способствует расслаблению сердечной мышцы, но в большом количестве способен вы-звать отравление организма. В организм человека поступает в водой и такими продуктами, как морепродукты, томаты, соя.

Вопросы для самопроверки:

1. Что называется гидролизом? Какие соли подвергаются гидролизу?

2. Написать уравнения гидролиза и указать среду водного раствора для солей: KBr, Li2SO3, FeI2, (NH4)SiO3.

3. Почему из всех катионов второй аналитической группы кальций играет важную роль в пита-нии? Ответ обосновать.

4. Написать уравнения реакций открытия катионов бария, кальция и магния в молекулярной и ионной формах.