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Idrolisi salina
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 i sali si dissociano nei loro ioni i 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. Tali reazioni prendono il nome di idrolisi salina.
Idrolisi salina
•Quali sono i sali che danno idrolisi????.
Sali
che si ottengono da un acido debole e una base forte
•.
•
Sali che si ottengono da un acido forte e una base debole
Sali 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
Idrolisi salina
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 valore di Ki
NH4+(acq) +H2O(l)
H+(acq) + NH4OH(acq)
[ NH4OH]⋅ [H + ]
Ki =
+
[ NH4 ]
Ricordiamo che in qualunque soluzione acquosa vale
Kw = [ H + ][OH − ]
Sostituendo a [H+] il rapporto Kw/[OH-]
Ki =
[ NH 4OH ]Kw
[ NH 4 + ][OH − ]
1
Kb
Kw
Ki =
Kb
Idrolisi salina
Data una soluzione acquosa di CH3COONa , 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 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 + ]
1
Ka
Kw
Ki =
Ka
Idrolisi salina
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) + NH4+(acq) + H2O(l)
NH4OH(acq) + HCN (acq)
La Soluzione finale può essere acida, basica o
neutra
Calcolo del valore di Ki
CN- (acq) + NH4+(acq) + H2O(l)
Ki =
NH4OH(acq) + HCN (acq)
[HCN][ NH 4 OH]
[CN − ][ NH 4 + ]
[OH − ]
=
+
Kb
[ NH 4 ]
[ NH 4 OH]
[ H + ][ OH − ]
Ki =
Ka ⋅Kb
Kw
Ki =
Ka ⋅ Kb
[H + ]
=
−
Ka
[CN ]
[HCN]
Calcolo del pH di idrolisi
• Cs > 10-6 M e la Ki > 10-14
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 ]
pH = –log x
x⋅x
Ki =
Cs − x
2
x
Ki =
Cs − x
Se Cs > 10-3 M e la Ki < 10-3 si può considerare trascurabile la
x al denominatore della equazione di 2° grado per cui il
calcolo del [H+] diventa:
x2
Ki =
Cs
x = Ki ⋅ Cs
Calcolo del pH di idrolisi
• Cs > 10-6 M e la Ki > 10-14
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
Se Cs > 10-3 M e la Ki < 10-3 si può considerare trascurabile la x
al denominatore della equazione di 2° grado per cui il calcolo del
[OH-] diventa:
x2
Ki =
Cs
x = Ki ⋅ Cs
• Ki > 10-14
Calcolo del pH di idrolisi
CN- (acq) + NH4+(acq) + H2O(l)
Ki =
[HCN][ NH 4 OH]
[CN − ][ NH 4 + ]
NH4OH(acq) + HCN (acq)
Non appare [OH-] o [H+]
Considerando Ka/Kb da cui dipende la [OH- ]o [H+]
Ka [H +] ⋅ [CN −] [ NH 4 OH]
=
Kb
[HCN] [ NH 4 + ] ⋅ [OH − ]
Poiché :
[NH4+ ]= [CN-]
[NH4OH ]= [HCN]
Ka
[H + ]
=
Kb [OH − ]
Calcolo del pH di idrolisi
+ 2
Ka [H ]
=
Kb
Kw
Ka
[H ] = Kw
Kb
+
L’equazione mostra come
la [H+] per sali derivanti da
acido e base debole sia
indipendente dalla
concentrazione del sale
Ka = Kb
soluzione neutra
Ka > Kb
soluzione acida
Ka < Kb
soluzione basica
Idrolisi di sali con anione di acido poliprotico
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
Idrolisi di sali con anione di acido poliprotico
Esempio: Na3PO4
PO43-(acq) +H2O(l)
HPO42-(acq) + OH-(acq)
Ki1 = Kw/Ka3= 10-14/4,4 10-13= 2,2 10-2
Ki1 =
[OH − ]2
Cs − [OH − ]
-
Idrolisi di sali acidi con anione di acido
poliprotico
Esempio: NaHCO
3
Ki1 = Kw/Ka1
HCO3-(acq) +H2O(l)
H2CO3(acq) + OH-(acq)
HCO3-(acq)
Ka2
2−
+
H+(acq) + CO32-(acq)
−
[ HCO 3 ]
Ka 2 [H ] ⋅ [CO 3 ]
=
⋅
−
−
Ki
[H 2 CO 3 ] ⋅ [OH ]
[ HCO 3 ]
+ 2
Ka 2 [H ]
=
Ki
Kw
Idrolisi di sali acidi con anione di acido
poliprotico
Esempio: NaHCO3
Ka 2
Ka 2
[H ] = Kw
= Kw
⋅ Ka 1 = Ka 1 ⋅ Ka 2
Ki
Kw
+
Ka1= 4,3 10-7 mol/l
Ka2 = 4,2 10-11 mol/l
+
[H ] = 4,3 ⋅10
pH = 8,4
−7
⋅ 4,2 ⋅10
−11
= 4,2 ⋅10
−9
⋅ mol / l