Помогите разобрать гидролиз, константу

[Елена Филиных]

Гидролиз, константа и степень гидролиза, расчёт рН. Разобрать на примере 0,02М (Na) CO3 ( Ka1(H2CO3) =4,5*10-7, Ka2(H2CO3) =4,8*10-11).Напишите уравнение гидролиза соли. Укажите факторы влияющие на гидролиз. 

[bacan]

Решение:
Na2CO3 - соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону по двум ступеням.
Na2SO3 ↔ 2Na+ + СO32-

I ступень    
СO₃^2- + HOH ↔ HСO₃^— + OH^—
Na2СO3 + HOH ↔ NaHСO3 + NaOH

II ступень    
HСO₃^— + HOH ↔ H2СO3 + OH^—
NaHСO3 + HOH ↔ H2СO3 + NaOH
Или
NaHСO3 + HOH ↔ СO2 + Н2О + NaOH

 

В этом случае, константа гидролиза по первой и второй ступеням определяется соотношениями:

Kг₁ = K(H2O)/Kа2;
Kг₂ = K(H2O)/Kа1.
Тогда
Kг₁ = (1·10^-14)/(4,8·10^-11) = 2,08·10^-4;
Kг₂ = (1·10^-14)/(4,5·10^-7) = 2,22·10^-8.

 

Константа и степень гидролиза связаны соотношением:
Kг = С·h², 
Отсюда
h = √Kг/С
h₁ = √Kг1(Na2СO3)/C(Na2СO3) = √(2,08·10^-4)/(2·10^-2) = √1,04·10^-2 = 0,102;
h₂ = √Kг2(Na2СO3)/C(Na2СO3) = √(2,22·10^-8)/(2·10^-2) = 0,00105.

Из приведенных расчетов видно, что Ka₂ << Ka₁, а Kr₁ >> Kr₂, т.е. гидролиз сильнее происходит по первой ступени. Поэтому при расчете рН раствора таких солей пренебрегают количеством ионов ОН-, образовавшихся по второй ступени, по сравнению с их количеством, образованным по первой ступени гидролиза. Расчет ведут по формуле:
pH = 7 + (pKa₂)/2 + (lgCсоль)/2.
Тогда
рН = 7 + (10,32/2) + (lg0,02) = 11,3.

Расчет рН раствора можно провести с учетом гидролиза соли карбоната натрия по 2-м ступеням:
[OH^-]_общ. = [OH^-]_1ступ. + [OH^-]_2ступ. = (h₁ * С) + (h₂ * С) = (0,102 * 0,02) + (0,00105 * 0,02) = 2,06·10^-3 г/моль;
рОН = -lg[OH-]_общ. = -lg2,06·10-3 = 2,69;
рН = 14 - рОН = 14 - 2,69 - 11,31.

Таким образом, из расчетов (рН = 11,3) по количеству ионов ОН^-, образовавшихся по 1-й ступени гидролиза, и, с учетом гидролиза соли по 2-й ступеням (рН = 11,31), следует, что значения рН отличаются незначительно. Поэтому расчет рН раствора таких солей можно проводить по формуле:
pH = 7 + (pKa₂)/2 + (lgCсоль)/2.

 

https://kurl.ru/Nnumz