გაკვეთილის მეთოდოლოგიური განვითარება

"წყლიანი ხსნარების გარემო"

სამიზნე: ელექტროლიტების წყალხსნარების გარემოს შესწავლისა და მისი ხარისხობრივი ანალიზის მეთოდების სტუდენტების კვლევითი კომპეტენციის ფორმირება.

Დავალებები:

1. მოსწავლეთა წარმოდგენა წყლის ხსნარების გარემოს ტიპების შესახებ (მჟავე, ნეიტრალური, ტუტე);
2. განვიხილოთ „ინდიკატორების“ კონცეფცია და ინდიკატორების ძირითადი ტიპები (ლაკმუსი, ფენოლფთალეინი, მეთილის ფორთოხალი);
3. ინდიკატორების ფერის ცვლილების შესწავლა სხვადასხვა გარემოში;
4. ქიმიური ექსპერიმენტის დროს გამოავლინოს ხსნარის მჟავე და ტუტე გარემოს განსაზღვრის ყველაზე ოპტიმალური მაჩვენებელი;
5. გააანალიზეთ კავშირი ხსნარსა და pH მნიშვნელობას შორის;
6. მოსწავლეთა უნარ-ჩვევების ჩამოყალიბება უნივერსალური მაჩვენებლით;
7. ზოგიერთი მცენარის (კერძოდ, წითელი კომბოსტოს) წვენის ფერის დამოკიდებულების გამოსავლენად ხსნარზე.

ფორმა: გაკვეთილი – კვლევა. ეს ფორმა საშუალებას გაძლევთ მოახდინოთ ქიმიური კვლევის ყველა ეტაპის სიმულაცია კონკრეტული თემის შესწავლისას.

ეს გაკვეთილი ჰარმონიულად აერთიანებს პრობლემურ მეთოდს და ქიმიურ ექსპერიმენტს, რომელიც ემსახურება წამოყენებული ჰიპოთეზების დამტკიცების ან უარყოფის საშუალებას.

გაკვეთილზე აქტივობის წამყვანი ფორმაა სტუდენტების დამოუკიდებელი მუშაობა წყვილებში ან ჯგუფებში, იგივე ან განსხვავებული დავალებების შესრულება (ვარიანტების მიხედვით), რომელიც მიზნად ისახავს ინფორმაციის უფრო ფართო სპექტრის მოპოვებას მთელი კლასისთვის.

მეთოდოლოგიური კომენტარები იწერება დახრილი შრიფტით.

ორგანიზაციული მომენტი. I ეტაპი - მოტივაციური

Შუადღემშვიდობის! ჩვენს ირგვლივ სამყარო სავსეა სხვადასხვა სტრუქტურისა და თვისების ნივთიერებებით. მათი ცოდნა საშუალებას მოგვცემს შევიცნოთ საკუთარი თავი.

ცოდნის ყველაზე ოპტიმალური და ტევადი გზაა კვლევა. დღეს მე ვიწვევთ წარმოვიდგინოთ საკუთარი თავი არა სტუდენტებად და მასწავლებლად, არამედ სერიოზული ლაბორატორიის თანამშრომლებად, პატივცემულ ქიმიის მკვლევარებად. (თამაშის ტექნოლოგია) სლაიდი #1

დასაწყისისთვის, ნება მომეცით დაგისვათ შეკითხვა, რომელიც მომმართა ერთ-ერთმა ჩემმა კოლეგამ: „რა აქვთ საერთო ძველ კართაგენსა და თანამედროვე ჰოლანდიას? ( პრობლემური სწავლა) (პასუხის ვარიანტების განხილვა)

ფაქტობრივად, ხშირია ეკოლოგიური პრობლემები, რაც დამახასიათებელია როგორც ერთისთვის, ასევე მეორე სახელმწიფოსთვის.

ისტორიის მითითება:ერთ დროს კართაგენი იყო ძალიან ძლიერი სახელმწიფო, რომელიც იცავდა თავის ბატონობას ხმელთაშუა ზღვაში. მესამე პუნიკური ომის შედეგად ნახევარმილიონიანი ქალაქი კართაგენი მთლიანად განადგურდა, გადარჩენილი მოსახლეობა კი მონებად გაყიდეს. რომაელები გალობდნენ "Carthago delendam esse!" („კართაგენი უნდა განადგურდეს!“).სლაიდი #2

ადგილი, სადაც ქალაქი მდებარეობდა, მარილით იყო დაფარული. თანამედროვე ჰოლანდიას მარილს არავინ ასხამს, მაგრამ ეს სახელმწიფო აქტიურად ებრძვის გლობალურ ეკოლოგიურ პრობლემებს, მათ შორის წყალდიდობით გამოწვეულ პრობლემებს. (ინტერდისციპლინარული კავშირები)

პრობლემური კითხვა:

როგორ ფიქრობთ, არის თუ არა ეგორიევსკში ეკოლოგიური პრობლემები? რომელი?

(მიწის დაბინძურება, წყლის ობიექტების დაბინძურება, ატმოსფერო, ბევრი ნაგავი ქუჩებში და ა.შ.)

ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პრობლემააწყლის სისუფთავის პრობლემა. წყალი წყალმომარაგებაში შედის სატუმბი სადგურებიდან, რომლებიც მას ამაღლებენ დიდი სიღრმიდან, არტეზიული ჭებიდან. მაგრამ ოდესღაც სოფელ ვისოკოეში (რომლის ადგილზე წარმოიშვა ეგორიევსკი) წყლის წყარო იყო მდინარე გუსლიცა. სლაიდი #3

განვიხილოთ წყლის თანამედროვე ნიმუში მდინარე გუსლიცადან. შეაფასეთ ფერი, გამჭვირვალობა, სუნი, შეჩერებული ნაწილაკების არსებობა.

ანალიზის ყველა ეს მეთოდიაორგანოლეპტიკური.ახსენით კონცეფციის სახელი. (ანუ განხორციელებული ადამიანის გრძნობების დახმარებით).

კითხვა დასაფიქრებლად:მხოლოდ ორგანოლეპტიკური მეთოდების შედეგებზე დაყრდნობით შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ წყლის ნიმუშები ეკოლოგიურად სუფთაა?

(შეუძლებელია. წყალი შეიძლება შეიცავდეს ნაწილაკებს, რომლებსაც ჩვენ ვერ ვხედავთ - გარეგნულად უხილავი).

მივუახლოვდით პრობლემას : როგორ განვსაზღვროთ უხილავი ნაწილაკების არსებობა ხსნარში? (პრობლემის სწავლა)

II ეტაპი - პრობლემის გადაჭრა

სამიზნე ჩვენი დღევანდელი კვლევა: წყალხსნარების ხარისხობრივი ანალიზის ზოგიერთი მეთოდის შესწავლა (ანუ მათში სხვადასხვა ნაწილაკების შემცველობა). რა მეთოდების გამოყენება შეიძლება?

(შეგიძლიათ განახორციელოთ ქიმიური რეაქციები -ხარისხობრივი რეაქციებიადასტურებს ხსნარში გარკვეული ნაწილაკების არსებობას.)

და შეგიძლიათ გამოიყენოთ სპეციალური ნივთიერებები -ინდიკატორები.

კითხვა დასაფიქრებლად:თქვენ იცნობთ ბიოლოგიის, ფიზიკის და სხვა აკადემიური დისციპლინების კურსს. როგორ ფიქრობთ, რას ნიშნავს ტერმინი „ინდიკატორი“ ქიმიაში?

განმარტების დაფიქსირება სლაიდზე: სლაიდი ნომერი 4

ინდიკატორი არის ნივთიერება, რომელიც ცვლის ფერს ხსნარის საშუალების მიხედვით.

კითხვა დასაფიქრებლად:გესმით ყველაფერი ამ განმარტებაში?

(რა არის „ხსნარის საშუალება“? როგორია?) ესსაგანი დღევანდელი გაკვეთილი ჩაწერეთ თქვენს ბლოკნოტში:

« წყალხსნარი საშუალო ».

დიდი მეცნიერება - ლოგიკა!... და არაორგანული ნაერთების კლასების ცოდნა დაგეხმარება წყალხსნარების მედიის ტიპების ამოცნობაში.

მე ვთავაზობ პირველი ლოგიკური ჯაჭვის აშენებას შესაბამის კითხვებზე პასუხის გაცემით:

1. რომელ კლასს მიეკუთვნება ფორმულის მქონე ნივთიერებები: HCl, H 2SO4, HNO3, H2 S? (მჟავები) სლაიდი #5
2. რა კატიონები წარმოიქმნება ხსნარში ამ კლასის ნაერთების დისოციაციის დროს? (წყალბადის კათიონები)

დაფაზე დაწერეთ აზოტის მჟავის დისოციაციის განტოლება

HNO 3 → H + + NO 3 -

მინიშნება: ხსნარის საშუალების სახელწოდება ამ შემთხვევაში მომდინარეობს ნაერთების შესაბამისი კლასის სახელიდან (მჟავე გარემო).

1. შექმენით შემდეგი ლოგიკური ჯაჭვი ნაერთებისთვის, რომლებიც გამოხატულია ფორმულებით: NaOH, Ca(OH) 2, KOH, Ba(OH) 2 . (ბაზები, ტუტეები) სლაიდი #6

დაფაზე დაწერეთ ბარიუმის ჰიდროქსიდის სრული დისოციაციის განტოლება

Ba(OH) 2 → Ba 2+ + 2OH -

მინიშნება: დაიმახსოვრეთ ბაზების კლასიფიკაცია! წყალხსნარში ყველა ფუძე იონებად იშლება? საშუალების სახელწოდება მომდინარეობს ხსნადი ფუძეების სახელიდან. (ტუტე)

1. რა კლასს მიეკუთვნება შემდეგი ნივთიერებები: კალიუმის სულფატი, ბარიუმის ქლორიდი, კალციუმის ნიტრატი? (მარილები). სლაიდი ნომერი 7 K 2 SO 4 , BaCl 2 , Ca(NO 3) 2
2. როდესაც ეს ნაერთები იხსნება წყალში, წარმოიქმნება ნაწილაკები, რომლებიც ახასიათებს ხსნარის მჟავე ან ტუტე ბუნებას? (არ არის ჩამოყალიბებული)

დაფაზე დაწერეთ კალიუმის სულფატის დისოციაციის განტოლება

K 2 SO 4 → 2K + + SO 4 2-

მინიშნება: საშუალების სახელწოდება მომდინარეობს წყალბადის კათიონებისა და ჰიდროქსო ანიონების არარსებობისგან. (ნეიტრალური)

მოდით შევქმნათ სქემა გარემოს კლასიფიკაციისთვის დიაგრამა დაფაზე(თანამშრომლობის პედაგოგიკა)

წყალხსნართა გარემო

_______________ ________________

___________________

(ფიზიკური განათლება თვალებისთვის)

ამრიგად, ჩვენ გავარკვიეთ, რომ არსებობს სამი სახის წყალხსნარი (მჟავე, ნეიტრალური და ტუტე).

ინდიკატორები, რომლებზეც უკვე ვისაუბრეთ გაკვეთილის დასაწყისში, დაგვეხმარება გავზომოთ წყლის გარემოს მჟავიანობის დონე.

ინდიკატორები - ეს არის ნივთიერებები, რომლებიც ცვლის ფერს ხსნარის საშუალების მიხედვით.

ინდიკატორები განსხვავებულია. დღეს გაგაცნობთ სამ მთავარს:ლურჯი ლაკმუსი, მეთილის ფორთოხალი და ფენოლფთალეინი.

თითოეული მათგანი ფერს განსხვავებულად იცვლის ხსნარის საშუალების მიხედვით, ამიტომ ჩვენი ამოცანაა ავირჩიოთ ყველაზე ოპტიმალური ინდიკატორი თითოეული ხსნარისთვის.

სამუშაოდ, მოდით გავაკეთოთ ცხრილი: სლაიდი #9

		მეთილის ფორთოხალი	ფენოლფთალეინი
მჟავა ხსნარი
ტუტე ხსნარი
მარილის ხსნარი

დაასხით 2-3 მლ მარილმჟავას ხსნარი სამ სინჯარაში. თითოეულ მათგანს დაამატეთ ინდიკატორის 1 წვეთი (მეთილის ფორთოხალი No1 სინჯარაში, ფენოლფთალეინი No2 სინჯარაში, ლურჯი ლაკმუსი No3 სინჯარაში).

ჩაწერეთ დაფიქსირებული ცვლილებები თქვენს ნოუთბუქში.

ვარჯიში: გაითვალისწინეთ ინდიკატორის სახელწოდება, რომელიც ყველაზე მოსახერხებელია წყალხსნარის მჟავე გარემოს დასადგენად!

დაასხით 2-3 მლ ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი სამ სინჯარაში. თითოეულ მათგანს დაამატეთ ინდიკატორის 1 წვეთი (მეთილის ფორთოხალი No1 სინჯარაში, ფენოლფთალეინი No2 სინჯარაში, ლურჯი ლაკმუსი No3 სინჯარაში).

დააკვირდით ფერის შეცვლას. ჩაწერეთ დაფიქსირებული ცვლილებები ბლოკნოტში

ვარჯიში: მონიშნეთ იმ ინდიკატორის სახელი, რომელიც ყველაზე მოსახერხებელია წყალხსნარის ტუტე გარემოს დასადგენად!

ექსპერიმენტის შედეგების განხილვა. ცხრილის შევსება რვეულში (მოსწავლეები) და სლაიდზე (მასწავლებელი).(თანამშრომლობის პედაგოგიკა)

დასკვნების ფორმულირება:მჟავე გარემოში მეთილის ფორთოხლის ფერი ხდება წითელი, ლაკმუსი – წითელი, ფენოლფთალეინი ფერს არ იცვლის. ამიტომ, ხსნარის მჟავე გარემოს დასადგენად ყველაზე ოპტიმალური მაჩვენებელიამეთილის ფორთოხალი.

ტუტე გარემოში მეთილის ფორთოხლის ფერი ხდება ყვითელი, ლაკმუსი - ლურჯი, ფენოლფთალეინი - ჟოლოსფერი. ამიტომ, ტუტე გარემოს დასადგენად ყველაზე ოპტიმალური მაჩვენებელიაფენოლფთალეინი.

ახალი ცოდნით ხართ შეიარაღებული. შეგიძლიათ ახლა შეისწავლოთ წყლის ნიმუშის გარემო?

შეეცადეთ დაადგინოთ წყლის ნიმუშის გარემო ოპტიმალური ინდიკატორების გამოყენებით, მხოლოდ ამისთვის ჩაასხით მცირე რაოდენობით სატესტო წყალი სამ სუფთა სინჯარაში და თითოეულს დაამატეთ შესაბამისი მაჩვენებელი (ფენოლფთალეინი, მეთილის ფორთოხალი).

აკვირდებით თუ არა ხსნარებში ინდიკატორების ფერის მნიშვნელოვან ცვლილებებს? (არა).

რა ჰიპოთეზების წამოწევა შეგიძლიათ?

1. ხსნარის საშუალო არ არის ძლიერ მჟავე, ან არ არის ძლიერად ტუტე, ამიტომ ინდიკატორები ვერ აჩვენებენ განსხვავებას.
2. გარემო ნეიტრალურია, ამიტომ ინდიკატორების ფერი არ იცვლება.

მართლაც, ხსნარის საშუალების მახასიათებლების დიაპაზონი ძალიან ფართოა: ძლიერ მჟავედან ძლიერ ტუტემდე.

იგი გამოიხატება ერთეულებში 0-დან 14-მდე, რომელსაც ეწოდება pH მნიშვნელობა (p-ash) -pH მაჩვენებელი.(მოწინავე სწავლება)

წყალბადის მაჩვენებელიარის ხსნარში წყალბადის კათიონების შემცველობის დამახასიათებელი მნიშვნელობა. არსებობს ზუსტი უნივერსალური ინდიკატორები.სლაიდი #10

წინასწარი სწავლა. მეცნიერულად რომ ვთქვათ, pH არის ხსნარში წყალბადის იონების კონცენტრაციის უარყოფითი ათობითი ლოგარითმი. ჯერჯერობით ბევრი გაუგებარი სიტყვაა თქვენთვის, მაგრამ მე-11 კლასში ამ ღირებულების შესწავლას დავუბრუნდებით და უფრო დეტალურად განვიხილავთ იმ ცოდნის პოზიციიდან, რომელიც იმ დროისთვის გექნებათ.

დავალება რვეულში:

მიღებული ინფორმაციის გამოყენებით დაადგინეთ კავშირი pH მნიშვნელობასა და ხსნარის გარემოს შორის. ჩაწერეთ თქვენი დასკვნები ბლოკნოტში.

დასკვნები:

pH > 7-ზე, ხსნარის საშუალოტუტე

pH = 7-ზე, ხსნარის საშუალონეიტრალური

pH-ზე< 7 среда раствора მაწონი

pH მნიშვნელობის დასადგენად და ხსნარის საშუალების უფრო ზუსტად დასადგენად, არსებობს სხვადასხვა მეთოდი: მჟავა-ტუტოვანი ტიტრირება, ელექტრომოძრავი ძალის გაზომვა (EMF) ან უნივერსალური ინდიკატორის ქაღალდის გამოყენება.

ჩაყარეთ უნივერსალური ინდიკატორის ქაღალდი ჭიქაში წყლის ნიმუშში.

შეადარეთ მასზე მიღებული ფერი ფერად pH სკალასთან.

კითხვა დასაფიქრებლად: რა არის თქვენი ნიმუშის ხსნარის საშუალო?

დარწმუნდით, რომ მიუთითეთ საშუალების ტიპი სიძლიერის მიხედვით (სუსტი, ძლიერი).

პრობლემური კითხვა: აბა, ახლა შეგიძლიათ გააკეთოთ დასკვნა თქვენთვის გაცემული წყლის ნიმუშის ეკოლოგიურ მდგომარეობაზე?

(არა. რადგან ჩვენ არ ვიცით გარემოსდაცვითი სტანდარტები, არ ვიცით რას შევადაროთ ჩვენი ნიმუშები).

თქვენ შეგიძლიათ შეადაროთ გაცემული ნიმუშების მჟავიანობის დონე ზოგიერთი ხსნარის pH მნიშვნელობების პირობით შკალას.

სლაიდზე შედგენილია pH-ის სკალა სლაიდი #11

პრობლემური საკითხები:

1. როგორ ფიქრობთ, რომელი სითხეები არ არის რეკომენდებული კუჭის წყლულის მქონე ადამიანებისთვის? რატომ?

(ყველა სუსტად და ძლიერ მჟავე ხსნარს (ყავა, ლიმონი, ვაშლი, პომიდვრის წვენი, კოკა-კოლა) შეუძლია გამოიწვიოს პეპტიური წყლულის გამწვავება ჭარბი მჟავიანობის გამო).

1. როგორ ფიქრობთ, რა არის საერთო ამიაკს შორის, რომელსაც დიასახლისები უმატებენ წყალს ფანჯრების დასაბანად და საპონს, რომლითაც ხელებს ვიბანთ?

(როგორც საპნის ხსნარი, ასევე ამიაკი ტუტეა, რაც ხელს უწყობს ჭუჭყის მოცილებას.)სლაიდი #12

პრობლემური კითხვა:ხანდახან სახლში უნდა განვსაზღვროთ ხსნარის გარემო. და ხელთ არ არის უნივერსალური ინდიკატორის ქაღალდი. Რა უნდა ვქნა? (პრობლემის სწავლა)

ინფორმაცია: გამოდის, რომ ზოგიერთ ბოსტნეულს და ხილს აქვს ინდიკატორის უნარი. ისინი შეიცავენ pH-მგრძნობიარე პიგმენტს (ანტოციანინს).

ეს არის მუქი ლურჯი, მეწამული ფერის ნაყოფი: ჭარხალი, მაყვალი, შავი მოცხარი, ალუბალი, მუქი ყურძენი და წითელი კომბოსტოს ჩათვლით.

ინფორმაცია: სახლში შეგიძლიათ გააკეთოთ ინდიკატორის ფურცლები.

აიღეთ წითელი კომბოსტოს წვენი და გაჯერეთ ფილტრის ქაღალდის ფურცლები. ფოთლები უნდა გაშრეს. შემდეგ ფილტრის ქაღალდი დავჭრათ თხელ ზოლებად.ინდიკატორის ფურცლები მზად არის!წარმატებებს გისურვებთ თქვენს ექსპერიმენტებში! (ადამიანური-პირადი)

III ეტაპი. კვლევის დასკვნითი ეტაპი:

ჩვენ ვუახლოვდებით ჩვენი კვლევის დასასრულს. მანამდე თქვენ თქვით, რომ წყლის ნიმუშების მჟავიანობის შესახებ დასკვნის გასაკეთებლად უნდა გვქონდეს სასარგებლო ინფორმაცია მსოფლიოში და ჩვენს ქვეყანაში მოქმედი სანიტარიული და ჰიგიენური სტანდარტების შესახებ.

სასარგებლო ინფორმაცია: სასმელი წყლის ცენტრალიზებული სისტემების წყლის ხარისხის ჰიგიენური მოთხოვნების შესაბამისად (SanPiN 2.1.4.559-96), სასმელი წყალი უნდა იყოს უვნებელი ქიმიური შემადგენლობით და ჰქონდეს ხელსაყრელი ორგანოლეპტიკური თვისებები.

სასმელი წყლის pH ინდექსი უნდა შეესაბამებოდეს ნორმას 6-9 ერთეული, წყალსაცავებისთვის 6,5 - 8,5 მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ მჟავე გარემო განსაკუთრებით საზიანოა წყლის ბინადრებისთვის, ვიდრე ტუტე. წყლის მცენარეებში წყლის მჟავიანობის მატება, უპირველეს ყოვლისა, გავლენას ახდენს კალციუმის მეტაბოლიზმის დარღვევაზე და უჯრედული მემბრანების წარმოქმნაზე, მათ გაყოფაზე, აგრეთვე ფოტოსინთეზის რეაქციის მიმდინარეობაზე.

წყლის ობიექტებისა და სასმელი წყლისთვის ნიტრატების შემცველობა არ უნდა აღემატებოდეს 45 მგ/ლ, ფოსფატებს - 3,5 მგ/ლ. ნიტრატი და ფოსფატი - იონები ხელს უწყობენ მცენარეული წყლის ობიექტების ზედმეტ ზრდას, რაც იწვევს პლანქტონის ზრდას. ეს, თავის მხრივ, კვდება და შთანთქავს დიდი რაოდენობით ჟანგბადს, რაც წყალს ართმევს თვითგანწმენდის უნარს. ნიტრატები შეიძლება იყოს ტოქსიკური ადამიანებისთვის და წყლისთვის.

წყალში რკინის გაზრდილი შემცველობა იწვევს რკინის დეპონირებას ღვიძლში და საგრძნობლად აჭარბებს ალკოჰოლიზმს მავნებლობის მხრივ. რკინის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია წყალში არის 0,3 მგ/ლ. (ჯანმრთელობის დაზოგვის ტექნოლოგიები)

III. ანარეკლი საკითხები განსახილველად:

1. სწორია ტესტის წყლის pH მნიშვნელობა?
2. რომელ პრეპარატებშია ხსნარი მჟავე?
3. რომელ პრეპარატებშია ხსნარის გარემო ტუტე?
4. როგორ იცვლიან ინდიკატორები ფერს ასეთ გარემოში?

საკვანძო კითხვა:

როგორ ფიქრობთ, საკმარისია თუ არა აქამდე მიღებული ინფორმაცია წყლის ნიმუშების ხარისხის შესახებ, რათა საბოლოო დასკვნა გამოვიტანოთ მის გარემოსდაცვით ვარგისიანობასა და სისუფთავეზე? მასში).

დასკვნა: თქვენ უნდა შეისწავლოთ საგანი დიდი ხნის განმავლობაში და გულმოდგინედ, რათა გამოიტანოთ სრული და სწორი დასკვნები გამოკვლევიდან.

დ.ზ. პუნქტი 28, მაგ. №2,3 გვერდი 46

ლექცია: მარილის ჰიდროლიზი. წყალხსნარების გარემო: მჟავე, ნეიტრალური, ტუტე

მარილის ჰიდროლიზი

ჩვენ ვაგრძელებთ ქიმიური რეაქციების ნიმუშების შესწავლას. თემის შესწავლისას გაიგეთ, რომ წყალხსნარში ელექტროლიტური დისოციაციის დროს ნივთიერებების რეაქციაში მონაწილე ნაწილაკები წყალში იხსნება. ეს არის ჰიდროლიზი. მას ექვემდებარება სხვადასხვა არაორგანული და ორგანული ნივთიერებები, კერძოდ მარილები. მარილების ჰიდროლიზის პროცესის გააზრების გარეშე, თქვენ ვერ შეძლებთ ახსნათ ის ფენომენები, რომლებიც ხდება ცოცხალ ორგანიზმებში.

მარილის ჰიდროლიზის არსი მცირდება მარილის იონების (კათიონებისა და ანიონების) წყლის მოლეკულებთან ურთიერთქმედების გაცვლის პროცესში. შედეგად წარმოიქმნება სუსტი ელექტროლიტი - დაბალი დისოციაციური ნაერთი. თავისუფალი H + ან OH - იონების სიჭარბე ჩნდება წყალხსნარში. გახსოვდეთ, რომელი ელექტროლიტების დისოციაცია ქმნის H + იონებს და რომელი OH -. როგორც მიხვდით, პირველ შემთხვევაში საქმე გვაქვს მჟავასთან, რაც იმას ნიშნავს, რომ წყალხსნარი H + იონებით მჟავე იქნება. მეორე შემთხვევაში, ტუტე. თავად წყალში, საშუალო ნეიტრალურია, რადგან ის ოდნავ იშლება იგივე კონცენტრაციის H + და OH - იონებად.

გარემოს ბუნება შეიძლება განისაზღვროს ინდიკატორების გამოყენებით. ფენოლფთალეინი აღმოაჩენს ტუტე გარემოს და აფერადებს ხსნარს ჟოლოსფერად. ლაკმუსი მჟავით წითელდება, ტუტეთი კი ლურჯი. მეთილის ფორთოხალი - ნარინჯისფერი, ტუტე გარემოში ხდება ყვითელი, მჟავე გარემოში - ვარდისფერი. ჰიდროლიზის ტიპი დამოკიდებულია მარილის ტიპზე.

მარილის ტიპები

ასე რომ, ნებისმიერი მარილი არის მჟავისა და ფუძის ურთიერთქმედება, რომლებიც, როგორც გესმით, ძლიერი და სუსტია. ძლიერები არიან ისინი, ვისი დისოციაციის ხარისხიც α უახლოვდება 100%-ს. უნდა გვახსოვდეს, რომ გოგირდის (H 2 SO 3 ) და ფოსფორის (H 3 PO 4 ) მჟავას ხშირად მოიხსენიებენ როგორც საშუალო სიძლიერის მჟავებს. ჰიდროლიზის პრობლემების გადაჭრისას ეს მჟავები უნდა იყოს კლასიფიცირებული, როგორც სუსტი.

მჟავები:

ძლიერი: HCl; HBr; Hl; HNO3; HClO4; H2SO4. მათი მჟავა ნარჩენები არ ურთიერთქმედებს წყალთან.

სუსტი: HF; H2CO3; H2SiO3; H2S; HNO2; H2SO3; H3PO4; ორგანული მჟავები. და მათი მჟავე ნარჩენები ურთიერთქმედებენ წყალთან, იღებენ წყალბადის კათიონებს H + მისი მოლეკულებიდან.

მიზეზები:

ძლიერი: ხსნადი ლითონის ჰიდროქსიდები; Ca(OH) 2; Sr(OH) 2. მათი ლითონის კათიონები არ ურთიერთქმედებენ წყალთან.

სუსტი: უხსნადი ლითონის ჰიდროქსიდები; ამონიუმის ჰიდროქსიდი (NH 4 OH). და ლითონის კათიონები აქ წყალთან ურთიერთქმედებენ.

ამ მასალის საფუძველზე, განიხილეთმარილის ტიპები :

მარილები ძლიერი ფუძით და ძლიერი მჟავით.მაგალითად: Ba (NO 3) 2, KCl, Li 2 SO 4. მახასიათებლები: არ ურთიერთქმედებენ წყალთან, რაც ნიშნავს, რომ ისინი არ განიცდიან ჰიდროლიზს. ასეთი მარილების ხსნარებს აქვთ ნეიტრალური რეაქციის საშუალება.

მარილები ძლიერი ფუძით და სუსტი მჟავით.მაგალითად: NaF, K 2 CO 3, Li 2 S. მახასიათებლები: ამ მარილების მჟავა ნარჩენები ურთიერთქმედებს წყალთან, ხდება ანიონის ჰიდროლიზი. წყალხსნარის გარემო ტუტეა.

მარილები სუსტი ფუძეებით და ძლიერი მჟავებით.მაგალითად: Zn (NO 3) 2, Fe 2 (SO 4) 3, CuSO 4. მახასიათებლები: მხოლოდ ლითონის კათიონები ურთიერთქმედებენ წყალთან, ხდება კათიონის ჰიდროლიზი. ოთხშაბათი მჟავეა.

მარილები სუსტი ფუძით და სუსტი მჟავით.მაგალითად: CH 3 COONН 4, (NH 4) 2 CO 3 , HCOONН 4. მახასიათებლები: როგორც კატიონები, ასევე მჟავის ნარჩენების ანიონები ურთიერთქმედებენ წყალთან, ჰიდროლიზი ხდება კატიონისა და ანიონის მიერ.

კატიონზე ჰიდროლიზის და მჟავე გარემოს წარმოქმნის მაგალითი:

რკინის ქლორიდის ჰიდროლიზი FeCl 2

FeCl 2 + H 2 O ↔ Fe(OH)Cl + HCl(მოლეკულური განტოლება)

Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - ↔ FeOH + + 2Cl - + H+ (სრული იონური განტოლება)

Fe 2+ + H 2 O ↔ FeOH + + H + (შემოკლებული იონური განტოლება)

ანიონის ჰიდროლიზის მაგალითი და ტუტე გარემოს ფორმირება:

ნატრიუმის აცეტატის ჰიდროლიზი CH 3 COONa

CH 3 COONa + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NaOH(მოლეკულური განტოლება)

Na + + CH 3 COO - + H 2 O ↔ Na + + CH 3 COOH + OH- (სრული იონური განტოლება)

CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -(შემოკლებული იონური განტოლება)

თანაჰიდროლიზის მაგალითი:

• ალუმინის სულფიდის ჰიდროლიზი Al 2 S 3

Al 2 S 3 + 6H2O ↔ 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S

ამ შემთხვევაში ჩვენ ვხედავთ სრულ ჰიდროლიზს, რომელიც ხდება იმ შემთხვევაში, თუ მარილი წარმოიქმნება სუსტი უხსნადი ან აქროლადი ფუძისა და სუსტი უხსნადი ან აქროლადი მჟავით. ხსნადობის ცხრილში არის ტირეები ასეთ მარილებზე. თუ იონგაცვლის რეაქციის დროს წარმოიქმნება მარილი, რომელიც არ არსებობს წყალხსნარში, მაშინ საჭიროა ამ მარილის რეაქცია წყალთან დაწეროთ.

Მაგალითად:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 ↔ Fe 2 (CO 3) 3+ 6 NaCl

Fe 2 (CO 3) 3+ 6H 2 O ↔ 2Fe(OH) 3 + 3H 2 O + 3CO 2

ჩვენ ვამატებთ ამ ორ განტოლებას, შემდეგ რაც მეორდება მარცხენა და მარჯვენა ნაწილებში, ვამცირებთ:

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O ↔ 6NaCl + 2Fe(OH) 3 ↓ + 3CO 2

გამხსნელში ნივთიერებების ხსნარის რეაქცია შეიძლება იყოს სამი სახის: ნეიტრალური, მჟავე და ტუტე. რეაქცია დამოკიდებულია წყალბადის იონების კონცენტრაციაზე H + ხსნარში.

სუფთა წყალი ძალიან მცირე რაოდენობით იშლება H + იონებად და ჰიდროქსილის იონებად OH - .

pH მნიშვნელობა

pH არის მოსახერხებელი და ჩვეულებრივი გზა წყალბადის იონების კონცენტრაციის გამოხატვისთვის. სუფთა წყლისთვის H + კონცენტრაცია უდრის OH - კონცენტრაციას, ხოლო H + და OH - კონცენტრაციების პროდუქტი, გამოხატული გრამ-იონებში ლიტრზე, არის მუდმივი მნიშვნელობა ტოლი 1.10 -14.

ამ პროდუქტიდან შეგიძლიათ გამოთვალოთ წყალბადის იონების კონცენტრაცია: =√1.10 -14 =10 -7 /გ-იონი/ლ/.

ეს წონასწორობა /"ნეიტრალური"/ მდგომარეობა ჩვეულებრივ აღინიშნება pH 7/p - კონცენტრაციის უარყოფითი ლოგარითმი, H - წყალბადის იონები, 7 - საპირისპირო ნიშნის მაჩვენებლით/.

7-ზე მეტი pH-ის მქონე ხსნარი ტუტეა, ის შეიცავს ნაკლებ H + იონებს ვიდრე OH - ; ხსნარი, რომლის pH 7-ზე ნაკლებია, მჟავეა, მასში მეტი H + იონია, ვიდრე OH - .

პრაქტიკაში გამოყენებულ სითხეებს აქვთ წყალბადის იონების კონცენტრაცია, რომელიც ჩვეულებრივ იცვლება pH-ის ფარგლებში 0-დან 1-მდე.

ინდიკატორები

ინდიკატორები არის ნივთიერებები, რომლებიც ცვლიან ფერს ხსნარში წყალბადის იონების კონცენტრაციის მიხედვით. ინდიკატორების დახმარებით განსაზღვრავს გარემოს რეაქციას. ყველაზე ცნობილი ინდიკატორებია ბრომბენზოლი, ბრომოთიმოლი, ფენოლფთალეინი, მეთილის ფორთოხალი და ა.შ. თითოეული ინდიკატორი მოქმედებს pH-ის გარკვეულ დიაპაზონში. მაგალითად, ბრომთიმოლი იცვლება ყვითელიდან pH 6.2-ზე ლურჯამდე pH 7.6-ზე; ნეიტრალური წითელი მაჩვენებელი - წითელიდან pH 6.8-მდე ყვითელამდე pH 8-ზე; ბრომბენზოლი - ყვითელი ჯარი pH 4.0 ლურჯამდე pH 5.6-ზე; ფენოლფთალეინი - უფეროდან pH 8.2-დან მეწამულამდე pH 10.0-ზე და ა.შ.

არცერთი ინდიკატორი არ მუშაობს მთელი pH-ის მასშტაბით 0-დან 14-მდე. თუმცა აღდგენის პრაქტიკაში არ არის აუცილებელი მჟავების ან ტუტეების მაღალი კონცენტრაციის დადგენა. ყველაზე ხშირად არის 1 - 1,5 pH ერთეულის გადახრები ნეიტრალიდან ორივე მიმართულებით.

აღდგენის პრაქტიკაში გარემოს რეაქციის დასადგენად გამოიყენება სხვადასხვა ინდიკატორის ნაზავი, შერჩეული ისე, რომ აღნიშნული იყოს ნეიტრალიტეტიდან ოდნავი გადახრები. ამ ნარევს „უნივერსალურ ინდიკატორს“ უწოდებენ.

უნივერსალური მაჩვენებელი არის გამჭვირვალე ფორთოხლის სითხე. საშუალების ტუტეობის მიმართ უმნიშვნელო ცვლილებით, ინდიკატორის ხსნარი იძენს მომწვანო ელფერს, ტუტეობის მატებით - ცისფერი. რაც უფრო დიდია ტესტის სითხის ტუტე, მით უფრო ინტენსიური ხდება ლურჯი ფერი.

გარემოს მცირედი ცვლილებით მჟავიანობისკენ უნივერსალური ინდიკატორის ხსნარი ხდება ვარდისფერი, მჟავიანობის მატებით - წითელი /კარმინის ან ჭრელი ელფერი/.

ნახატებში გარემოს რეაქციის ცვლილებები ხდება ობის მიერ მათი დაზიანების შედეგად; ხშირად ხდება ცვლილებები იმ ადგილებში, სადაც ეტიკეტები ტუტე წებოთია გაკრული /კაზეინი, ოფისი და ა.შ./.

ანალიზისთვის, უნივერსალური ინდიკატორის გარდა, უნდა გქონდეთ გამოხდილი წყალი, სუფთა თეთრი ფილტრის ქაღალდი და მინის ღერო.

ანალიზის პროგრესი

ფილტრის ქაღალდზე წაისვით გამოხდილი წყლის წვეთი და ნებადართულია გაჟღენთილი. მეორე წვეთი გამოიყენება ამ წვეთთან და გამოიყენება ტესტის ზონაში. უკეთესი კონტაქტისთვის, ქაღალდი მეორე წვეთით თავზე იხეხება მინის თაროზე. შემდეგ, უნივერსალური ინდიკატორის წვეთი გამოიყენება ფილტრის ქაღალდზე წყლის წვეთების ადგილებში. წყლის პირველი წვეთი ემსახურება საკონტროლო ფუნქციას, რომლის ფერთან შედარებულია ტესტის ადგილიდან ხსნარში დასველებული წვეთი. ფერის შეუსაბამობა საკონტროლო წვეთთან მიუთითებს ცვლილებაზე - საშუალების ნეიტრალიდან გადახრაზე.

ტუტე გარემოს ნეიტრალიზაცია

დამუშავებულ ადგილს ატენიანებენ ძმარმჟავას ან ლიმონმჟავას 2%-იანი წყალხსნარით. ამისთვის პინცეტს შემოახვიეთ მცირე რაოდენობით ბამბა, დაასველეთ მჟავა ხსნარში, გაწურეთ და წაისვით მითითებულ ადგილზე.

რეაქცია აუცილებლად შეამოწმეთუნივერსალური მაჩვენებელი!

პროცესი გრძელდება მანამ, სანამ მთლიანად არ განეიტრალება.

ერთი კვირის შემდეგ, გარემოს შემოწმება უნდა განმეორდეს.

მჟავა ნეიტრალიზაცია

დასამუშავებელი ადგილი ტენიანდება ამონიუმის ჰიდროქსიდის /ამიაკის/ 2%-იანი წყალხსნარით. განეიტრალების განხორციელების პროცედურა იგივეა, რაც ტუტე გარემოს შემთხვევაში.

მედია შემოწმება უნდა განმეორდეს ერთი კვირის შემდეგ.

გაფრთხილება:ნეიტრალიზაციის პროცესი დიდ სიფრთხილეს მოითხოვს, რადგან ზედმეტმა დამუშავებამ შეიძლება გამოიწვიოს დამუშავებული უბნის ჭარბი მჟავიანობა ან ტუტე. გარდა ამისა, ხსნარებში წყალმა შეიძლება გამოიწვიოს ტილოს შეკუმშვა.

ჰიდროლიზი არის ნივთიერებების წყალთან ურთიერთქმედება, რის შედეგადაც იცვლება ხსნარის გარემო.

სუსტი ელექტროლიტების კათიონებსა და ანიონებს შეუძლიათ წყალთან ურთიერთქმედება და შექმნან სტაბილური დაბალი დისოციაციის ნაერთები ან იონები, რის შედეგადაც იცვლება ხსნარი. წყლის ფორმულები ჰიდროლიზის განტოლებებში ჩვეულებრივ იწერება როგორც H-OH. წყალთან ურთიერთქმედებისას სუსტი ფუძის კათიონები აშორებენ წყალს ჰიდროქსილის იონს და ხსნარში წარმოიქმნება ჭარბი H +. ხსნარი ხდება მჟავე. სუსტი მჟავების ანიონები იზიდავს H + წყლიდან და გარემოს რეაქცია ხდება ტუტე.

არაორგანულ ქიმიაში ყველაზე ხშირად მარილების ჰიდროლიზს უწევს საქმე, ე.ი. მარილის იონების გაცვლითი ურთიერთქმედებით წყლის მოლეკულებთან მათი დაშლის პროცესში. ჰიდროლიზის 4 ვარიანტი არსებობს.

1. მარილს წარმოქმნის ძლიერი ფუძე და ძლიერი მჟავა.

ასეთი მარილი პრაქტიკულად არ ექვემდებარება ჰიდროლიზს. ამავდროულად, მარილის იონების თანდასწრებით წყლის დისოციაციის წონასწორობა თითქმის არ არის დარღვეული, ამიტომ pH = 7, საშუალო ნეიტრალურია.

Na + + H 2 O Cl - + H 2 O

2. თუ მარილი წარმოიქმნება ძლიერი ფუძის კათიონისა და სუსტი მჟავის ანიონის მიერ, მაშინ ანიონზე ხდება ჰიდროლიზი.

Na 2 CO 3 + HOH \(\მარცხენა მარჯვენა ისარი\) NaHCO 3 + NaOH

ვინაიდან OH - იონები გროვდება ხსნარში, გარემო ტუტეა, pH> 7.

3. თუ მარილი წარმოიქმნება სუსტი ფუძის კათიონით და ძლიერი მჟავის ანიონით, მაშინ ჰიდროლიზი მიმდინარეობს კატიონის გასწვრივ.

Cu 2+ + HOH \(\მარცხენა მარჯვენა ისარი\) CuOH + + H +

СuCl 2 + HOH \(\მარცხენა მარჯვენა ისარი\) CuOHCl + HCl

ვინაიდან H + იონები გროვდება ხსნარში, გარემო არის მჟავე, pH<7.

4. სუსტი ფუძის კათიონისა და სუსტი მჟავას ანიონის მიერ წარმოქმნილი მარილი ჰიდროლიზს განიცდის როგორც კატიონში, ასევე ანიონში.

CH 3 COONH 4 + HOH \(\მარცხენა მარჯვენა ისარი\) NH 4 OH + CH 3 COOH

CH 3 COO - + + HOH \(\მარცხენა მარჯვენა ისარი\) NH 4 OH + CH 3 COOH

ასეთი მარილების ხსნარებს აქვთ ან ოდნავ მჟავე ან ოდნავ ტუტე გარემო, ე.ი. pH მნიშვნელობა უახლოვდება 7-ს. გარემოს რეაქცია დამოკიდებულია მჟავა და ფუძე დისოციაციის მუდმივთა თანაფარდობაზე. ძალიან სუსტი მჟავებითა და ფუძეებით წარმოქმნილი მარილების ჰიდროლიზი პრაქტიკულად შეუქცევადია. ეს არის ძირითადად ალუმინის, ქრომის და რკინის სულფიდები და კარბონატები.

Al 2 S 3 + 3HOH \(\მარცხენა მარჯვენა ისარი\) 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

მარილის ხსნარის გარემოს განსაზღვრისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული, რომ ხსნარის გარემო განისაზღვრება ძლიერი კომპონენტით. თუ მარილი წარმოიქმნება მჟავით, რომელიც არის ძლიერი ელექტროლიტი, მაშინ ხსნარის გარემო მჟავეა. თუ ბაზა ძლიერი ელექტროლიტია, მაშინ ის ტუტეა.

მაგალითი.ხსნარს აქვს ტუტე გარემო

1) Pb(NO 3) 2; 2) Na 2 CO 3; 3) NaCl; 4) NaNO 3

1) Pb (NO 3) 2 ტყვიის (II) ნიტრატი. მარილი სუსტი ფუძისგან შედგება და ძლიერი მჟავა, ნიშნავს ხსნარს მაწონი.

2) Na 2 CO 3 ნატრიუმის კარბონატი. ჩამოყალიბდა მარილი ძლიერი ბაზადა სუსტი მჟავა, შემდეგ ხსნარი საშუალო ტუტე.

3) NaCl; 4) NaNO 3 მარილები წარმოიქმნება ძლიერი ფუძე NaOH და ძლიერი მჟავები HCl და HNO 3. ხსნარის გარემო ნეიტრალურია.

Სწორი პასუხი 2) Na2CO3

მარილის ხსნარებში ჩაყარეს ინდიკატორის ქაღალდი. NaCl და NaNO 3 ხსნარებში მას ფერი არ შეუცვლია, რაც ნიშნავს ხსნარს ნეიტრალური. ხსნარში Pb (NO 3) 2 გახდა წითელი, ხსნარი საშუალო მაწონი. Na 2 CO 3 ხსნარში ცისფერი გახდა, ხსნარი საშუალო ტუტე.

მარილის ჰიდროლიზი. წყალხსნარების გარემო: მჟავე, ნეიტრალური, ტუტე

ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის თანახმად, წყალხსნარში ხსნადი ნაწილაკები ურთიერთქმედებენ წყლის მოლეკულებთან. ასეთმა ურთიერთქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს ჰიდროლიზის რეაქცია (ბერძნულიდან. ჰიდრო- წყალი, ლიზისიდაშლა, დაშლა).

ჰიდროლიზი არის წყლის მიერ ნივთიერების მეტაბოლური დაშლის რეაქცია.

ჰიდროლიზს განიცდის სხვადასხვა ნივთიერებები: არაორგანული - მარილები, ლითონების კარბიდები და ჰიდრიდები, არამეტალის ჰალოიდები; ორგანული - ჰალოალკანები, ეთერები და ცხიმები, ნახშირწყლები, ცილები, პოლინუკლეოტიდები.

მარილების წყალხსნარებს აქვთ სხვადასხვა pH მნიშვნელობა და სხვადასხვა ტიპის მედია - მჟავე ($pH 7$), ნეიტრალური ($pH = 7$). ეს გამოწვეულია იმით, რომ წყალხსნარებში მარილები შეიძლება გაიარონ ჰიდროლიზი.

ჰიდროლიზის არსი მცირდება მარილის კათიონების ან ანიონების გაცვლის ქიმიურ ურთიერთქმედებაში წყლის მოლეკულებთან. ამ ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება დაბალი დისოციაციური ნაერთი (სუსტი ელექტროლიტი). მარილის წყალხსნარში კი ჩნდება თავისუფალი $H^(+)$ ან $OH^(-)$ იონების ჭარბი რაოდენობა და მარილის ხსნარი ხდება შესაბამისად მჟავე ან ტუტე.

მარილის კლასიფიკაცია

ნებისმიერი მარილი შეიძლება მივიჩნიოთ, როგორც ფუძის მჟავასთან ურთიერთქმედების პროდუქტი. მაგალითად, მარილი $KClO$ წარმოიქმნება ძლიერი ფუძე $KOH$ და სუსტი მჟავა $HClO$.

ფუძისა და მჟავის სიძლიერიდან გამომდინარე, შეიძლება განვასხვავოთ მარილების ოთხი ტიპი.

განვიხილოთ სხვადასხვა ტიპის მარილების ქცევა ხსნარში.

1. მარილები წარმოიქმნება ძლიერი ფუძით და სუსტი მჟავით.

მაგალითად, კალიუმის ციანიდის მარილი $KCN$ წარმოიქმნება ძლიერი ფუძე $KOH$ და სუსტი მჟავა $HCN$:

$(KOH)↙(\ტექსტი"ძლიერი მონომჟავა ფუძე")←KCN→(HCN)↙(\ტექსტი"სუსტი მონომჟავა მჟავა")$

1) წყლის მოლეკულების მცირე შექცევადი დისოციაცია (ძალიან სუსტი ამფოტერული ელექტროლიტი), რომელიც შეიძლება დაიწეროს გამარტივებული გზით განტოლების გამოყენებით

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-);$

$KCN=K^(+)+CN^(-)$

ამ პროცესების დროს წარმოქმნილი $H^(+)$ და $CN^(-)$ იონები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და უერთდებიან სუსტ ელექტროლიტის მოლეკულებს - ჰიდროციანმჟავას $HCN$, ხოლო ჰიდროქსიდი - $OH^(-)$. იონი რჩება ხსნარში, რითაც ხდება ტუტე. ჰიდროლიზი ხდება $CN^(-)$ ანიონზე.

ჩვენ ვწერთ მიმდინარე პროცესის (ჰიდროლიზის) სრულ იონურ განტოლებას:

$K^(+)+CN^(-)+H_2O(⇄)↖(←)HCN+K^(+)+OH^(-).$

ეს პროცესი შექცევადია და ქიმიური წონასწორობა გადადის მარცხნივ (საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნის მიმართულებით), რადგან წყალი გაცილებით სუსტი ელექტროლიტია ვიდრე ჰიდროციანმჟავა $HCN$.

$CN^(-)+H_2O⇄HCN+OH^(-).$

განტოლება აჩვენებს, რომ:

ა) ხსნარში არის თავისუფალი ჰიდროქსიდის იონები $OH^(-)$ და მათი კონცენტრაცია უფრო მეტია ვიდრე სუფთა წყალში, ამიტომ მარილის ხსნარს $KCN$ აქვს ტუტე გარემო($pH > 7$);

ბ) $CN^(-)$ იონები მონაწილეობენ წყალთან რეაქციაში, ამ შემთხვევაში ამბობენ, რომ არსებობს ანიონის ჰიდროლიზი. ანიონების სხვა მაგალითები, რომლებიც რეაგირებენ წყალთან არის:

განვიხილოთ ნატრიუმის კარბონატის $Na_2CO_3$ ჰიდროლიზი.

$(NaOH)↙(\ტექსტი"ძლიერი მონომჟავა ფუძე")←Na_2CO_3→(H_2CO_3)↙(\ტექსტი"სუსტი ორბაზის მჟავა")$

მარილი ჰიდროლიზდება $CO_3^(2-)$ ანიონზე.

$2Na^(+)+CO_3^(2-)+H_2O(⇄)↖(←)HCO_3^(-)+2Na^(+)+OH^(-).$

$CO_2^(2-)+H_2O⇄HCO_3^(-)+OH^(-).$

ჰიდროლიზის პროდუქტები - მჟავა მარილი$NaHCO_3$ და ნატრიუმის ჰიდროქსიდი $NaOH$.

ნატრიუმის კარბონატის წყალხსნარის გარემო ტუტეა ($pH > 7$), რადგან ხსნარში იზრდება $OH^(-)$ იონების კონცენტრაცია. მჟავა მარილი $NaHCO_3$ ასევე შეიძლება გაიაროს ჰიდროლიზი, რომელიც მიმდინარეობს ძალიან მცირე ზომით და შეიძლება უგულებელყო.

შევაჯამოთ ის, რაც ისწავლეთ ანიონის ჰიდროლიზის შესახებ:

ა) მარილის ანიონზე, როგორც წესი, ისინი ჰიდროლიზდებიან შექცევადად;

ბ) ქიმიური წონასწორობა ასეთ რეაქციებში ძლიერად არის გადატანილი მარცხნივ;

გ) გარემოს რეაქცია მსგავსი მარილების ხსნარებში ტუტეა ($рН > 7$);

დ) სუსტი მრავალფუძიანი მჟავებით წარმოქმნილი მარილების ჰიდროლიზის დროს მიიღება მჟავე მარილები.

2. მარილები წარმოიქმნება ძლიერი მჟავისა და სუსტი ფუძისგან.

განვიხილოთ ამონიუმის ქლორიდის $NH_4Cl$ ჰიდროლიზი.

$(NH_3 H_2O)↙(\ტექსტი"სუსტი მონომჟავა ფუძე")←NH_4Cl→(HCl)↙(\ტექსტი"ძლიერი მონომჟავა")$

მარილის წყალხსნარში ორი პროცესი მიმდინარეობს:

1) წყლის მოლეკულების მცირე შექცევადი დისოციაცია (ძალიან სუსტი ამფოტერული ელექტროლიტი), რომელიც შეიძლება დაიწეროს გამარტივებული გზით განტოლების გამოყენებით:

$H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+OH^(-)$

2) მარილის სრული დისოციაცია (ძლიერი ელექტროლიტი):

$NH_4Cl=NH_4^(+)+Cl^(-)$

შედეგად მიღებული $OH^(-)$ და $NH_4^(+)$ იონები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და მიიღებენ $NH_3 H_2O$ (სუსტი ელექტროლიტი), ხოლო $H^(+)$ იონები რჩება ხსნარში, რაც იწვევს მისი მჟავე გარემოს უმეტესი ნაწილი.

სრული იონური ჰიდროლიზის განტოლება:

$NH_4^(+)+Cl^(-)+H_2O(⇄)↖(←)H^(+)+Cl^(-)NH_3 H_2O$

პროცესი შექცევადია, ქიმიური წონასწორობა გადადის საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნისკენ, რადგან წყალი $Н_2О$ გაცილებით სუსტი ელექტროლიტია, ვიდრე ამიაკის ჰიდრატი $NH_3·H_2O$.

იონური ჰიდროლიზის შემოკლებული განტოლება:

$NH_4^(+)+H_2O⇄H^(+)+NH_3 H_2O.$

განტოლება აჩვენებს, რომ:

ა) ხსნარში არის წყალბადის თავისუფალი იონები $H^(+)$ და მათი კონცენტრაცია უფრო მეტია ვიდრე სუფთა წყალში, ამიტომ მარილის ხსნარს აქვს მჟავე გარემო($ pH

ბ) წყალთან რეაქციაში მონაწილეობენ ამონიუმის კათიონები $NH_4^(+)$; ამ შემთხვევაში ამბობენ, რომ მოდის კათიონის ჰიდროლიზი.

მრავალდამუხტულ კატიონებს შეუძლიათ მონაწილეობა მიიღონ წყალთან რეაქციაში: ორგასროლით$M^(2+)$ (მაგალითად, $Ni^(2+), Cu^(2+), Zn^(2+)…$), გარდა ტუტე მიწის ლითონის კატიონებისა, სამ გასროლით$M^(3+)$ (მაგალითად, $Fe^(3+), Al^(3+), Cr^(3+)…$).

განვიხილოთ ნიკელის ნიტრატის $Ni(NO_3)_2$ ჰიდროლიზი.

$(Ni(OH)_2)↙(\ტექსტი"სუსტი ორმჟავას ფუძე")←Ni(NO_3)_2→(HNO_3)↙(\ტექსტი"ძლიერი მონობაზური მჟავა")$

მარილი ჰიდროლიზდება $Ni^(2+)$ კატიონზე.

სრული იონური ჰიდროლიზის განტოლება:

$Ni^(2+)+2NO_3^(-)+H_2O(⇄)↖(←)NiOH^(+)+2NO_3^(-)+H^(+)$

იონური ჰიდროლიზის შემოკლებული განტოლება:

$Ni^(2+)+H_2O⇄NiOH^(+)+H^(+).$

ჰიდროლიზის პროდუქტები - ძირითადი მარილი$NiOHNO_3$ და აზოტის მჟავა $HNO_3$.

ნიკელის ნიტრატის წყალხსნარის გარემო მჟავეა ($ pH

$NiOHNO_3$ მარილის ჰიდროლიზი გაცილებით ნაკლები ხარისხით მიმდინარეობს და შეიძლება უგულებელყო.

შევაჯამოთ ის, რაც ისწავლეთ კათიონების ჰიდროლიზის შესახებ:

ა) მარილის კატიონით, როგორც წესი, ჰიდროლიზდება შექცევადად;

ბ) რეაქციების ქიმიური წონასწორობა ძლიერად არის გადატანილი მარცხნივ;

გ) გარემოს რეაქცია ასეთი მარილების ხსნარებში არის მჟავე ($ pH

დ) სუსტი პოლიმჟავური ფუძეებით წარმოქმნილი მარილების ჰიდროლიზის დროს მიიღება ძირითადი მარილები.

3. მარილები წარმოიქმნება სუსტი ფუძისა და სუსტი მჟავისგან.

აშკარად უკვე გასაგებია, რომ ასეთი მარილები ჰიდროლიზს განიცდიან როგორც კატიონში, ასევე ანიონში.

სუსტი ფუძის კატიონი აკავშირებს $OH^(-)$ იონებს წყლის მოლეკულებიდან და წარმოიქმნება სუსტი ბაზა; სუსტი მჟავის ანიონი აკავშირებს $H^(+)$ იონებს წყლის მოლეკულებიდან და წარმოქმნის სუსტი მჟავა. ამ მარილების ხსნარების რეაქცია შეიძლება იყოს ნეიტრალური, ოდნავ მჟავე ან ოდნავ ტუტე. ეს დამოკიდებულია ორი სუსტი ელექტროლიტის - მჟავისა და ფუძის დისოციაციის მუდმივებზე, რომლებიც წარმოიქმნება ჰიდროლიზის შედეგად.

მაგალითად, განვიხილოთ ორი მარილის ჰიდროლიზი: ამონიუმის აცეტატი $NH_4(CH_3COO)$ და ამონიუმის ფორმატი $NH_4(HCOO)$:

1) $(NH_3 H_2O)↙(\ტექსტი"სუსტი მონომჟავა ფუძე")←NH_4(CH_3COO)→(CH_3COOH)↙(\ტექსტი"ძლიერი მონომჟავა მჟავა");$

2) $(NH_3 H_2O)↙(\ტექსტი"სუსტი მონომჟავა ფუძე")←NH_4(HCOO)→(HCOOH)↙(\ტექსტი"სუსტი მონომჟავა მჟავა").$

ამ მარილების წყალხსნარებში სუსტი ფუძე კათიონები $NH_4^(+)$ ურთიერთქმედებენ ჰიდროქსიდის იონებთან $OH^(-)$ (შეგახსენებთ, რომ წყალი ანაწილებს $H_2O⇄H^(+)+OH^(-)$), და ანიონები სუსტი მჟავები $CH_3COO^(-)$ და $HCOO^(-)$ ურთიერთქმედებენ $Н^(+)$ კატიონებთან, რათა წარმოქმნან სუსტი მჟავების მოლეკულები - ძმარმჟავა $CH_3COOH$ და ფორმული $HCOOH$.

მოდით დავწეროთ ჰიდროლიზის იონური განტოლებები:

1) $CH_3COO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄CH_3COOH+NH_3 H_2O;$

2) $HCOO^(-)+NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3 H_2O+HCOOH.$

ამ შემთხვევებში ჰიდროლიზი ასევე შექცევადია, მაგრამ წონასწორობა გადადის ჰიდროლიზის პროდუქტების - ორი სუსტი ელექტროლიტის წარმოქმნისკენ.

პირველ შემთხვევაში ხსნარი ნეიტრალურია ($рН = 7$), რადგან $K_D(CH_3COOH)=K+D(NH_3 H_2O)=1.8 10^(-5)$. მეორე შემთხვევაში, ხსნარის გარემო სუსტად მჟავეა ($pH

როგორც უკვე შენიშნეთ, მარილების უმეტესობის ჰიდროლიზი შექცევადი პროცესია. ქიმიური წონასწორობის მდგომარეობაში მარილის მხოლოდ ნაწილი ჰიდროლიზდება. თუმცა ზოგიერთი მარილი მთლიანად იშლება წყლით, ე.ი. მათი ჰიდროლიზი შეუქცევადი პროცესია.

ცხრილში „მჟავების, ფუძეების და მარილების ხსნადობა წყალში“ ნახავთ შენიშვნას: „იხრწნება წყლის გარემოში“ - ეს ნიშნავს, რომ ასეთი მარილები განიცდიან შეუქცევად ჰიდროლიზს. მაგალითად, ალუმინის სულფიდი $Al_2S_3$ წყალში განიცდის შეუქცევად ჰიდროლიზს, ვინაიდან $H^(+)$ იონები, რომლებიც ჩნდება კატიონში ჰიდროლიზის დროს, შეკრულია $OH^(-)$ იონებით, რომლებიც წარმოიქმნება ანიონში ჰიდროლიზის დროს. ეს აძლიერებს ჰიდროლიზს და იწვევს უხსნადი ალუმინის ჰიდროქსიდის და წყალბადის სულფიდის გაზის წარმოქმნას:

$Al_2S_3+6H_2O=2Al(OH)_3↓+3H_2S$

ამიტომ, ალუმინის სულფიდი $Al_2S_3$ ვერ მიიღება გაცვლითი რეაქციით ორი მარილის წყალხსნარებს შორის, მაგალითად, ალუმინის ქლორიდი $AlCl_3$ და ნატრიუმის სულფიდი $Na_2S$.

ასევე შესაძლებელია შეუქცევადი ჰიდროლიზის სხვა შემთხვევებიც, მათი პროგნოზირება რთული არ არის, რადგან პროცესის შეუქცევადობისთვის აუცილებელია, რომ ჰიდროლიზის ერთ-ერთმა პროდუქტმა მაინც დატოვოს რეაქციის სფერო.

შევაჯამოთ ის, რაც გაიგეთ როგორც კათიონის, ასევე ანიონის ჰიდროლიზის შესახებ:

ა) თუ მარილები ჰიდროლიზდება როგორც კათიონებით, ასევე ანიონებით შექცევადად, მაშინ ჰიდროლიზის რეაქციებში ქიმიური წონასწორობა გადაინაცვლებს მარჯვნივ;

ბ) გარემოს რეაქცია არის ნეიტრალური, ან ოდნავ მჟავე, ან ოდნავ ტუტე, რაც დამოკიდებულია წარმოქმნილი ფუძისა და მჟავის დისოციაციის მუდმივთა თანაფარდობაზე;

გ) მარილების ჰიდროლიზება შესაძლებელია როგორც კათიონის, ისე ანიონის მიერ შეუქცევადად, თუ ჰიდროლიზის პროდუქტიდან ერთი მაინც ტოვებს რეაქციის სფეროს.

4. ძლიერი ფუძით და ძლიერი მჟავით წარმოქმნილი მარილები არ განიცდიან ჰიდროლიზს.

აშკარად შენ თვითონ მიხვედი ამ დასკვნამდე.

განვიხილოთ $KCl$-ის ქცევა კალიუმის ქლორიდის ხსნარში.

$(KOH)↙(\ტექსტი"ძლიერი მონომჟავა ფუძე")←KCl→(HCl)↙(\ტექსტი"ძლიერი მონომჟავა მჟავა").$

წყალხსნარში მარილი იშლება იონებად ($KCl=K^(+)+Cl^(-)$), მაგრამ წყალთან ურთიერთქმედებისას სუსტი ელექტროლიტი ვერ წარმოიქმნება. ხსნარი ნეიტრალურია ($рН=7$), რადგან $H^(+)$ და $OH^(-)$ იონების კონცენტრაციები ხსნარში თანაბარია, როგორც სუფთა წყალში.

ასეთი მარილების სხვა მაგალითები შეიძლება იყოს ტუტე ლითონების ჰალოიდები, ნიტრატები, პერქლორატები, სულფატები, ქრომატები და დიქრომატები, ტუტე მიწის ლითონების ჰალოიდები (გარდა ფტორისა), ნიტრატები და პექლორატები.

ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ შექცევადი ჰიდროლიზის რეაქცია მთლიანად ექვემდებარება ლე შატელიეს პრინციპს. Ისე მარილის ჰიდროლიზი შეიძლება გაძლიერდეს(და თუნდაც შეუქცევადს) შემდეგი გზებით:

ა) დაამატეთ წყალი (შეამცირეთ კონცენტრაცია);

ბ) გაათბეთ ხსნარი, რითაც იზრდება წყლის ენდოთერმული დისოციაცია:

$H_2O⇄H^(+)+OH^(-)-57$ kJ,

რაც ნიშნავს, რომ მარილის ჰიდროლიზისათვის საჭირო $H^(+)$ და $OH^(-)$-ის რაოდენობა იზრდება;

გ) ჰიდროლიზის ერთ-ერთი პროდუქტი შეაერთოს ნაკლებად ხსნად ნაერთში ან ამოიღოს ერთ-ერთი პროდუქტი გაზის ფაზაში; მაგალითად, ამონიუმის ციანიდის $NH_4CN$ ჰიდროლიზი მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდება ამიაკის ჰიდრატის დაშლით ამიაკის $NH_3$ და წყლის $H_2O$-ის წარმოქმნით:

$NH_4^(+)+CN^(-)+H_2O⇄NH_3 H_2O+HCN.$

$NH_3()↖(⇄)H_2$

მარილის ჰიდროლიზი

ლეგენდა:

ჰიდროლიზის ჩახშობა შეიძლება (მნიშვნელოვნად შემცირდეს ჰიდროლიზის დროს მყოფი მარილის რაოდენობა) შემდეგნაირად:

ა) გამხსნელის კონცენტრაციის გაზრდა;

ბ) ხსნარის გაგრილება (ჰიდროლიზის შესასუსტებლად მარილის ხსნარები უნდა ინახებოდეს კონცენტრირებულ და დაბალ ტემპერატურაზე);

გ) ხსნარში შეიყვანოთ ჰიდროლიზის ერთ-ერთი პროდუქტი; მაგალითად, ამჟავებენ ხსნარს, თუ მისი გარემო მჟავეა ჰიდროლიზის შედეგად, ან ტუტე თუ ის ტუტეა.

ჰიდროლიზის მნიშვნელობა

მარილის ჰიდროლიზს აქვს როგორც პრაქტიკული, ასევე ბიოლოგიური მნიშვნელობა. უძველესი დროიდან ნაცარი გამოიყენებოდა როგორც სარეცხი საშუალება. ნაცარი შეიცავს კალიუმის კარბონატს $K_2CO_3$, რომელიც წყალში ანიონის სახით ჰიდროლიზდება, წყალხსნარი ხდება საპნი, ჰიდროლიზის დროს წარმოქმნილი $OH^(-)$ იონების გამო.

ამჟამად ყოველდღიურ ცხოვრებაში ვიყენებთ საპონს, სარეცხი ფხვნილებს და სხვა სარეცხ საშუალებებს. საპნის ძირითადი კომპონენტია უმაღლესი ცხიმოვანი კარბოქსილის მჟავების ნატრიუმის და კალიუმის მარილები: სტეარატები, პალმიტატები, რომლებიც ჰიდროლიზდება.

ნატრიუმის სტეარატის $C_(17)H_(35)COONa$ ჰიდროლიზი გამოიხატება შემდეგი იონური განტოლებით:

$C_(17)H_(35)COO^(-)+H_2O⇄C_(17)H_(35)COOH+OH^(-)$,

იმათ. ხსნარი ოდნავ ტუტეა.

სარეცხი ფხვნილებისა და სხვა სარეცხი საშუალებების შემადგენლობაში სპეციალურად არის შეყვანილი არაორგანული მჟავების მარილები (ფოსფატები, კარბონატები), რომლებიც აძლიერებენ სარეცხი ეფექტს გარემოს pH-ის გაზრდით.

მარილები, რომლებიც ქმნიან ხსნარის აუცილებელ ტუტე გარემოს, შეიცავს ფოტოგრაფიულ დეველოპერს. ეს არის ნატრიუმის კარბონატი $Na_2CO_3$, კალიუმის კარბონატი $K_2CO_3$, ბორაქსი $Na_2B_4O_7$ და ანიონის მიერ ჰიდროლიზებული სხვა მარილები.

თუ ნიადაგის მჟავიანობა არასაკმარისია, მცენარეებს უვითარდებათ დაავადება - ქლოროზი. მისი ნიშნებია ფოთლების გაყვითლება ან გათეთრება, ზრდისა და განვითარების შეფერხება. თუ $pH_(ნიადაგი) > 7,5$, მაშინ მას ემატება ამონიუმის სულფატი $(NH_4)_2SO_4$ სასუქი, რომელიც ხელს უწყობს მჟავიანობის მატებას ნიადაგში გამავალი კატიონის მიერ ჰიდროლიზის გამო:

$NH_4^(+)+H_2O⇄NH_3 H_2O$

ჩვენი ორგანიზმის შემადგენელი ზოგიერთი მარილის ჰიდროლიზის ბიოლოგიური როლი ფასდაუდებელია. მაგალითად, სისხლის შემადგენლობა შეიცავს ბიკარბონატულ და ნატრიუმის წყალბადოფოსფატის მარილებს. მათი როლი არის გარემოს გარკვეული რეაქციის შენარჩუნება. ეს ხდება ჰიდროლიზის პროცესების წონასწორობის ცვლილების გამო:

$HCO_3^(-)+H_2O⇄H_2CO_3+OH^(-)$

$HPO_4^(2-)+H_2O⇄H_2PO_4^(-)+OH^(-)$

თუ სისხლში $H^(+)$ იონების სიჭარბეა, ისინი უკავშირდებიან $OH^(-)$ ჰიდროქსიდის იონებს და წონასწორობა გადაინაცვლებს მარჯვნივ. $OH^(-)$ ჰიდროქსიდის იონების სიჭარბით წონასწორობა გადადის მარცხნივ. ამის გამო ჯანმრთელი ადამიანის სისხლის მჟავიანობა ოდნავ იცვლება.

კიდევ ერთი მაგალითი: ადამიანის ნერწყვი შეიცავს $HPO_4^(2-)$ იონებს. მათი წყალობით პირის ღრუში შენარჩუნებულია გარკვეული გარემო ($рН=7-7,5$).