Давсны гидролизийн тэгшитгэлийг хэрхэн бичих вэ? Энэ сэдэв нь ерөнхий боловсролын сургуулийн төгсөгчдөд химийн чиглэлээр шалгалт өгөхөд ихэвчлэн бэрхшээлтэй байдаг. Гидролизийн үндсэн төрлүүдэд дүн шинжилгээ хийж, молекул ба ионы тэгшитгэл зохиох дүрмийг авч үзье.
Тодорхойлолт
Гидролиз гэдэг нь бодис, ус хоёрын хоорондох урвал бөгөөд үүнтэй анхны бодисын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэгдэл дагалддаг. Энэхүү тодорхойлолт нь энэ үйл явц нь зөвхөн органик бус бодисуудад төдийгүй органик нэгдлүүдэд ч тохиолддог болохыг харуулж байна.
Жишээ нь, гидролизийн урвалын тэгшитгэлийг нүүрс ус, эфир, уураг, өөх тосны хувьд бичсэн.
Гидролизийн утга
Гидролизийн процесст ажиглагддаг бүх химийн харилцан үйлчлэлийг янз бүрийн үйлдвэрүүдэд ашигладаг. Жишээлбэл, энэ процессыг уснаас том ширхэгтэй, коллоид хольцыг зайлуулахад ашигладаг. Эдгээр зорилгоор эдгээр металлын сульфат ба хлоридын гидролизээс гаргаж авсан хөнгөн цагаан ба төмрийн гидроксидын тусгай тунадасыг ашигладаг.
Өөр ямар хамаа байна аагидролиз? Энэ үйл явцын тэгшитгэл нь энэхүү урвал нь бүх амьд оршнолуудын хоол боловсруулах үйл явцын үндэс суурь болохыг харуулж байна. Бие махбодид шаардлагатай энергийн гол хэсэг нь ATP хэлбэрээр төвлөрдөг. ATP оролцдог гидролизийн процессын улмаас энерги ялгарах боломжтой.
Процессын онцлогууд
Давсны гидролизийн молекулын тэгшитгэлийг урвуу урвал гэж бичсэн. Органик бус давс нь ямар суурь, хүчил үүсэхээс шалтгаалаад энэ үйл явцын янз бүрийн хувилбарууд байдаг.
Үүссэн давс нь ийм харилцан үйлчлэлд ордог:
- зөөлөн гидроксид ба идэвхтэй хүчил (мөн эсрэгээр);
- дэгдэмхий хүчил ба идэвхтэй суурь.
Идэвхтэй хүчил ба суурийн үүсгэсэн давсны ионы гидролизийн тэгшитгэлийг бичих боломжгүй. Шалтгаан нь саармагжуулахын мөн чанар нь ионуудаас ус үүсэхэд оршдог.
Процессын шинж чанар
Гидролизийг хэрхэн тайлбарлах вэ? Энэ процессын тэгшитгэлийг нэг валент металл ба нэг суурьт хүчлээс үүссэн давсны жишээн дээр авч үзэж болно.
Хэрэв хүчил нь HA, суурь нь MON бол тэдгээрийн үүсгэсэн давс нь MA болно.
Гидролизийг хэрхэн бичих вэ? Тэгшитгэлийг молекул болон ионы хэлбэрээр бичсэн.
Сингэрүүлсэн уусмалын хувьд гидролизийн тогтмолыг ашигладаг бөгөөд энэ нь молийн тооны харьцаагаар тодорхойлогддог.гидролизд оролцдог давс, тэдгээрийн нийт тоо. Түүний үнэ цэнэ нь ямар хүчил, суурь нь давс үүсгэхээс хамаарна.
Анион гидролиз
Молекулын гидролизийн тэгшитгэлийг хэрхэн бичих вэ? Хэрэв давс нь идэвхтэй гидроксид болон дэгдэмхий хүчил агуулсан байвал харилцан үйлчлэлийн үр дүнд шүлт ба хүчиллэг давс болно.
Шүлтийн болон хүчиллэг давс үүсгэдэг натрийн карбонатын процесс нь ердийн зүйл юм.
Уусмалд гидроксил бүлгийн анионууд агуулагдаж байгаа тул уусмал нь шүлтлэг, анион нь гидролиз болно.
Процессын жишээ
Ийм гидролизийг яаж бичих вэ? Төмрийн сульфатын (2) процессын тэгшитгэл нь хүхрийн хүчил ба төмрийн сульфат (2) үүсдэг гэж үздэг.
Уусмал нь хүчиллэг бөгөөд хүхрийн хүчлээр үүсгэгддэг.
Нийт гидролиз
Идэвхгүй хүчил ба ижил суурьтай давсны гидролизийн молекул ба ионы тэгшитгэл нь харгалзах гидроксид үүсэхийг харуулж байна. Жишээлбэл, амфотерийн гидроксид ба дэгдэмхий хүчлээр үүссэн хөнгөн цагааны сульфидын хувьд урвалын бүтээгдэхүүн нь хөнгөн цагааны гидроксид ба устөрөгчийн сульфид болно. Шийдэл нь төвийг сахисан.
Үйлдлийн дараалал
Тодорхой алгоритм байдаг бөгөөд үүнийг дагаад ахлах сургуулийн сурагчид гидролизийн төрлийг нарийн тодорхойлох, орчны урвалыг тодорхойлох, мөн явагдаж буй урвалын бүтээгдэхүүнийг бүртгэх боломжтой болно. Эхлээд та төрлийг тодорхойлох хэрэгтэйүргэлжилж байгаа давсны задралын процессыг бичиж тэмдэглэ.
Жишээ нь зэсийн сульфатын (2) ион болгон задрах нь зэсийн катион ба сульфатын анион үүсэхтэй холбоотой.
Энэ давс нь сул суурь ба идэвхтэй хүчлээс үүсдэг тул процесс нь катион (сул ион) дагуу явагддаг.
Дараа нь явагдаж байгаа үйл явцын молекул ба ионы тэгшитгэл бичигдэнэ.
Орчны урвалыг тодорхойлохын тулд явагдаж буй үйл явцын ионы дүр төрхийг бүрдүүлэх шаардлагатай.
Энэ урвалын бүтээгдэхүүн нь: зэсийн гидроксосульфат (2) ба хүхрийн хүчил тул уусмал нь орчны хүчиллэг урвалаар тодорхойлогддог.
Янз бүрийн солилцооны урвалын дунд гидролиз онцгой байр суурь эзэлдэг. Давсны хувьд энэ процессыг шингэний бүрхүүлтэй бодисын ионуудын урвуу харилцан үйлчлэлээр илэрхийлж болно. Энэ нөлөөллийн хүчнээс хамааран процесс өөр өөр эрчимтэй үргэлжилж болно.
Донор хүлээн авагчийн холбоо нь катионууд болон тэдгээрийг чийгшүүлдэг усны молекулуудын хооронд үүсдэг. Усанд агуулагдах хүчилтөрөгчийн атомууд хуваагдаагүй электрон хостой тул донорын үүрэг гүйцэтгэнэ. Хүлээн авагч нь чөлөөт атомын орбиталтай катионууд байх болно. Катионын цэнэг нь түүний усанд туйлшрах нөлөөг тодорхойлдог.
Анион ба HOH дипольуудын хооронд устөрөгчийн сул холбоо үүсдэг. Анионуудын хүчтэй нөлөөгөөр протоны молекулаас бүрэн салгах боломжтой бөгөөд энэ нь HCO3‾ төрлийн хүчил эсвэл анион үүсэхэд хүргэдэг. Гидролиз нь буцах боломжтой бөгөөд эндотермик процесс юм.
Давсанд үзүүлэх нөлөөллийн төрлүүдусны молекулууд
Өчүүхэн цэнэгтэй, мэдэгдэхүйц хэмжээтэй бүх анион ба катионууд нь усны молекулуудад бага зэрэг туйлшрах нөлөөтэй тул усан уусмалд бараг ямар ч хариу үйлдэл үзүүлэхгүй. Ийм катионуудын жишээ болгон шүлт болох гидроксил нэгдлүүдийг дурдаж болно.
Д. И. Менделеевийн хүснэгтийн үндсэн дэд бүлгийн нэгдүгээр бүлгийн металлуудыг онцлон тэмдэглэе. Шаардлага хангасан анионууд нь хүчтэй хүчлүүдийн хүчиллэг үлдэгдэл юм. Идэвхтэй хүчил ба шүлтлэг бодисоос үүссэн давс нь гидролизийн процесст ордоггүй. Тэдний хувьд диссоциацийн процессыг дараах байдлаар бичиж болно:
H2O=H+ + OH‾
Эдгээр органик бус давсны уусмал нь төвийг сахисан орчинтой байдаг тул гидролизийн үед давсны задрал ажиглагддаггүй.
Сул хүчил ба шүлтийн катионын анионоос үүссэн органик давсны хувьд анионы гидролиз ажиглагдана. Ийм давсны жишээ болгон калийн ацетатыг авч үзье CH3COOK.
Сул электролит болох цууны хүчлийн молекул дахь устөрөгчийн протонтой CH3COOCOO- ацетат ионыг холбох, ажиглагдаж байна. Уусмалд их хэмжээний гидроксидын ион хуримтлагдах нь ажиглагддаг бөгөөд үүний үр дүнд энэ нь орчны шүлтлэг урвалыг олж авдаг. Калийн гидроксид нь хүчтэй электролит тул түүнийг холбох боломжгүй, рН > 7.
Үргэлжилж буй үйл явцын молекулын тэгшитгэл нь:
CH3SOOK + H2O=KOH +CH3НБ
Бодис хоорондын харилцан үйлчлэлийн мөн чанарыг ойлгохын тулд бүрэн ба багасгасан ионы тэгшитгэл зохиох шаардлагатай.
Na2S давс нь үе шаттай гидролизийн процессоор тодорхойлогддог. Давс нь хүчтэй шүлт (NaOH) ба хоёр үндсэн сул хүчлээр (H2S) үүсдэгийг харгалзан үзвэл уусмалд сульфидын анионыг усны протоноор холбож, гидроксил бүлгийн хуримтлал ажиглагдаж байна. Молекул болон ион хэлбэрээр энэ процесс дараах байдалтай харагдана:
Na2S + H2O=NaHS + NaOH
Эхний алхам. S2− + HON=HS− + OH−
Хоёр дахь алхам. HS− + HON=H2S + OH−
Хэвийн нөхцөлд энэ давсыг хоёр үе шаттай гидролиз хийх боломжтой боловч үйл явцын хоёр дахь үе шат бараг үргэлжилдэггүй. Энэ үзэгдлийн шалтгаан нь уусмалд сул шүлтлэг орчин үүсгэдэг гидроксил ионуудын хуримтлал юм. Энэ нь Le Chatelier-ийн зарчмын дагуу химийн тэнцвэрт байдалд шилжихэд хувь нэмэр оруулж, саармагжуулах урвал үүсгэдэг. Үүнтэй холбоотойгоор шүлт болон сул хүчлээр үүсгэгддэг давсны гидролизийг шүлтийн илүүдэл дарангуйлдаг.
Анионуудын туйлшрах нөлөөнөөс хамааран гидролизийн эрчмд нөлөөлөх боломжтой.
Хүчтэй хүчлийн анион, сул суурийн катион агуулсан давсны хувьд катионы гидролиз ажиглагдана. Жишээлбэл, аммонийн хлорид дээр ижил төстэй процессыг авч үзэж болно. Процессыг дараах байдлаар илэрхийлж болномаягт:
молекул тэгшитгэл:
NH4CL + H2O=NH4OH + HCL
богино ионы тэгшитгэл:
NH4++HOH=NH4OH + H +
Уусмалд протонууд хуримтлагддаг тул хүчиллэг орчин үүсдэг. Тэнцвэрийг зүүн тийш шилжүүлэхийн тулд уусмалд хүчил оруулна.
Сул катион ба анионоос үүссэн давсны хувьд бүрэн гидролизийн явц ердийн байдаг. Жишээлбэл, аммонийн ацетат CH3COONH4 гидролизийг авч үзье. Ионы хэлбэрээр харилцан үйлчлэл нь:
хэлбэртэй байна.
NH4+ + CH3COO−+ HOH=NH4OH + CH3COOH
дүгнэлтэнд
Давс нь ямар хүчил, суурь үүсэхээс хамаарч устай урвалд орох үйл явц нь тодорхой ялгаатай байдаг. Жишээлбэл, сул электролитээр давс үүсэх, устай харилцан үйлчлэхэд дэгдэмхий бүтээгдэхүүн үүсдэг. Зарим давсны уусмал бэлтгэх боломжгүй байгаа шалтгаан нь бүрэн гидролиз юм. Жишээлбэл, хөнгөн цагаан сульфидын хувьд процессыг дараах байдлаар бичиж болно:
Al2S3 + 6H2O=2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑
Ийм давсыг зөвхөн "хуурай аргаар" олж авах боломжтой бөгөөд энгийн бодисыг дараах схемийн дагуу халааж болно:
2Al + 3S=Al2S3
Хөнгөн цагааны сульфидын задралаас зайлсхийхийн тулд агаар нэвтрэхгүй саванд хадгалах шаардлагатай.
Зарим тохиолдолд гидролизийн процесс нэлээд хэцүү байдаг тул молекулЭнэ процессын тэгшитгэл нь нөхцөлт хэлбэртэй байна. Харилцааны бүтээгдэхүүнийг найдвартай тогтоохын тулд тусгай судалгаа хийх шаардлагатай.
Жишээ нь, энэ нь төмөр, цагаан тугалга, бериллийн олон цөмт цогцолборуудын хувьд ердийн зүйл юм. Энэ урвуу процессыг ямар чиглэлд шилжүүлэх шаардлагатай байгаагаас хамааран ижил нэртэй ионуудыг нэмж, концентраци болон температурыг нь өөрчлөх боломжтой.
