Среду любого водного раствора можно охарактеризовать содержанием протонов (Н+) или гидроксид-ионов (ОН—) в нём. При этом чем больше в растворе протонов, тем меньше водородный показатель (pH).
В зависимости от величины рН выделяют следующие типы водных сред:
1) Нейтральная среда — число Н+ равно числу ОН—, а рН=7.
2) Кислотная среда — число Н+ больше числа ОН—, а рН лежит в пределах от 0 до 6. Чем ближе рН к 7, тем меньше кислотность, тогда говорят, что среда слабокислая.
3) Щелочная среда — число Н+ меньше числа ОН—, рН лежит в промежутке от 8 до 14. Аналогично, если рН близок к 7, то среда слабощелочная.
Индикаторы — это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора.
Окраска индикаторов в воде, растворах кислот и щелочей
Как определить силу кислот и оснований?
В случае оснований стоит запомнить, что слабыми являются все нерастворимые основания и гидрат аммиака. Все остальные растворимые и малорастворимые основания являются сильными.
А в случае кислот вам поможет следующая табличка:
Понятие «гидролиз». Гидролиз по аниону
Гидролиз — это процесс разложения соли под действием молекул воды.
Для примера рассмотрим в воде соль — фторид натрия (NaF). Попав в воду, данная соль сразу полностью диссоциирует на ионы:
NaF ↔ Na+ + F—
Вода очень слабо, но тоже может распадаться на ионы:
H2O ↔ H+ + OH—
F— — анион слабой плавиковой кислоты. Очень велика вероятность, что он столкнётся с водой и заберёт у неё протон, в результате чего мы получим слабый электролит HF:
F— + H2O ↔ HF + OH—
Превратим данное ионное уравнение в молекулярное:
NaF + H2O ↔ HF + NaOH
Таким образом, среда раствора данной соли будет слабощелочной (рН=8-10), т.к. в ионном уравнении у нас остались свободные гидроксид-ионы.
Гидролиз протекает в растворах тех солей, которые образованы слабым основанием и/или слабой кислотой. В рассмотренном выше случае идёт гидролиз по аниону, т.к. у нас имеется анион от слабой кислоты.
Гидролиз по катиону.
Пусть у нас имеется соль FeCl3. В водном растворе она будет диссоциировать следующим образом:
FeCl3 ↔ Fe3+ + 3Cl—
Взаимодействие с водой будет протекать в три стадии, но мы рассмотрим только первую:
Fe3+ + H2O ↔ FeOH2+ + H+
В итоге получим:
FeCl3 + H2O ↔ Fe(OH)Cl2 + HCl
Среда данной реакции будет слабокислая (рН=4-6).
Гидролиз по катиону и аниону.
В данном случае будет всё аналогично, только взаимодействовать с водой будут уже и катион, и анион, а среда соли будет примерно нейтральной (рн≈7).
Рассмотрим на примере CH3COONH4:
CH3COONH4 ↔ CH3COO— + NH4+
NH4+ + CH3COO— + H2O ↔ NH3*H2O + CH3COOH
CH3COONH4 + H2O ↔ NH3*H2O + CH3COOH
В каких же случаях гидролиз протекать не будет?
1. Если соль нерастворима в воде.
Такая соль в растворе также является хорошим электролитом и прекрасно диссоциирует, но из-за небольшой растворимости соли в воде, мы этих процессов просто не заметим. А следовательно, среда будет нейтральной (pH=7).
2. Если соль образована сильной кислотой и сильным основанием. Например, NaCl:
NaCl ↔ Na++ Cl—
Если расписать ионное уравнение, то это будет на 100% обратимый процесс, потому что сильные кислоты и основания моментально полностью диссоциируют.
Отдельно стоит обратить внимание на катион серебра. Мы с вами знаем, что гидроксид серебра в воде не существует. Какую же среду имеют его соли? Рассмотрим на примере нитрата серебра (AgNO3). Нитрат (NO3—) — кислотный остаток сильной азотной кислоты (HNO3). Теперь разберемся с серебром. Во многих источниках говорят о том, что гидроксид серебра — сильное основание, но на самом деле это не так и гидроксид серебра является слабым. Однако из-за ошибочной оценки в различных источниках данная информация на ЕГЭ не встречается.