Вода это амфолит это

[ClO-] = [H3O+], [HClO] = C

pH = — lg [H3O+] = — lg =-lg = 5,12

. Слабыми кислотами являются катионы многих солей.

Соли в растворе необратимо диссоциируют. Катионы затем подвергаются обратимому протолизу, выполняя функцию слабой кислоты – происходит гидролиз по катиону:

NH4NO3 = NH4+ + NO3-

Kисл. 1 Осн. 2 Осн.1 Кисл. 2
NH4+ + 2 H2O ↔ NH3∙H2O + H3O+, KK, pH 7
↑______| |_________↑

Количественная характеристика – константа основности:

. Для сопряженной пары НА+/А значения КК и КО связаны соотношением: Кw = КК КО

. Слабыми основаниями являются анионы многих солей, так как они сопряжены со слабыми кислотами. После полной диссоциации соли анионы подвергаются обратимому протолизу, выполняя функции слабого основания. Происходит гидролиз по аниону:

Na2CO3 = 2 Na+ + CO32-

СO32- + H2O ↔ HCO3- + OH — , KO, pH > 7

По заданным значениям константы кислотности и концентрации соли можно рассчитать рН водных растворов солей с анионом-протолитом в функции слабого основания.

4. Амфолиты

Амфолиты – это слабые электролиты, выполняющие одновременно обе функции – кислотную и основную.

Процесс протолиза изображается двумя уравнениями:

(1) НА- + Н2О ↔ А2- + Н3О+, КК(1)
|________↑ ↑________|
Основание
(П) НА- + Н2О ↔ Н2А + ОН-, КО(П)
↑________| |________↑

Все количественные расчеты ведут, исходя из предпочтительно протекающей реакции. При КК(1) > КО(П) преобладает первая реакция.

Типичными амфолитами являются гидроанионы кислот:

HS-, HPO42-, H2PO4-, HSO3-, HCO3-

Пример 5: Какие свойства (кислотные или основные) характерны для водного раствора гидросульфида натрия? Для ответа воспользоваться справочными данными о константах диссоциации сероводородной кислоты.

(1) HS-(Кислота) + H2O ↔ S2- + H3O+, KK(1) = 1,23 10-13

(П) HS-(Основание) + H2O ↔ H2S + OH-, KO(П)= 9,52 10-8

( KO = Kw/KK). Так как KO(П) > KK(1), то для гидросульфид-иона более выражены основные свойства, и среда в растворе гидросульфида натрия будет щелочной.

Источник

Амфолит

Кислотно-основные амфолиты (состоящие из греческого αμφίς ( Amphis ) = с обоего сторон и λύσις ( лизирующие ) = разрешение) или кислотно-щелочным Амфотерные или амфипротные соединения представляют собой химические соединения , обладающие как в качестве Бренстед — кислот в качестве Бренстед основания может вступать в реакцию. Такое поведение также известно как кислотно-щелочное амфотерное . Амфотерики могут как принимать, так и выделять протоны.

содержание

характеристики

Растворимость амфолитов в воде сильно зависит от значения pH. Некоторые амфолиты реагируют сами с собой, самый известный пример — вода . Он реагирует с кислотами с образованием H ₃ O + или с основаниями с образованием OH — , это поведение также проявляется в чистой воде как автопротолиз :

2 ЧАС 2 О ⇌ ЧАС 3 О + + О ЧАС — <\ Displaystyle \ mathrm <2 \ h_ <2>O \ \ rightleftharpoons \ H_ <3>O ^ <+>+ OH ^ <->>>

Примеры амфолитов

Соединения, склонные к автопротолизу

Примеры (константы автопротолиза pK _au nach):

Указанные константы автопротолиза соответствуют отрицательному десятичному логарифму (см. Также значение pH ) ионного продукта веществ. Степень автопротолиза обычно увеличивается с повышением температуры.

Пример реакции : вода

Реагирует с кислотой как с основанием:

ЧАС С. л + ЧАС 2 О ⟶ ЧАС 3 О + + С. л — <\ displaystyle \ mathrm O \ longrightarrow H_ <3>O ^ <+>+ Cl ^ <->>>

Реагирует с основанием как кислота:

N ЧАС 3 + ЧАС 2 О ⟶ N ЧАС 4-й + + О ЧАС — <\ displaystyle \ mathrm + H_ <2>O \ longrightarrow NH_ <4>^ <+>+ OH ^ <->>>

Частично депротонированные мультипротонные кислоты

Пример реакции : дигидрофосфат

Реагирует с кислотой как с основанием:

ЧАС С. л + ЧАС 2 п О 4-й — ⟶ ЧАС 3 п О 4-й + С. л — <\ displaystyle \ mathrm PO_ <4>^ <->\ longrightarrow H_ <3>PO_ <4>+ Cl ^ <->>>

Реагирует с основанием как кислота:

N ЧАС 3 + ЧАС 2 п О 4-й — ⟶ N ЧАС 4-й + + ЧАС п О 4-й 2 — <\ displaystyle \ mathrm + H_ <2>PO_ <4>^ <->\ longrightarrow NH_ <4>^ <+>+ HPO_ <4>^ <2->>>

Частично протонированные поливалентные основания

• основной хлорид магния Mg (OH) Cl или Mg (OH) + Cl —
• Моногидрохлорид гидразина H ₂ N-NH ₂ · HCl или H ₂ N-NH ₃ + Cl —

Пример реакции : основной хлорид магния

Реагирует с кислотой как с основанием:

ЧАС С. л + М. грамм ( О ЧАС ) С. л ⟶ ЧАС 2 О + М. грамм С. л 2 <\ displaystyle \ mathrm O + MgCl_ <2>>>

Реагирует с основанием как кислота:

М. грамм ( О ЧАС ) С. л + N а О ЧАС ⟶ N а С. л + М. грамм ( О ЧАС ) 2 <\ Displaystyle \ mathrm >>

Соединения с кислотными и основными функциональными группами

Соединения, содержащие по крайней мере одну кислотную и одну основную функциональную группу , также являются амфотерными веществами, например:

Пример реакции : глицин (простейшая аминокислота)

Реагирует с кислотой как с основанием:

ЧАС С. л + ЧАС 2 N — С. ЧАС 2 — С. О О ЧАС ⟶ ЧАС 3 N + — С. ЧАС 2 — С. О О ЧАС + С. л — <\ displaystyle \ mathrm N <->CH_ <2> <->COOH \ longrightarrow H_ <3>N ^ <+> <->CH_ <2> <->COOH + Cl ^ < ->>>

Реагирует с основанием как кислота:

N а О ЧАС + ЧАС 2 N — С. ЧАС 2 — С. О О ЧАС ⟶ ЧАС 2 О + ЧАС 2 N — С. ЧАС 2 — С. О О — + N а + <\ displaystyle \ mathrm N <->CH_ <2> <->COOH \ longrightarrow H_ <2>O + H_ <2>N <->CH_ <2> <->COO ^ < ->+ Na ^ <+>>>

Расчет собственного pH амфолитов

Если амфолиты (с двумя функциональными группами) растворяются в воде, устанавливается среднее значение pH , которое можно рассчитать, используя следующую формулу аппроксимации, также известную как «уравнение амфолита» (для не слишком сильных разведений).

п ЧАС знак равно 1 2 ( п K С. 1 + п K С. 2 ) знак равно 1 2 ( п K С. 1 + 14-е — п K Б. 2 ) <\ displaystyle pH = <\ frac <1><2>> \ (pK_ + pK_ ) = <\ frac <1><2>> \ (pK_ + 14-pK_ )>

Здесь pK — это _S1 и pK _S2 , константы кислотности ( значения pK _S ) соответствующих Dissozitionsmöglichkeiten амфолита.

Электрически нейтральные амфолиты, например B. Аминокислоты также имеют самую низкую растворимость при этом значении pH; Однако, если pH падает или повышается, растворимость снова увеличивается, поскольку сольватационная оболочка стабилизируется зарядом .

Источник

Вода это амфолит это

Вода́ (оксид водорода, гидроксид водорода) — бинарное неорганическое соединение с химической формулой H₂O: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях) [7] [8] .

Вода является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).

Исключительно важна роль воды в глобальном кругообороте вещества и энергии [9] , возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на Земле [10] .

Всего на Земле около 1400 млн км³ воды. Вода покрывает 71 % поверхности земного шара (океаны, моря, озёра, реки, льды — 361,13 млн км² [11] [12] ). Бо́льшая часть земной воды (97,54 %) принадлежит Мировому океану — это солёная вода, непригодная для сельского хозяйства и питья. Пресная же вода находится в основном в ледниках (1,81 %) и подземных водах (около 0,63 %), и лишь небольшая часть (0,009 %) в реках и озёрах. Материковые солёные воды составляют 0,007 %, в атмосфере содержится 0,001 % от всей воды нашей планеты [13] [14] .

Источник

Вода это амфолит это

Многие гидроанионы, например HCO₃ — , являются в водном растворе амфолитами:

(I) HCO₃ — + H₂O CO₃ 2 — + H₃O + ; K_к(I) = 4,68 . 10 — 11 (25 °C)

(II) HCO₃ — + H₂O H₂CO₃ + OH — ; K_о(II) = K_в / K_к(II) = 2,34 . 10 — 8 (25 °C)

Поскольку K_о(II) >> K_к(I), ион HCO₃ — в водном растворе проявляет в большей степени оснόвные свойства по реакции (II), нежели кислотные свойства по реакции (I).

Для другого амфолита — гидросульфит-иона HSO₃ — :

(I) HSO₃ — + H₂O SO₃ 2 — + H₃O + ; K_к(I) = 6,31 . 10 — 8 (25 °C)

(II) HSO₃ — + H₂O SO₂ . H₂O + OH — ; K_о(II) = K_в / K_к(II) = 6,02 . 10 — 13 (25 °C)

(Формула продукта реакции (II) здесь упрощена до SO₂ . H₂O. В действительности образуется полигидрат SO₂ . n H₂O).

K_о(II) — (в противоположность иону HCO₃ — ) в большей степени проявляет кислотные свойства по реакции (I).

Введение гидроанионов в раствор осуществляется растворением в воде соответствующих солей, например, NaHCO₃ и KHSO₃. Эти соли сначала необратимо диссоциируют:

а затем протолиты HCO₃ — и HSO₃ — обратимо взаимодействуют с водой (уравнения даны выше).

Амфолитами по отношению к воде являются также амфотерные гидроксиды, такие как Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Al(OH)₃, Cr(OH)₃ и другие. В водном растворе они гидратируются — образуют гидроксоаквакомплексы типа [Zn(H₂O)₂(OH)₂] и [Al(H₂O)₃(OH)₃]. Условно можно считать, что идет гидратация только одной молекулой воды, например: Al(OH)₃ . H₂O). Затем гидратированные частицы вступают одновременно в две реакции протолиза с водой:

(I) Al(OH)₃ . H₂O + H₂O [Al(OH)₄] — + H₃O + ; K_к(I) = 3,16 . 10 — 8 (25 °C)
(Здесь Al(OH)₃ . H₂O — кислота)

(II) Al(OH)₃ . H₂O + H₂O Al(OH)₂ + . H₂O + OH — ; K_о(II) = K_в / K_{к . 10 — 9 (25 °C)
(Здесь Al(OH)3 . H2O — основание)}

Амфотерные гидроксиды малорастворимы в воде, концентрации их в растворе очень низки, поэтому экспериментально определяемые для них значения K_к не отличаются высокой надежностью и точностью. Однако следует иметь в виду, что в основе амфотерного поведения этих гидроксидов в водном растворе лежат именно протолитические реакции.

Приведем примеры записи уравнений гидролиза солей, включающих анион-амфолит:

(I) HPO₄ 2 — + H₂O PO₄ 3 — + H₃O + ; K_{к . 10 — 13 (25 °C)
(II) HPO4 2 — + H2O H2PO4 — + OH — ; Kо . 10 — 7 (25 °C)}

(I) H₂PO₄ — + H₂O HPO₄ 2 — + H₃O + ; K_к(I) = 6,17 . 10-8 (25 °C)
(II) H₂PO₄ — + H₂O H₃PO₄ + OH — ; K_о(II) = K_в / K_к(II) = 1,38 . 10 — 12 (25 °C)

Таким образом, в растворе гидроортофосфата натрия среда щелочная, а в растворе дигидроортофосфата натрия — кислотная.

Источник