Многие гидроанионы, например HCO3-, являются в водном растворе амфолитами:
(I) HCO3- + H2O 
CO32- + H3O+ ; Kк(I) = 4,68 . 10-11 (25 °C)
(II) HCO3- + H2O H2CO3 + OH-;
Kо(II) = Kв / Kк(II) = 2,34.10-8 (25 °C)
Поскольку Kо(II) >> Kк(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 SO32- + H3O+ ; Kк(I) = 6,31.10-8 (25 °C)
(II) HSO3- + H2O SO2 . H2O + OH-;
Kо(II) = Kв / Kк(II) = 6,02.10-13 (25 °C)
(Формула продукта реакции (II) здесь упрощена до SO2 . H2O. В действительности образуется полигидрат SO2 . n H2O).
Сравнение констант
Kо(II) << Kк(II)
показывает, что анион HSO3- (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:
NaHCO3 = Na+ + HCO3- ; KHSO3 = K+ + HSO3-
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+ ; Kк(I) = 3,16 . 10-8 (25 °C)
(Здесь Al(OH)3 . H2O - кислота)
(II) Al(OH)3 . H2O + H2O Al(OH)2+ . H2O + OH-;
Kо(II) = Kв / Kк<(II) = 7,41 . 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 Kк 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:
(1) Na2HPO4= 2 Na+ + HPO42-
(I) HPO42- + H2O PO43- + H3O+ ; Kк<(I) = 4,57 . 10-13 (25 °C)
(II) HPO42- + H2O H2PO4- + OH-;
Kо<(II) = Kв / Kк(II) = 1,62 . 10-7 (25 °C)
(2) NaH2PO4 = 2Na+ + H2PO4-
(I) H2PO4- + H2O HPO42- + H3O+ ; Kк(I) = 6,17.10-8 (25 °C)
(II) H2PO4- + H2O H3PO4 + OH-;
Kо(II) = Kв / Kк(II) = 1,38 . 10-12 (25 °C)
Таким образом, в растворе гидроортофосфата натрия среда щелочная, а в растворе дигидроортофосфата натрия - кислотная.
Читать дальше >>>
Отвечать на вопросы >>>
Содержание >>>
Заглавная страница >>>
