7

Глава 7. Смещение протолитических равновесий

Смещение протолитического равновесия, как любого другого химического равновесия, подчиняется принципу Ле-Шателье.

Влияние температуры определяется эндотермичностью реакций протолиза:

Cr³⁺ ^. H₂O + H₂O CrOH²⁺ + H₃O⁺ ; ΔH ° = +52 кДж

HF + H₂O F^- + H₃O⁺ ; ΔH ° = +273 кДж

SO₃^2- + H₂O HSO₃^- + OH^- ; ΔH ° = +66 кДж

При охлаждении раствора протолитические равновесия сдвигаются влево (в сторону реагентов), а при нагревании - вправо (в сторону продуктов). Последнее часто используется на практике для увеличения полноты протекания реакций протолиза. Иногда это приводит даже к полному разрушению равновесия:

Fe³⁺ ^. H₂O + 4 H₂O = FeO(OH)_(т) + 3 H₃O⁺

Влияние концентрации растворенного вещества определяется тем, что вода - полноправный реагент протолитических реакций. При разбавлении раствора (уменьшении концентрации вещества) степень протолиза увеличивается, при концентрировании раствора - уменьшается. Иногда в сильно разбавленных растворах протолитическое равновесие разрушается:

Bi³⁺ ^. H₂O + 5 H₂O(избыток) = Bi(OH)_3(т) + 3 H₃O⁺

Влияние одноименного иона среды протолиза осуществляется введением избытка ионов H₃O⁺ (при протолизе кислот) или OH^- (при протолизе оснований).
Это смещает протолитическое равновесие влево (избыток H₃O⁺ создается прибавлением сильной кислоты HB, а избыток ионов OH^- - прибавлением щелочи MOH):

(1) HA + H₂O A^- + H₃O⁺ ; K_к

HB + H₂O = B^- + H₃O⁺
(2) B + H₂O HB⁺ + OH^- ; K_о

MOH = M⁺ + OH^-

На практике этим пользуются для уменьшения степени протолиза, если он нежелателен. Например, вводя добавку серной кислоты в раствор соли железа(III), снижают степень протолиза катионов соли:

Fe³⁺ ^. H₂O + H₂O FeOH²⁺ + H₃O⁺ ; K_к = 6,76 ^. 10^-3 (25 °C)

H₂SO₄ + 2 H₂O = SO₄^2- + 2H₃O⁺

Добавление продукта протолиза (A^- для кислот, HB⁺ для оснований) требует осторожности, поскольку и A^-, и HB⁺ сами являются протолитами. Например, при малом избытке ионов CN^- , вводимых в раствор циановодорода, преобладает смещение равновесия протолиза HCN влево и среда остается кислотной:

HCN + H₂O CN^- + H₃O⁺ ; K_к = 4,93 ^. 10^-10 (25 °C)

KCN = CN^- + K⁺

При большом избытке KCN начинает преобладать протолиз ионов CN^-, и среда становится щелочной:

CN^- + H₂O HCN + OH^- ;

K_о = K_в / K_к = 2,03 ^. 10^-5 (25 °C)

Конечно, количество молекул HCN в таком растворе возрастает. Однако этот раствор скорее следует называть раствором цианида калия с добавкой циановодорода, и поэтому придется считаться с изменением типа среды, которое в химической практике может оказаться нецелесообразным.

Отвечать на вопросы >>>

Содержание >>>

Заглавная страница >>>