Idrolisi salina
Materiali occorrenti:
Ammonio cloruro - Ammonio acetato -Sodio cloruro - Sodio acetato - Rame
solfato - Sodio carbonato - Potassio nitrato - Cartine all'indicatore universale
- Vetreria.
Richiami teorici:
Per idrolisi salina si intende una riassociazione completa o parziale
di ioni di un sale in molecole che avviene quando detto sale deriva da una base
e da un acido di differente forza o da una base e da un acido entrambi deboli.
Esecuzione dell'esperienza:
In tutte le quattro fasi si scioglie una spatolata del sale in 20/30 mL di acqua distillata posti in un becker; si immerge una
cartina all'indicatore universale e si misura il pH.
Parte prima: sale da acido forte e base debole: soluzione
di NH4Cl:
Nella soluzione sono presenti: molecole di H2O indissociate e gli ioni: , Cl -, H3O+, OH -.
Gli ioni H3O+ e Cl -non sono in grado di riassociarsi per dare una
molecola di HCl in quanto trattasi di acido forte e, quindi,
completamente dissociato
( Ka = 1 ∙ 10 7 mol/L ).
Tra gli ioni e OH - è possibile la
reazione, in quanto NH4OH è una base debole e, quindi poco dissociata ( Kb=
1.8 ∙10 -5 mol/L ); per questo si ha
l'equilibrio:
NH4+ + OH - -----> NH3 ∙ H2O.
Questa reazione consuma OH - e poichè [ H3O+ ][ OH - ] = 1 ∙ 10 -14, delle
molecole di H2O si dissociano in H3O+ e OH - fino a portare la Kw = 1 ∙10 -14.
Gli equilibri sono due:
NH4+ + OH ------> NH3 ∙ H2O e
2H2O -----> H3O+ + OH -
Si ha pH < 7 per eccesso di ioni H3O+ rispetto agli ioni OH -.
In alternativa o a complemento possibile effettuare
un'idrolisi di questo tipo utilizzando del solfato di rame II.
In questo caso, nella soluzione sono presenti: molecole di H2O indissociate e gli ioni: Cu2+, H3O+, OH -.
Tra gli ioni H3O+ e OH - non c'è possibilità di riassociazione in quanto H2SO4 è un acido forte ( Ka = 1 ∙10 3 mol/L ) e, quindi, completamente dissociato.
Tra gli ioni Cu2+ e OH - è possibile la reazione, in quanto Cu(OH)2 è una base debole per cui si ha l'equilibrio:
Cu2+ + OH ------> Cu(OH)2.
Anche qui molecole di H2O si dissociano per portare
la Kw = 1 ∙10 -14 ; esse non
sono, tuttavia, sufficienti a ripristinare del tutto la neutralità, per cui si
ha un pH < 7.
Parte seconda: sale da acido debole e base forte: soluzione
di CH3COONa:
Nella soluzione sono presenti: molecole di H2O indissociate e gli ioni: Na+, CH3COO -, H3O+, OH -.
Tra gli ioni Na+ e OH - non c'è possibilità di riassociazione in quanto NaOH è una
base forte ( Kb= 5 mol/L ) e quindi completamente dissociata.
Tra CH3COO - e H3O+ si ha l'equilibrio:
CH3COO - + H3O+ -----> CH3COOH
+ H2O.
Questa reazione fa diminuire il numero di H3O+ in soluzione, per cui si ha:
2H2O -----> H3O+ + OH -
Il pH è > 7 per eccesso di OH - rispetto H3O+.
In alternativa o a complemento possibile effettuare
un'idrolisi di questo tipo utilizzando carbonato di sodio.
Nella soluzione sono presenti molecole di H2O indissociate e gli ioni: Na+ , H3O+, OH - e CO32+ ( in questo caso, semplificando ).
Tra gli ioni Na+ e OH - non è possibile una riassociazione in quanto NaOH una base
forte ( Kb= 5 moli/L ) e quindi completamente
dissociata.
Tra CO32+ e H3O+ si ha l'equilibrio:
CO32+ + H3O+ -----> H2CO3 + 2H2O.
Anche questa reazione fa diminuire il numero di H3O+ in soluzione, per cui si dissociano molecole di acqua per cercare di riportare
la Kw = 1 ∙10 -14 ; questo non è, tuttavia, sufficiente, per cui
si ha un pH < 7.
Parte terza: sale da acido forte e base forte: soluzione di
NaCl:
Nella soluzione sono presenti: molecole di H2O indissociate e gli ioni: Na+, Cl -, H3O+ , OH - .
Non è possibile alcuna riassociazione in quanto NaOH e HCl sono rispettivamente base ed acido forti e, quindi, completamente
dissociati.
Il pH resta quindi neutro ( = 7 ).
In alternativa o a complemento è possibile effettuare
un'idrolisi di questo tipo utilizzando nitrato di potassio.
Parte quarta: sale da acido debole e base debole: Soluzione
di CH3COONH4:
Nella soluzione sono presenti: molecole di H2O indissociate e gli ioni: CH3COO - , NH4+ , H3O+, OH -.
L'acetato di ammonio in soluzione reagisce con H2O
e per retrocessione ionica dà un po' di CH3COOH e un po' di NH4OH
indissociati. Questi sono elettroliti deboli.
La reazione è:
CH3COONH4 + 2H2O -----> CH3COO - + NH4+ + H3O+ + OH -
In generale si può dire che un sale proveniente da una base
debole e da un acido debole in soluzione acquosa si idrolizza e la soluzione reagisce acida, neutra o basica
a seconda che l'acido sia meno debole, ugualmente debole o più debole della
base.
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