Proces hydrolizy kationowo-anionowej w próbkach soli kwasów słabych i zasad silnych

Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy zrozumieć, czym jest proces hydrolizy kationowo-anionowej. Hydroliza kationowo-anionowa to reakcja, w której zarówno kationy, jak i aniony soli reagują z wodą prowadząc do powstania słabego kwasu i słabej zasady, które nie są w pełni zdysocjowane w roztworze.

Rozważmy substancje podane w probówkach:

I. $CH_3COONa$ – jest to sól kwasu octowego ($CH_3COOH$) i wodorotlenku sodu ($NaOH$). Kwas octowy jest słabym kwasem, a wodorotlenek sodu jest silną zasadą. W tym przypadku anion octanowy ($CH_3COO^-$) będzie ulegał hydrolizie, tworząc słaby kwas i podwyższając pH roztworu.

II. $Fe(NO_3)_3$ – jest to sól kwasu azotowego ($HNO_3$) i jonów żelaza(III) ($Fe^{3+}$). Kwas azotowy jest silnym kwasem, a jony żelaza(III) mogą nieznacznie ulegać hydrolizie, ale nie prowadzą do znaczącej zmiany pH, ponieważ kwas azotowy jest silny.

III. $K_3PO_4$ – jest to sól kwasu fosforowego ($H_3PO_4$) i wodorotlenku potasu ($KOH$). Kwas fosforowy jest słabym kwasem, a wodorotlenek potasu jest silną zasadą. Anion fosforanowy ($PO_4^{3-}$) będzie ulegał hydrolizie, podwyższając pH roztworu.

IV. $(NH_4)_2S$ – jest to sól kwasu siarkowodorowego ($H_2S$) i amoniaku ($NH_3$). Kwas siarkowodorowy jest słabym kwasem, a amoniak jest słabą zasadą. Zarówno kation amonowy ($NH_4^+$), jak i anion siarczkowy ($S^{2-}$) mogą ulec hydrolizie. Kation amonowy obniży pH, a anion siarczkowy podniesie pH roztworu.

V. $NaNO_3$ – jest to sól kwasu azotowego ($HNO_3$) i wodorotlenku sodu ($NaOH$). Zarówno kwas azotowy, jak i wodorotlenek sodu są silnymi elektrolitami, co oznacza, że nie ulegają hydrolizie w wodzie i roztwór pozostaje neutralny.

VI. $CH_3COONH_4$ – jest to sól kwasu octowego ($CH_3COOH$) i amoniaku ($NH_3$). Kwas octowy jest słabym kwasem, a amoniak jest słabą zasadą. Zarówno anion octanowy ($CH_3COO^-$), jak i kation amonowy ($NH_4^+$) mogą ulec hydrolizie.

Podsumowując, hydroliza kationowo-anionowa może zajść w roztworach:

• $CH_3COONa$ (I), gdzie anion octanowy ulega hydrolizie,
• $K_3PO_4$ (III), gdzie anion fosforanowy ulega hydrolizie,
• $(NH_4)_2S$ (IV), gdzie zarówno kation amonowy jak i anion siarczkowy ulegają hydrolizie,
• $CH_3COONH_4$ (VI), gdzie zarówno anion octanowy jak i kation amonowy ulegają hydrolizie.

Odpowiedź: Proces hydrolizy kationowo-anionowej zachodzi w próbówkach I, III, IV oraz VI.