1
RAVNOTEŽE U VODENIM OTOPINAMA SOLI
SLABIH KISELINA I BAZA
1. Hidroliza soli slabih monoprotonskih kiselina i baza
Otapanjem soli slabe monoprotonske kiseline (HA) i jake baze (npr. NaOH) u vodi, dobije se
otopina koja sadrži katione i anione koji tvore tu sol (npr. Na
+
i A
–
). Anion A
–
je
konjugirana baza
kiseline HA pa je za očekivati da će u vodenoj otopini pokazivati reakciju karakterističnu za baze –
anion A
–
akceptirat će ion H
+
iz molekule vode, pri čemu će nastajati protonirani oblik iona A
–
, tj.
nedisocirana kiselina HA:
A
–
(aq) + H
2
O(l)
∏
HA(aq) + OH
–
(aq)
S obzirom da uspostavljanjem gornje ravnoteže u otopini nastaju ioni OH
–
,
vodena otopina soli
slabe kiseline i jake baze reagirat će lužnato
.
Analogno, ako u vodi otopimo sol slabe baze (:B) i jake kiseline (npr. HCl), u otopini će se nalaziti
kationi i anioni koji tvore tu sol (npr. BH
+
i Cl
–
). Kation soli (BH
+
) protonirani je oblik slabe baze,
odnosno njena
konjugirana kiselina
, pa je za očekivati da će ion BH
+
u vodenoj otopini pokazivati
reakciju karakterističnu za kiseline – kation BH
+
donirat će ion H
+
molekuli vode, pri čemu će
nastajati neprotonirani oblik baze (:B):
BH
+
(aq) + H
2
O(l)
Ý
:B(aq) + H
3
O
+
(aq)
S obzirom da uspostavljanjem gornje ravnoteže u otopini nastaju ioni H
3
O
+
,
vodena otopina soli
slabe baze i jake kiseline reagirat će kiselo
.
Gornje dvije kemijske jednadžbe opisuju reakciju između aniona soli slabe kiseline, odnosno
kationa soli slabe baze, s molekulama vode, uz nastajanje nedisocirane kiseline, odnosno
neprotoniranog oblika baze. Takve reakcije nazivaju se
reakcijama hidrolize
, pa kažemo da
soli
slabih kiselina, odnosno soli slabih baza, u vodenoj otopini hidroliziraju
.
Ovdje valja napomenuti da, iz očitih razloga, soli čiji kation potječe od jake baze, a anion od jake
kiseline u vodenoj otopini ne hidroliziraju, tj. vodene otopine takvih soli reagiraju neutralno.
Primjerice, soli koje ne hidroliziraju su NaCl, KBr, NaNO
3
, NaClO
4
itd. Kationi tih soli u vodenoj
otopini ne pokazuju kiselinsko-bazna svojstva, a anioni potječu od jakih kiselina, pa su
izuzetno
slabe baze
i ne pokazuju tendenciju da akceptiraju ion H
+
iz molekule vode.
Primjer 1.
Odredite koje će od navedenih soli hidrolizirati te hoće li njihova otopina reagirati kiselo ili
lužnato: NH
4
NO
3
, CH
3
COONa, CH
3
CH
2
NH
3
+
Cl
–
, NaClO, Ca(ClO
4
)
2
, NaCN, KI.
Hidrolizirat će soli čiji kation potječe od slabe baze (otopina će im biti kisela) i soli čiji anion potječe od
slabe kiseline (otopina će im biti lužnata). Soli čiji kation potječe od jake baze, a anion od jake kiseline
neće hidrolizirati, pa će im otopina biti neutralna.
Soli koje hidroliziraju dajući kiselu otopinu: NH
4
NO
3
, CH
3
CH
2
NH
3
+
Cl
–
Soli koje hidroliziraju dajući lužnatu otopinu: CH
3
COONa, NaClO, NaCN.
Ne hidroliziraju: Ca(ClO
4
)
2
, KI.
2
1.1. Konstanta hidrolize
Ravnoteža hidrolize određena je konstantom ravnoteže koju nazivamo
konstantom hidrolize
. Za
anion soli slabe kiseline, čiju ravnotežu hidrolize opisuje kemijska jednadžba:
A
–
(aq) + H
2
O(l)
∏
HA(aq) + OH
–
(aq)
konstanta hidrolize dana je relacijom:
h
HA
OH
A
K
Vrijednost konstante hidrolize najčešće nam nije unaprijed poznata, no možemo je lako izračunati
ako znamo koliko iznosi konstanta disocijacije slabe kiseline od koje potječe promatrana sol. Do
izraza koji nam daje vrijednost konstante hidrolize dolazimo jednostavnom transformacijom gornje
relacije:
+
w
h
a
3
3
+
OH
H
HA
A
H O
O
K
K
K
Na sličan način možemo do izraza za vrijednost konstante hidrolize doći i u slučaju soli slabe baze,
čiji kation hidrolizira prema jednadžbi:
BH
+
(aq) + H
2
O(l)
Ý
:B(aq) + H
3
O
+
(aq)
Konstanta hidrolize za tu reakciju dana je sa:
3
h
:B
H O
BH
K
Jednostavnom transformacijom gornjeg izraza dobivamo:
3
w
h
b
:B
B
H O
H
OH
OH
K
K
K
Dakle, da bismo mogli izračunati vrijednost konstante hidrolize dovoljno je poznavati vrijednost
konstante disocijacije slabe kiseline ili baze od koje se izvodi promatrana sol.
