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
( K_a = 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 ( K_b= 1.8 ·10 ^-5 mol/L ); per questo si ha l'equilibrio:

NH₄⁺ + OH ^- ¬¾® NH₃ · H₂O.

Questa reazione consuma OH ^- e poiché [ H₃O⁺ ][ OH ^- ] = 1 · 10 ^-14, delle molecole di H₂O si dissociano in H₃O⁺ e OH ^- fino a portare la K_w = 1 ·10 ^-14.

Gli equilibri sono due:

NH₄⁺ + OH ^- ¬¾® NH₃ · H₂O e

2H₂O ¬¾® 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 ( K_a = 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 ^- ¬¾® Cu(OH)₂.

Anche qui molecole di H₂O si dissociano per portare la K_w = 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 ( K_b= 5 mol/L ) e quindi completamente dissociata.

Tra CH₃COO ^- e H₃O⁺ si ha l'equilibrio:

CH₃COO ^- + H₃O⁺ ¬¾® CH₃COOH + H₂O.

Questa reazione fa diminuire il numero di H₃O⁺ in soluzione, per cui si ha:

2H₂O ¬¾®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 ( K_b= 5 moli/L ) e quindi completamente dissociata.

Tra CO₃²⁺ e H₃O⁺ si ha l'equilibrio:

CO₃²⁺ + H₃O⁺ ¬¾® 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 K_w = 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 ¬¾® 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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