O H+ H2 € H +H2
1.3.8.1. Sự thuỷ phõn của muố
Theo quan điểm của thuyết Areniuyt thỡ sự thuỷ phõn là phản ứng ngược với phản ứng trung hoà. Chẳng hạn như phản ứng thuỷ phõn (1.10), muối đó tỏc dụng với nước để tạo thành axit và bazơ.
Theo quan điểm của thuyết Brestet, bản chất của phản ứng (1.10) được biểu hiện ở phản ứng ion thu gọn của nú:
H – O – H + -
3
CH COO € OH + CH3COOH (1.11)- Phản ứng (1.11) cũng cú dạng của phản ứng axit – bazơ kiểu:
Axit 1 + Bazơ 2 € Bazơ1 + Axit2
Tuy nhiờn, phản ứng (1.11) cú điểm khỏc biệt là bazơ 1 (OH ) mạnh-
hơn so với bazơ 2 ( - 3
CH COO ), tức là phản ứng 1.11 xảy ra ngược với chiều diễn biến bỡnh thường của phản ứng axit – bazơ Brostet. Xột theo cả hai quan điểm thỡ đều thấy sự thủy phõn là phản ứng ngược với phản ứng trung hoà, vậy mà nú vẫn xảy ra được. Nguyờn nhõn chớnh là do yếu tố nồng độ đó tỏc động tới cõn bằng ở cỏc phản ứng đú.
Ta hóy xột sự thuỷ phõn của 4 loại muối dựa vào axit hoặc bazơ của những ion hợp thành muối so với nước. Xột như thế cho phộp tiờn đoỏn phản ứng thuỷ phõn của muối tạo ra mụi trường gỡ.
a) Muối tạo thành từ bazơ mạnh và axit mạnh
Thuộc loại này cú cỏc muối peclorat, clorat, nitrat, clorua, bromua, iođua của cỏc cation kim loại kiềm, kiềm phổ (trừ Be), họ lantan và họ actini. Thớ dụ: NaCl, MgBr2, La(NO3)3 , Ba(ClO4)2, Ac(CLO3)3….
Bởi vỡ cỏc ion gốc axit ở cỏc muối này đều là cỏc bazơ yếu hơn nước (bảng 1.1) nờn chỳng khụng phản ứng với nước theo kiểu phản ứng axit – bazơ Brostet, là chỉ phản ứng tạo ra cỏc ion hiđrat hoỏ theo kiểu axit – bazơ Liuyt như sau:
x+
M + nH O 2 € [M(H O) ]2 n x+ (cation hiđrat hoỏ)
y-
A + nH O 2 € y- 2 n
[A(H O) ] (anion hiđrat hoỏ)
Vỡ lực axit – bazơ của cỏc cation hiđrat hoỏ và anion hiđrat hoỏ loại trờn đều yếu hơn nước nờn chỳng khụng phản ứng tiếp với nước .
Như vậy, muối loại này khụng thể thuỷ phõn, mụi trường vẫn trung tớnh.
b) Muối tạo thành bazơ mạnh và axit yếu:
Thuộc loại này cú muối xianxua, axetat, cacbonat, sufua, photphat, fomiat… của cation kim loại kiềm, kiềm thổ (trừ Be) họ lantan, họ actini. Thớ dụ: KCN, Ba(CH3COO)2 , Na2S, Na3PO4, La(HCOO)3 …
Khi tan trong nước cỏc muối loại trờn sẽ phõn li hoàn toàn thành cỏc cation và cỏc anion. Vỡ cỏc cation của cỏc muối đú đều khụng bị thuỷ phõn (mục a đó xột), cũn cỏc anion đều cú lực bazơ mạnh hơn nước nờn chỉ cú cỏc anion phản ứng với nước:
-
A + H O 2 € HA + OH-
Bazơ1 Axit 2 Axit1 Bazơ
Trong phản ứng thuỷ phõn trờn, anion A đó giành proton của nước để-
tạo ra axit yếu HA và giải phúng ra bazơ mạnh OH làm cho dung dịch cú-
mụi trường bazơ.
Thớ dụ, xột phản ứng thuỷ phõn muối K(HCOO) và Na3PO4 HCOO− + H O 2 € HCOOH + OH- 3- 4 PO + H O 2 € 2- 4 HPO + OH- 2- 4 HPO + H O2 € - 2 4 H PO + OH- - 2 4 H PO + H O 2 € H PO + 3 4 OH-
Phản ứng thuỷ phõn ion fomiat tạo ra axit fomic là axit yếu và bazơ
-
OH làm cho dung dịch cú mụi trường bazơ.
Phản ứng thuỷ phõn ion photphat chi xảy ra ở nấc 1 và nấc 2 là chớnh, cũn nấc 3 xảy ra rất yếu vỡ ion OH sinh ra ở nấc 1 và nấc 2 đó ngăn cản sự-
c) Muối tạo thành từ bazơ yếu và axit mạnh
Điển hỡnh của loại muối này là cỏc muối peclorat, clorat, nitrat, clorua, bromua, ionđua của amoni và đa số cỏc kim loại ở phớa phải của bảng tuần hoàn. Vớ như: NH4Cl, Be Br2, AlCl3, Fe(ClO4)3, CrCl3 …
Đối với loại muối này chỉ cú cỏc cation phản ứng đỏng kể với nước: NH4+
+ H O 2 € NH3 + H O3 +
x+
M + 2H O 2 € M(OH)(x-1)+ + H O3 +
Thực ra quỏ trỡnh thuỷ phõn cation kim loại của cỏc muối này xảy ra như sau: M + nx+ H O 2 € (x-1)+
2 n-1
[M(OH)(H O) ] + H O3 +
Axit 1 Bazơ2 Bazơ1 Axit2
M: Be , 2+ Zn , 2+ Al , 3+ Fe , 3+ Cr , 3+ Cu …2+
Sở dĩ như vậy là vỡ tất cả cỏc ion trong dung dịch nước đều bị hiđrat hoỏ. Vấn đề chớnh là cỏc ion hiđrat hoỏ đú cú lực axit hay bazơ mạnh hơn nước khụng. Nếu lực axit hoặc bazơ của chỳng mạnh hơn nước thỡ chỳng mới cú khả năng tham gia phản ứng axit – bazơ với nước, nghĩa là tham gia phản ứng thuỷ phõn. Cũn nếu lực axit hoặc bazơ của chỳng yếu hơn nước thỡ chỳng chỉ tồn tại trong dung dịch nước dưới dạng ion hiđrat húa. Ở cỏc phản ứng trờn, để cho gọn thường người ta hay viết ion đơn giản mà khụng viết ion hiđrat hoỏ.
Một số cation kim loại hiđrat hoỏ thể hiện lực axit manh hơn nước rất nhiều. Đú là những cation cú bỏn kớnh nhỏ, điện tớch lớn. Thớ dụ: [Cu(H2O)4]2+, [Al(H2O)6]3+, [Fe(H2O)6]3+, [Cr(H2O)6]3+ ….Tham gia phản ứng thuỷ phõn khỏ mạnh.
4NH+ + H O 2 € NH3 + H O3 +