Вычисление ступенчатых констант гидролиза солей слабых двухосновных кислот

Выведенные выше формулы предназначены для вычисления К_гидр, h_гидр, [Н⁺], рН растворов солей, являющихся бинарными электролитами, т.е. если гидролиз протекает только в одну ступень.

Для солей, гидролизующихся по второй или даже по третьей ступени, необходимо для вычисления ступенчатых констант гидролиза учитывать соответствующие процессу константы ионизации образующегося при гидролизе слабого электролита.

Рассмотрим этот случай на конкретном примере.

Пример: Вывести формулы для расчета константы гидролиза по первой ступени и константы гидролиза по второй ступени карбоната натрия Na₂CO₃.

Карбонат натрия гидролизуется по аниону. Гидролиз протекает в две ступени.

а) вывод формулы для расчета К_1,гидр

СО₃^2- + Н₂О Û НСО₃^- + ОН^- 1-ая ступень

;

При гидролизе образуется ион НСО₃^- , который в свою очередь ионизирует по уравнению: НСО₃^- Û Н⁺ + СО₃^2–

Это уравнение соответствует 2-ой ступени ионизации угольной кислоты Н₂СО₃:

;

Проведя соответствующие преобразования, получим:

;

Таким образом, для вычисления константы гидролиза карбоната натрия по 1-ой ступени в формулу для расчета необходимо подставить величину константы ионизации угольной кислоты по – 2-ой ступени.

б) вывод формулы для расчета константы гидролиза по 2-ой ступени - К_2,гидр

НСО₃^- + Н₂О Û Н₂СО₃ + ОН^- 2-ая ступень

;

При гидролизе образуется угольная кислота, которая, в свою очередь, ионизирует по уравнению: Н₂СО₃ Û НСО₃^- + Н⁺

Это уравнение соответствует 1-ой ступени ионизации угольной кислоты, и его характеризует константа ионизации по первой ступени:

;

Проведя разобранные ранее преобразования, получим:

Таким образом, для вычисления константы гидролиза соли двухосновной кислоты по первой ступени необходимо учитывать константу ионизации слабой кислоты по второй ступени, а для расчета константы гидролиза по 2-ой ступени – константу ионизации слабой кислоты по 1-ой ступени. Итак, для вычисления ступенчатых констант гидролиза необходимо учитывать константу ионизации слабого электролита, образующегося в результате гидролиза (НСО₃^-, Н₂СО₃, НРО₄^2-, Н₂РО₄^-, Н₃РО₄, СuОН⁺, Сu(ОН)₂ и т.д.).