home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapt11.5c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  10KB  |  209 lines
  1. à 11.5cèHydrolysis ç Salts
  2. äèPlease predict wheêr ê aqueous solutions ç ê followïg salts will be acidic, basic, or neutral.
  3. (Acid å base dissociation constants are ïclude ï ê Tables)
  4. âèIs an aqueous solution ç AlBr╕ acidic, basic, or neutral?è
  5. AlBr╕ consists ç AlÄó å Brú.èAlÄó is an acidic cation.èThe reaction,
  6. Al(H╖O)╗Äó + H╖O ──¥ Al(H╖O)║(OH)ìó + H╕Oó, shows ê hydrolysis by ê
  7. AlÄó ion.èBrú is ê conjugate base ç HBr, which is a strong acid. 
  8. Brú is such a weakly basic anion that it is considered ë be a neutral
  9. anion.èAs a result ç ê acid-base properties ç ê ions, a solution
  10. ç AlBr╕ is acidic.
  11. éSèA salt dissociates completely ïë cations å anions when it
  12. dissolves ï water ë form a dilute solution.èSome ions cause water ë
  13. hydrolyze.èHydrolysis is ê splittïg ç water.èIons may be classified
  14. as eiêr acidic, basic, or neutral.èThe acidic å basic å basic ions
  15. can cause ê hydrolysis.èIn order ë decide wheêr a given solution
  16. will be acidic, basic, or neutral, we just consider ê behavior ç each
  17. ion.
  18.  
  19. 1. Neutral Ions:
  20. èè Neutral ions have no effect on ê acidity or basicity ç ê solu-
  21. tion.èNeutral anions are ê conjugate bases ç strong acids; such as,
  22. Clú, Brú, Iú, NO╕ú,èå ClO╣ú.èNeutral cations are those ç ê Group
  23. 1 å Group 2 metals: Lió, Naó, Kó, Caìó, å Srìó.
  24.  
  25. 2. Acidic Ions:
  26. èè The conjugate bases ç strong acids that have anoêr dissociable
  27. proën are acidic anions.èExamples are HSO╣ú, H╖PO╣ú, å HC╖O╣ú.èWith 
  28. êse acids ê first proën is ê most easily donated.èSubsequent
  29. proëns are donated less readily å ê anions are weaker acids.
  30. Strictly speakïg ê donation ç a proën by êse ions is not a hydrol-
  31. ysis, because a water molecule is not beïg split.èWe consider êse
  32. reactions here, sïce compounds ç êse ions are considered ë be salts. 
  33. èè Transition metal cations are acidic cations; such as, Feìó, FeÄó,
  34. CrÄó, å Znìó.èOêr cations ç relatively small size å high charge
  35. are also acidic, for example, AlÄó.
  36.  
  37. 3. Basic Ions:
  38. èè The conjugate bases ç weak acids are basic.èSome examples ç this
  39. category are: CO╕ìú, SO╕ìú, NO╖ú, PO╣Äú, Sìú, å C╖H╕O╖ú.èBy examïïg
  40. a table ç weak acids, we can predict which anions(conjugate bases) will
  41. be basic.
  42.  
  43. Will a Na½CO╕ solution be acidic, basic, or neutral?èWe must know what
  44. ions are formed when sodium carbonate dissolves ï water.èWhat ions are
  45. formed?èNa╖CO╕ ─¥ 2Naó + CO╕ìú.èSïce Naó is a Group 1 cation, we know
  46. it is neutral.èThe carbonate ion, on ê oêr hå, is ê conjugate
  47. base ç a very weak base, HCO╕ú, which ï turn is ê conjugate base ç
  48. ê weak acid, H╖CO╕.èThe solution will be basic.èThe hydrolysis 
  49. reaction is CO╕ìú + H╖O ──¥ HCO╕ú + OHú.èThis reaction ïcreases ê
  50. hydroxide ion concentration above ê level ï pure water å ê solu-
  51. tion is basic.
  52.  
  53. Will an AlCl╕ solution be acidic, basic, or neutral?èThis salt dissolves
  54. releasïg AlÄó å Clú ions.èThe Clú ion is neutral.èAlÄó is an acidic
  55. cation.èWe know that six water molecules associate with one AlÄó cation.
  56. The hydrolysis reaction is Al(H╖O)╗Äó + H╖O ──¥ Al(H╖O)║OHìó + H╕Oó.
  57. This reaction ïcreases ê H╕Oó concentration above that ï pure water,
  58. å, thus, ê soltuion is acidic.
  59.  
  60. It is difficult ë decide wheêr ê acid-base properties ç some ions
  61. simply by lookïg at êir formula.èAn example is HCO╕ú.èThis ion is
  62. amphoteric: capable ç actïg eiêr as an acid or a base.èHow do we
  63. decide?èWe look at ê K╬ å K╧ values.èThe equilibria are:
  64.  
  65.     HCO╕ú + H½O = H╕Oó + CO╕ìú, K╬ = 4.7x10úîî
  66.  
  67.     HCO╕ú + H½O = H╖CO╕ + OHú , K╧ = 2.2x10úô
  68.  
  69. We see that K╧ > K╬.èConsequently, HCO╕ú is stronger as a base than it
  70. is as an acid.èThe HCO╕ú ion is weakly basic.èA solution ç NaHCO╕ is
  71. weakly basic.
  72.  1èWhich one ç ê followïg salts will produce an acidic
  73.     èèaqueous solution?
  74.  
  75.     èèA) NaCN        B) K╖S
  76.  
  77.     èèC) LiHSO╣        D) Ba(NO╕)╖
  78. üèLiHSO╣ consists ç Lió å HSO╣ú ions.èThe Lió cation is a
  79. neutral ion.èHSO╣ú is ê conjugate base ç H╖SO╣, a very strong acid.
  80. HSO╣ú has an dissociable proën å acts as a weak acid.èIts acid
  81. dissociation constant is 1.2x10úì.èNaCN å K╖S will give basic solu-
  82. tions.èBa(NO╕)╖ is approximately neutral.
  83. Ç C
  84.  2èWhich one ç ê followïg salts will yield a basic aqueous
  85.     èèsolution?
  86.  
  87.     èèA) KC╖H╕O╖        B) NH╣Cl
  88.  
  89.     èèC) CaCl╖        D) NaH╖PO╣
  90. üèKC╖H╕O╖ is potassium acetate å consists ç Kó å C╖H╕O╖ú ions.
  91. The Kó ion is neutral, but ê acetate ion is basic.èAn aqueous solution
  92. ç KC╖H╕O╖ is basic.èNH╣Cl å NaH╖PO╣ form acidic solutions.èCaCl╖
  93. forms approximately neutral solutions.
  94. Ç A
  95.  3èWhich one ç ê followïg aqueous salt solutions will be 
  96. èèèèèèbasic?
  97.  
  98.     èèA) CrBr╕        B) NaHC╖O╣
  99.  
  100.     èèC) Mg(HSO╣)╖    D) KNO╖
  101. üèPotassium nitrite consists ç Kó å NO╖ú ions.èThe Kó ion is
  102. neutral.èThe nitrite ion is ê conjugate base ç a weak acid, NO╖ú.
  103. Conjugate bases ç weak acids are slightly basic ï aqueous solution.
  104. The hydrolysis reaction isèNO╖ú + H╖O ──¥ HNO╖ + OHú.èThe oêr three
  105. choices form acidic solutions.
  106. Ç Dè
  107.  4èWhich one ç ê followïg aqueous salt solutions will be
  108.     èèacidic?
  109.  
  110.     èèA) FeCl╕        B) Na╕PO╣
  111.  
  112.     èèC) Ca(ClO)╖        D) K╖SO╣
  113. üèIron(III) chloride consists ç FeÄó å Clú ions.èThe FeÄó ion
  114. is a transition metal cation.èThese ion have relatively high charge
  115. for êir size.èThey attract ê electrons on oxygen ï ê water mole-
  116. cule, which ên enable one ç ê hydrogens ë be donated as a proën ë
  117. anoêr water molecule.èClú is ê conjugate base ç ê very strong
  118. acid, HCl.èClú is a neutral anion.èThe FeCl╕ solution is acidic å 
  119. ê hydrolysis reaction is Fe(H╖O)╗Äó + H½O ──¥ Fe(H╖O)║(OH)ìó + H╕Oó.
  120. Ç A
  121.  5èRank ê followïg solutions from ê most acidic ë ê most
  122.     èèbasic.è[A] = KNO╕èè [B] = NH╣Clèè [C] = Na╖CO╕
  123.  
  124.     èèA) [A] > [B] > [C]        B) [B] > [A] > [C]
  125.  
  126.     èèC) [C] > [A] > [B]        D) [C] > [B] > [A]
  127. üèThe ions that compose êse salts å êir acid-base character
  128. is:èSaltèèèèèCationèèèèèè AnionèèèèèèSolution
  129. èè KNO╕èèè Kóè (neutral)èè NO╕úè(neutral)èè Neutral
  130. èè NH╣ClèèèNH╣ó (acidic)èèèClúè (neutral)èè Acidic
  131. èè Na╖CO╕èè Naóè(neutral)èè CO╕ìú (basic)èèè Basic
  132. The order ç ê solutions from most acidic ë most basic is
  133. NH╣Cl > KNO╕ > Na╖CO╕.èIn terms ç ê letters: [B] > [A] > [C].
  134. Ç B
  135.  6èWhich ionic reaction shows hydrolysis by sodium carbonate,
  136.     èèNa╖CO╕, ë yield a basic aqueous solution?
  137.  
  138.     èèA) CO╕ìú + 2OHú ──¥ H╖O + CO╖ + 2Oìú.
  139.     èèB) CO╕ìú + H╖Oè──¥ HCO╕ú + OHú.
  140.     èèC) Naó + H½Oèè──¥ NaHìó + OHú.
  141.     èèD) Naó + OHúèè──¥ NaOH.
  142. üè We need ë show ê generation ç OHú ions ï order ë show that
  143. ê solution is basic.èThe reaction will not ïvolve Naó, because this
  144. ion is neutral.èThe carbonate ion, CO╕ìú, is ê conjugate base ç HCO╕ú.
  145. Hydrolysis is a reaction that splits water. To act as a base ê carbon-
  146. ate ion must accept a proën.èThe proën comes from ê water.
  147. The hydrolysis reaction is:èCO╕ìú + H╖Oè──¥ HCO╕ú + OHú.
  148. Ç B
  149.  7èWhich hydrolysis reaction shows why a solution ç K╖HPO╣ is
  150.     èèbasic?
  151.  
  152.     èèA) HPO╣ìú ──¥ PO╕ú + OHú.
  153.     èèB) HPO╣ìú + H╖O ──¥ H╖PO╣ú + OHú.
  154.     èèC) K╖H + H╖O ──¥ 2Kó + 2OHú.
  155.     èèD) PO╣Äú + H╖Oè──¥ HPO╣ìú + OHú.
  156. üèWe need ë identify ê ions that make up ê compound.èThe name
  157. ç ê compound is potassium hydrogen phosphate which helps us ë recog-
  158. nize that it is composed ç Kó å HPO╣ìú ions.èKó is quite content as
  159. a neutral ion å does not participate ï a hydrolysis reaction.èWe need
  160. ë write a reaction showïg HPO╣ìú actïg as a base.èBases accept Hó.
  161. In a hydrolysis reaction, ê Hó comes from ê water.èThe hydrolysis 
  162. reaction is: HPO╣ìú + H╖O ──¥ H╖PO╣ú + OHú.
  163. Ç B
  164.  8èWill a solution ç NaHC╖O╣ be acidic or basic?è Which 
  165. èèèèè hydrolysis reaction is correct?
  166.  
  167.     èèA) basic,è HC╖O╣ú + H╖O ──¥ H╖C╖O╣ + OHú.
  168.     èèB) acidic,èHó + H╖O ──¥ H╕Oó.
  169.     èèC) basic,è C╖O╣ìú + H╖O ──¥ HC╖O╣ú + OHú.
  170.     èèD) acidic,èHC½O╣ú + H╖O ──¥ C╖O╣ìú + H╕Oó.
  171. üèNaHC╖O╣ consists ç Naó å HC╖O╣ú ions.èThe Naó ion is neutral
  172. å does not affect ê pH.èThe HC╖O╣ú ion can acts eiêr as an acid
  173. or a base.èIts K╬ equals 5.4x10úÉ, while its K╧ equals 1.9x10úîÄ.èSïce
  174. K╬ much greater than K╧, ê HC╖O╣ú ion acts as an acid ï water.èThe
  175. solution ç NaHC╖O╣ will be acidic å ê reaction showïg HC╖O╣ú actïg
  176. as an acid isèHC½O╣ú + H╖O ──¥ C╖O╣ìú + H╕Oó.
  177. Ç D
  178.  9èWill a solution ç calcium hypochlorite, Ca(ClO)╖ be acidic or
  179. èèèèè basic?è Which hydrolysis reaction is correct?
  180.  
  181.     èèA) basic,è Oìú + H╖O ──¥ 2OHú.
  182.     èèB) basic,è ClOú + H╖O ──¥ HClO + OHú.
  183.     èèC) acidic,èCaìó + 2H╖O ──¥ Ca(OH)╖ + 2Hó.
  184.     èèD) acidic,èCaìó + H╖O ──¥ CaO + 2Hó.
  185. üèCalcium hypochlorite consists ç Caìó å ClOú ions.èThe calcium
  186. ion is essentially neutral.èThe hypochlorite ion is a weak base.èWe
  187. can expect ClOú ë be a weak base, because its conjugate acid is a weak
  188. acid, hypochlorous acid (HClO).èA solution ç Ca(ClO)½ is basic å its
  189. hydrolysis reaction isèClOú + H╖O ──¥ HClO + OHú.
  190. Ç B
  191.  10èWill a solution ç sodium hydrogen sulfite, NaHSO╕, be acidic
  192. èèèèèèor basic?è Which hydrolysis reaction is correct?
  193.  
  194.     èèA) basic,è HSO╕ú + H╖O ──¥ H╖SO╕ + OHú.
  195.     èèB) basic,è SO╕ìú + H╖O ──¥ HSO╕ú + OHú.
  196.     èèC) acidic,èHSO╕ú + H╖O ──¥ SO╕ìú + H╕Oó.
  197.     èèD) acidic,èNaó + 2H╖Oè──¥ NaOHè+ H╕Oó.
  198. üèSodium hydrogen sulfite (or sodium bisulfite) contaïs Naó å
  199. HSO╕ú ions.èWe know that ê Group 1 cations are neutral.èThe HSO╕ú ion
  200. can act eiêr as an acid or a base.èWe need ë look at its acid å
  201. base dissociation constant ë decide how it will behave.èThe acid dis-
  202. sociation constant, K╬, is 6.4x10úô.èIts base dissociation constant is
  203. 5.9x10úîÄ.èThe Ka value is larger than ê K╧ value.èConsequently, we
  204. know that HSO╕ú acts preferentially as a weak acid.èThe NaHSO╕ solution
  205. will be acidic, å ê hydrolysis reaction is
  206.         HSO╕ú + H╖O ──¥ SO╕ìú + H╕Oó.
  207. Ç C
  208.  
  209.