Jos lisäät AlCl3: a veteen, miksi pH laskee?

Selvempi reaktio Berry Holmes ”-vastaus lisäksi:

$$ \ ce {AlCl3 + 4H2O < = > [Al (OH) 4] – + 3Cl- + 4H +} $$

Syy tähän on $ \ ce: n Lewis-happamuus {Al ^ 3 +} $ sekä korkeampi affiniteetti $ \ ce {OH -} $ -ioneihin verrattuna $ \ ce {Cl -} $.

Kommentit

• Kompleksin dissosiaation tasapaino ei ’ pääse tänne niin pitkälle, muista se ’ happama ratkaisu Daniel ’ vastauksella saadaan tämä oikea.
• Hei tillyboy, kiitos vastauksestasi! Minulla on tällä hetkellä 2 vastausta, enkä ole varma, ovatko ne ristiriidassa. Voisiko selvität siis seuraavan ajatuksen: Muodostaako alumiini suoraan Al (OH) 4-kompleksin vai muodostaako se ensin Al (H2O) 4: n, joka vapauttaa sitten H +: n muodostaen A: n l (H2O) 3 (OH) ja niin edelleen, kunnes 4 protonia vapautuu? Paljon kiitoksia vielä kerran.
• @Mithoron: No, se on koko reaktion yleinen yhtälö. Tietysti tämä reaktio koostuu monista yksittäisistä vaiheista, joilla on oma tasapainovakio. Voisit määrittää termodynaamisten laskelmien avulla, missä yksittäisten ainesosareaktioiden tasapainot ovat, vaikka olenkin laiska suorittamaan mainitut laskelmat: P (Oikeastaan sen jälkeen kun olen lukenut kysymyksen uudelleen kaksi kertaa, missä sanotaan, että liuos on hapan? )
• @KT En ole aivan varma tässä olevasta mekanismista, mutta paras arvaukseni on oikeastaan, että se on sekoitus molemmista: dissosioituneiden $ \ ce {H2O} $ -molekyylien hydroksyyli-ionit kiinnittyvät alumiiniin siirtäen automaattisen dissosiaation tasapainoa, kun taas muut vesimolekyylit kiinnittyvät alumiiniin heittäen vähitellen protoninsa. Huomaa kuitenkin, että yllä oleva yhtälö on yhtälö, joka tiivistää paljon reaktioita, mutta ’ ei anna mitään tietoa tasapainotilasta. Loppujen lopuksi sinulle jää ratkaisu $ \ ce {[Al (H2O) 4] ^ {3 +}} $, $ \ ce {[Al (H2O) 3OH] ^ {2 +}} $
• $ \ ce {[Al (H2O) 2 (OH) 2] ^ +} $, $ \ ce {[Al (H2O) (OH) 3]} $ ja $ \ ce {[Al (OH) ) 4] -} $, samoin kuin $ \ ce {Cl -} $, $ \ ce {H +} $ -ionit.

Kun lisäät veteen $ \ ce {AlCl3} $, reaktio tapahtuu:

$$ \ ce {AlCl3 + H2O < = > Al (OH) 3 + HCl} $$

Mutta odota, nyt minulla on happo eli suolahappo ($ \ ce {HCl} $) ja todennäköisesti pohja ($ \ ce {Al (OH) 3} $). Tarpeeksi lähellä, mutta $ \ ce {Al (OH) 3} $ on todella amfoteerinen luonteeltaan, mikä tarkoittaa, että se voi käyttäytyä sekä happona että emäksenä.

Ajattele sitä tennispelinä, toisella puolella olet vahva pelaaja (Novak Djokovic, Roger Federer tai Rafael Nadal – nimit sen) ja toisella puolella olet teini, joka on tuskin tiennyt tennistä kuukauden ajan. Varmasti vahva pelaaja tulee voittamaan. Mutta kumpi näistä kahdesta on vahva pelaaja meidän tapauksemme?

Jos arvelet sen olevan $ \ ce {HCl} $, annan sinulle pisteitä. Luulen, että $ \ ce {Al (OH) 3} $ on kaksimielinen , se ei tiedä varmasti, toimiiko se happona vai emäksenä.$ \ ce {HCl} $ puolestaan tietää , että se on vahva happo. $ \ ce {HCl} $ voittaa pelin, jolloin liuos tekee happamaksi, joten pH laskee.

Kommentit

• Hei Berry, kiitos hauskasta lukemisestasi ja pedagogisesta vastauksestasi! Itse asiassa ajatteluprosessini oli samanlainen (vaikka en sanonut tätä viestissä): AlCl3: n lisääminen veteen muodostaa HCl: n, joka on happo. Koska se on vahva happo, se on täysin dissosioitunut liuoksessa, joten en ymmärrä miksi Cl: n läsnäolo muuttaa pH: ta? Toisin sanoen, ennen AlCl3: n lisäämistä oli tietty määrä H + -ioneja, ja kun vielä on jäljellä niin monta ionia. Miksi pH muuttuu?
• @berryholmes Todellakin loistava vastaus, kaikki lehden viitteet tähän AlCl3: n käyttäytymiseen? Mikä ’ on mielipiteesi LaCl3: sta vedessä (vesiliuos) ja sen pH: sta? Voitteko kommentoida LaCl3: n pH: ta vedessä ja La (OH) 3: n pKa: ta? Koska LaCl3 (aq) muodostaa nopeasti La (OH) 3-havainnon.

Ensinnäkin $ \ ce {Al ^ 3 +} $ erottuu vedessä olevasta $ \ ce {Cl ^ -} $: sta tämän suolan luonteen vuoksi (älä tiedä miksi, muut vastaukset ovat sisällyttäneet tämän mielestäni).

Koska vedessä $ \ ce {Al ^ 3 +} $ -ioni ympäröi itsensä $ \ ce {H2O} $ -molekyyleillä, ja osittain positiivisesti varautuneet H-atomit ovat kääntyneet kohti $ \ ce {Al ^ 3 +} $.

Kun kaikki $ \ ce {H2O} $ -atomit vetävät riittävästi sähkövoimaa, $ \ ce {Al ^ 3 +} $: ta ympäröi niin monta H2O-molekyyliä, kaikki vedetään sisään positiivisella varauksella, että molekyylit ovat liian lähellä toisiaan, ja lopulta yksi $ \ ce {H ^ +} $ -ioneista piiskataan tästä ”$ \ ce {H2O} $ -piiristä”.

Joten $ \ ce {[Al (H2O) 6] ^ 3 +} $: sta tulee $ \ ce {[Al (H2O) 5 (OH)] ^ 2 +} $ + $ \ ce {H ^ +} $

Kaikki $ \ ce {[Al (H2O) 6] ^ 3 +} $ ”eivät suorita tätä toimintoa, ja siksi se, kuten kaikki metalliset vesikompleksit, on heikko happo. Esimerkiksi se toimii myös $ \ ce {Fe ^ 3 +} $: n kanssa.

Kommentit

• Hei, kiitos vastauksestasi. Minulla on kuitenkin kysyttävää: 1) Kuinka Al muodostaa kompleksin H2O-ligandien kanssa muuttaa pH: ta? 2) En ymmärrä, mitä tarkoitat ” -metalleilla, jotka kaikki ovat heikkoja happoja ”. Kiitos vastauksestasi, tietoni ovat myös suunnilleen keskiasteen koulutusta.
• @ K.T. 1) koska Al3 +: n ympärillä on niin paljon H2O-molekyylejä, jotka kaikki vedetään positiivisen varauksen sisään, että molekyylit ovat liian lähellä toisiaan, ja lopulta yksi H + -ioneista lyötään ulos (muokkaa tätä bittiä sisään) 2) kaikki positiiviset metalli-ionit ovat heikkoja happoja, se ’ on vain tosiasia, ja se ’ on selitys ” tee joskus ” bittiä ennen sulkeita.
• @airhuff ty muokkausta varten, haven ’ t sai vihjeen ala- ja yläindeksin tekemisestä.
• Ei ongelmaa. Katso tästä keskustelu / opetusohjelma MathJax-muotoilun käytöstä kemiallisissa ja matemaattisissa yhtälöissä ja vastaavissa. Se ’ on melko pieni oppimiskäyrä;)
• ” don ’ t tiedä miksi, muut vastaukset ovat sisällyttäneet tämän mielestäni ” vastaatko muiden kysymykseen annettujen vastausten perusteella? Katso tämä miksi ionit jakautuvat: en.m.wikipedia.org/wiki/Dissociation_(chemistry)