Jeśli dodasz AlCl3 do wody, dlaczego spada pH?

Bardziej wyraźna reakcja oprócz Berry Holmes „odpowiedź :

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

Powodem tego jest kwasowość Lewisa $ \ ce {Al ^ 3 +} $, jak również wyższe powinowactwo do jonów $ \ ce {OH -} $ w porównaniu z $ \ ce {Cl -} $.

Komentarze

• Równowaga dysocjacji kompleksu wygrana ' Nie zaszliśmy tak daleko, pamiętaj, że ' kwaśny roztwór Daniel Odpowiedź ' jest poprawna.
• Cześć chłopcze, dziękuję za odpowiedź! W tej chwili mam 2 odpowiedzi i nie jestem pewien, czy są ze sobą sprzeczne. w ten sposób wyjaśnisz następującą myśl: Czy aluminium bezpośrednio tworzy kompleks Al (OH) 4, czy też najpierw tworzy Al (H2O) 4, który następnie uwalnia H + do postaci A l (H2O) 3 (OH) i tak dalej, aż uwolnią się 4 protony? Jeszcze raz bardzo dziękuję.
• @Mithoron: Cóż, to jest ogólne równanie całej reakcji. Oczywiście reakcja ta składa się z wielu pojedynczych etapów z własną stałą równowagi. Możesz określić za pomocą obliczeń termodynamicznych, gdzie są równowagi poszczególnych reakcji składowych, chociaż jestem zbyt leniwy, aby przeprowadzić te obliczenia: P (Właściwie po dwukrotnym ponownym przeczytaniu pytania, gdzie jest powiedziane, że roztwór jest kwaśny? )
• @KT Nie jestem do końca pewien co do mechanizmu, ale przypuszczam, że jest to mieszanina obu: jony hydroksylowe z zdysocjowanych cząsteczek $ \ ce {H2O} $ przyczepiają się do aluminium, zmieniając równowagę autodysocjacji, podczas gdy inne cząsteczki wody przyczepiają się do aluminium, stopniowo odrzucając swoje protony. Należy jednak zauważyć, że powyższe równanie jest równaniem, które podsumowuje wiele reakcji, ale nie ' nie dostarcza żadnych informacji o stanie równowagi. Na końcu zostanie Ci rozwiązanie $ \ ce {[Al (H2O) 4] ^ {3 +}} $, $ \ ce {[Al (H2O) 3OH] ^ {2 +}} $
• $ \ ce {[Al (H2O) 2 (OH) 2] ^ +} $, $ \ ce {[Al (H2O) (OH) 3]} $ i $ \ ce {[Al (OH) ) 4] -} $, a także $ \ ce {Cl -} $, $ \ ce {H +} $ jony.

Gdy dodasz $ \ ce {AlCl3} $ do wody, zachodzi reakcja:

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

Ale czekaj, teraz mam kwas, tj. kwas solny ($ \ ce {HCl} $) i prawdopodobnie podstawa ($ \ ce {Al (OH) 3} $). Wystarczająco blisko, ale $ \ ce {Al (OH) 3} $ to w rzeczywistości amfoteryczny , co oznacza, że może zachowywać się zarówno jak kwas, jak i zasada.

Pomyśl o tym jak o meczu tenisowym, z jednej strony jesteś silnym graczem (Novak Djokovic, Roger Federer lub Rafael Nadal – jak to nazywasz), a po drugiej stronie masz nastolatka, który od miesiąca prawie nie zna tenisa. Z pewnością silny gracz wygra. Ale który z nich jest najsilniejszym graczem nasz przypadek?

Jeśli zgadujesz, że to $ \ ce {HCl} $, dam ci punkty. Myślę, że $ \ ce {Al (OH) 3} $ jest dwuznaczny , nie wie na pewno, czy będzie działał jako kwas czy zasada.$ \ ce {HCl} $ z drugiej strony wie , że jest to mocny kwas. $ \ ce {HCl} $ wygrywa grę, powodując zakwaszenie roztworu, a więc pH spada.

Komentarze

• Cześć Berry, dziękuję za bardzo przyjemne czytanie i odpowiedź pedagogiczną! W rzeczywistości mój proces myślowy był podobny (chociaż nie powiedziałem tego w poście): dodanie AlCl3 do wody tworzy HCl, który jest kwasem. Jednakże, ponieważ jest to mocny kwas, ulega on całkowitej dysocjacji w roztworze, więc nie ' nie rozumiem, dlaczego obecność Cl ma wpływ na pH? Innymi słowy, przed dodaniem AlCl3 była pewna liczba jonów H +, a po tym, jak wiele jonów zostało. Dlaczego zmienia się pH?
• @berryholmes Doprawdy świetna odpowiedź, jakieś wzmianki w czasopiśmie na temat tego zachowania AlCl3? Jaka ' jest Twoja opinia na temat LaCl3 w wodzie (aq) i jego pH? Czy możesz skomentować pH LaCl3 w wodzie i pKa La (OH) 3? Ponieważ LaCl3 (aq) szybko tworzy percipient La (OH) 3.

Przede wszystkim $ \ ce {Al ^ 3 +} $ oddzieli się od $ \ ce {Cl ^ -} $ w wodzie, ze względu na naturę tej soli (nie wiem dlaczego, inne odpowiedzi zawierają to, jak sądzę).

Ponieważ w wodzie jon $ \ ce {Al ^ 3 +} $ otacza się cząsteczkami $ \ ce {H2O} $, a częściowo dodatnio naładowane atomy H są zwrócone w kierunku $ \ ce {Al ^ 3 +} $.

Przy wystarczającej sile elektrycznej, która przyciągnie wszystkie atomy $ \ ce {H2O} $, będzie tak wiele cząsteczek H2O otaczających $ \ ce {Al ^ 3 +} $, wszystko jest wciągane przez ładunek dodatni, że cząsteczki są zbyt blisko siebie i ostatecznie jeden z jonów $ \ ce {H ^ +} $ jest wyrzucany z tego „$ \ ce {H2O} $ kręgu”.

Więc $ \ ce {[Al (H2O) 6] ^ 3 +} $ stanie się $ \ ce {[Al (H2O) 5 (OH)] ^ 2 +} $ + $ \ ce {H ^ +} $

Nie wszystkie $ \ ce {[Al (H2O) 6] ^ 3 +} $ „s wykonają tę czynność i dlatego, podobnie jak wszystkie wodne kompleksy metali, jest słabym kwasem. Na przykład działa również z $ \ ce {Fe ^ 3 +} $.

Komentarze

• Cześć, dziękuję za odpowiedź. Jednak mam kilka pytań: 1) W jaki sposób Al tworzący kompleks z ligandami H2O zmienia pH? 2) Nie ' nie rozumiem, co masz na myśli, mówiąc „, wszystkie metale to słabe kwasy „. Dziękuję za odpowiedź, moja wiedza jest również z grubsza na poziomie szkoły średniej.
• @ K.T. 1) ponieważ jest tak wiele cząsteczek H2O otaczających Al3 +, wszystkie są wciągane przez ładunek dodatni, że cząsteczki są zbyt blisko siebie i ostatecznie jeden z jonów H + jest wyrzucany (edytuje ten kawałek) 2) wszystko dodatnie jony metali to słabe kwasy, to ' fakt, a ' jest wyjaśnieniem ” czasami ” nieco przed nawiasami.
• @airhuff ty do edycji, haven ' t mam wskazówkę, jak zrobić indeks dolny i górny.
• Żaden problem. Zobacz to , aby zapoznać się z dyskusją / samouczkiem na temat korzystania z formatowania MathJax dla równań chemicznych i matematycznych itp. To ' to dość mała krzywa uczenia się;)
• ” don ' nie wiem dlaczego, inne odpowiedzi obejmowały to, jak sądzę ” Czy odpowiadasz na podstawie innych odpowiedzi na pytanie? Zobacz to, dlaczego jony rozdzielają się: en.m.wikipedia.org/wiki/Dissociation_(chemistry)