Witaj :)
Zapiszmy nasze równanie reakcji sumarycznie:
[tex]C_6H_5O^-+H_2O\rightleftarrows C_6H_5OH+OH^-[/tex]
Reakcja ta jest równowagowa, wobec czego możemy zapisać wyrażenie na stałą tej reakcji:
[tex]\large \boxed{K=\frac{[C_6H_5OH]\cdot [OH^-]}{[C_6H_5O^-]\cdot [H_2O]} }[/tex]
Pomnóżmy obustronnie nasze równanie przez stężenie równowagowe wody:
[tex]\large \boxed{K\cdot [H_2O]=\frac{[C_6H_5OH]\cdot [OH^-]}{[C_6H_5O^-]} }[/tex]
Ponieważ stężenie wody jest wartością stałą, wówczas:
[tex]\large \boxed{K=\frac{[C_6H_5OH]\cdot [OH^-]}{[C_6H_5O^-]} }[/tex]
Teraz pomnóżmy licznik, oraz mianownik w naszym równaniu przez stężenie jonów wodorowych:
[tex]\large \boxed{K=\frac{[C_6H_5OH]\cdot [OH^-]\cdot [H^+]}{[C_6H_5O^-]\cdot [H^+]} }[/tex]
Zauważamy, że w liczniku mamy iloczyn stężenia jonów wodorotlenkowych i wodorowych. Taki iloczyn jest nazywany iloczynem jonowym wody, wobec czego:
[tex]\large \boxed{K=\frac{[C_6H_5OH]\cdot K_w}{[C_6H_5O^-]\cdot [H^+]} }[/tex](1)
Fenol jako słaby kwas dysocjuje w myśl równania:
[tex]C_6H_5OH\rightleftarrows C_6H_5O^-+H^+[/tex]
Możemy zapisać wyrażenie na stałą dysocjacji fenolu:
[tex]\large \boxed{K_a=\frac{[C_6H_5O^-]\cdot [H^+]}{[C_6H_5OH]} }[/tex](2)
Jeśli dobrze się teraz przyjrzymy naszemu równaniu oznaczonemu (1), to zauważamy, że występuje w nim czynnik odwrotności stałej dysocjacji fenolu. Równanie (1) możemy zatem zapisać jako:
[tex]\large \boxed{K=\frac{1}{K_a}\cdot K_w }[/tex]
Ostatecznie możemy zapisać:
[tex]\large \boxed{K=\frac{K_w}{K_a}=K_h }[/tex]
Tym oto sposobem wyprowadziliśmy wzór na stałą hydrolizy. Odczytajmy z tablic chemicznych wartość stałej dysocjacji fenolu, oraz wartość iloczynu jonowego wody w temperaturze 25°C:
[tex]K_a=1,3\cdot10^{-10}\\K_w=10^{-14}[/tex]
Obliczamy wartość stałej hydrolizy:
[tex]\large \boxed{K_h=\frac{10^{-14}}{1,3\cdot 10^{-10}}=7,69\cdot 10^{-5} }[/tex]
ODP.: Stała równowagi reakcji hydrolizy w temperaturze 25 stopni Celsjusza wynosi 7,69·10⁻⁵.
