Складіть рівняння гідролізу солей k2s. Складання іонно-молекулярних і молекулярних рівнянь гідролізу солей
1.4. гідроліз солей
Гідроліз - процес обмінного взаємодії іонів солі з водою, що приводить до утворення малодисоційованих речовин і супроводжується зміною реакції ( pH) Середовища.
Суть гідролізу солей полягає в тому, що відбувається зсув рівноваги дисоціації води внаслідок зв'язування одного з її іонів з утворенням малодисоційованих або труднорастворимого речовини. В результаті гідролізу можуть утворюватися молекули слабких кислот і підстав, аніони кислих солей або катіони основних солей. У більшості випадків гідроліз є оборотним процесом. При підвищенні температури і розведенні гідроліз посилюється. Гідроліз йде по-різному в залежності від сили кислоти і підстави, що утворили сіль. Розглянемо різні випадки гідролізу солей.
а) Сіль освічена слабкою кислотоюі сильною основою ( K 2 S).
При розчиненні в воді K 2 S дисоціює
K 2 S2K + + S 2.
При складанні рівнянь гідролізу в першу чергу необхідно визначити іони солі, що зв'язують іони води в малодиссоциирующие з'єднання, тобто іони, що зумовлюють гідроліз.
В даному випадкуіони S 2- пов'язують катіон H +, утворюючи іон HS -
S 2 + H 2 OHS - + OH -
Рівняння гідролізу в молекулярній формі
K 2 S + H 2 OKHS + KOH.
Практично гідроліз солі переважно обмежується першим ступенем з утворенням кислої солі (в даному випадку KHS). Таким чином, гідроліз солі, утвореної сильною основою і слабкою кислотою (такий, як K 2 S) протікає по аніону солі. Надлишок іонів OH - в розчині обумовлює лужну реакціюсередовища в розчині (pН> 7).
б)Cоль утворена слабкою основою і сильною кислотою (CuCl 2, Al 2 ( SO 4 ) 3).
При розчиненні в воді CuCl 2 дисоціює
СuCl 2 Cu 2+ + 2Cl -
Іони Cu 2 з'єднуються з іонами OH -, утворюючи гідроксоіони CuOH +. Гідроліз солі обмежується першим ступенем, і освіту молекули Cu (OH) 2 не відбувається. Іонно-молекулярне рівняння має вигляд
Cu 2+ + HOHCuOH + + H +.
В даному випадку продуктами гідролізу є основна сіль і кислота. Рівняння гідролізу в молекулярній формі записується в такий спосіб
CuCl 2 + H 2 OCuOHCl + HСl.
Таким чином, гідроліз солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою (в даному випадку CuCl 2) протікає по катіону солі. Надлишок іонів H + в розчині обумовлює кислу реакцію середовища в розчині (рН<7).
При розчиненні в воді Al 2 (SO 4) 3 дисоціює
Al 2 (SO 4) 3 2 Al 3 + 3 SO 4 2-.
В даному випадку іони Al 3+ з'єднуються з іонами ОН -, утворюючи гідроксоіони AlOH 2+ . Гідроліз солі обмежується першим ступенем, і освіту молекули Al (OH ) 3 не відбувається. Іонно-молекулярне рівняння має вигляд
Al 3+ + Н 2 О AlOH 2+ + Н +.
Продуктами електролізу є основна сіль і кислота.
Рівняння гідролізу в молекулярній формі записується в такий спосіб
Al 2 (SO 4) 3 + 2 Н 2 О 2AlOHSO 4 + H 2 SO 4.
в) Сіль утворена слабкою кислотою і слабкою основою (CH 3 COONH 4).
CH 3 COO - + NH 4 + + H 2 O CH 3 COOH + NH 4 OH.
В цьому випадку утворюються два малодисоційованих з'єднання, і pH розчину залежить від відносної сили кислоти і підстави. Якщо продукти гідролізу можуть вилучатися з розчину, то гідроліз протікає до кінця. наприклад
Al 2 S 3 + 6 H 2 O = 2Al (OH) 3↓ + 3H 2 S.
Можливі й інші випадки незворотного гідролізу, їх неважко передбачити, адже для незворотності процесу небхідно, щоб хоча б один з продуктів гідролізу йшов зі сфери реакції.
г) Солі, утворені сильною кислотою і сильною основою ( NaCl, K 2 SO 4 , RbBrта ін.) гідролізу не піддавалося, тому єдиним малодиссоциирующие з'єднанням є H 2 O (рН = 7). Розчини цих солей мають нейтральне середовище. наприклад
NaCl + H 2 O NaOH + HCl
Na + + Cl - + H 2 O Na + + OH - + H + + Cl -
H 2 O H + + OH -.
Реакції оборотного гідролізу повністю підкоряються принципу Ле-Шательє. Тому гідроліз солі можна посилити (І навіть зробити необоротним) наступними способами:
1) додати води;
2) нагріти розчин, при цьому посилюється ендотермічна дисоціація води, а значить, збільшується кількість іонів Н + і ОН -, які необхідні для здійснення гідролізу солі;
3) зв'язати один з продуктів гідролізу в важкорозчинні сполуки або видалити один з продуктів в газову фазу; наприклад, гідроліз ціаніду амонію NH 4 CN буде значно посилюватися за рахунок розкладання гідрату аміаку з утворенням аміаку NH 3 і води:
NH 4 + + CN - + H 2 O NH 3 + H 2 O + HCN.
Гідроліз можна придушити , Діючи в такий спосіб:
1) збільшити концентрацію розчиненої речовини;
2) охолодити розчин (для ослаблення гідролізу розчини солей слід зберігати концентрованими і при низьких температурах);
3) ввести в розчин один з продуктів гідролізу; наприклад, окисліться розчин, якщо його середовище в результаті гідролізу кисла, або подщелачивать, якщо лужна.
Взаємне посилення гідролізу Припустимо, що в різних судинах встановилися рівноваги
CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH -
Al 3+ + H 2 O AlOH 2+ + H +
Обидві солі гідроліз незначно, але якщо розчини змішати, то відбувається зв'язування іонів H + і OH -. Відповідно до принципу Ле-Шательє обидва рівноваги зміщуються вправо, гідроліз посилюється і протікає повністю
2 AlCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O = 2 Al (OH) 3↓ + 3 CO 2 + 6 NaCl.
Це називається взаємним посиленням гідролізу . Таким чином, якщо змішувати розчини солей, з яких одна гідролізується по катіону, а інша - за аніоном, гідроліз посилюється і протікає повністю.
О.А. Нaпілкoва, Н.С. Дoзорцевa
Завдання 201.
Складіть іонно-молекулярне та молекулярне рівняння гідролізу, що відбувається при змішуванні розчинів До 2 S і СгС1 3 . Кожна з узятих солей гідролізується необоротно до кінця з утворенням відповідних підстави і кислоти.
Рішення:
K 2 S - сіль сильної основи і слабкої кислоти гідролізується за аніоном, а CrCl 3 - сіль слабкої основи і сильної кислоти гідролізується по катіону:
K 2 S ⇔ 2K + + S 2; CrCl3 ⇔ Cr 3+ + 3Cl -;
а) S 2 + H 2 O ⇔ HS - + OH -;
б) Cr 3+ + H 2 O ⇔ CrOH 2+ + H +.
Якщо розчини цих солей знаходяться в одній посудині, то йде взаємне посилення гідролізу кожної з них, бо іони Н + і ОН-, зв'язуючись один з одним, утворюють молекули слабкого електроліту Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При утворенні додаткової кількості води гидролитическое рівновагу обох солей зсувається вправо, і гідроліз кожної солі йде до кінця з утворенням осаду і газу:
3S 2 + 2Cr 3+ + 6H 2 O ⇔ 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2 S (іонно-молекулярна форма);
3K 2 S + 2CrCl 3 + 6Н 2 Про ⇔ 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2 S + 6KCl (молекулярна форма).
Завдання 202.
До розчину FeCl 3 додали наступні речовини: a) HCl; б) КОН; в) ZnCl 2; г) Na 2 СО 3. В яких випадках гідроліз хлориду заліза (III) посилиться? Чому? Складіть іонно-молекулярні рівняння гідролізу відповідних солей.
Рішення:
а) Сіль FeCl 3 гідролізується по катіону, а HCl дисоціює у водному розчині:
FeCl 3 ⇔ Fe 3+ + 3Cl -;
HCl ⇔ H + + Cl -
Якщо розчини цих речовин знаходяться в одній посудині, то йде пригнічення гідролізу солі FeCl 3, бо утворюється надлишок іонів водню Н + та рівновагу гідролізу зсувається вліво:
б) Сіль FeCl 3 гідролізується по катіону, а KOH дисоціює у водному розчині з утворенням ОН -:
FeCl 3 ⇔ Fe 3+ + 3Cl -;
Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H +;
KOH ⇔ K + + OH -
Якщо розчини цих речовин знаходяться в одній посудині, то йде гідролізу солі FeCl3 і дисоціації КОН, бо іони Н + і ОН-, зв'язуючись один з одним, утворюють молекули слабкого електроліту Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При цьому гидролитическое рівновагу солі FeCl 3 і дисоціація КОН зсуваються вправо і гідроліз солі і дисоціація підстави йдуть до кінця з утворенням осаду Fe (OH) 3. По суті, при змішуванні FeCl3 і КОН протікає реакція обміну. іонно
Fe 3+ + 3OH - ⇔ Fe (OH) 3 ↓;
Молекулярне рівняння процесу:
FeCl 3 + 3KOH ⇔ Fr (OH) 3 ↓ + 3KCl.
в) Сіль FeCl 3 і сіль ZnCl 2 гідролізується по катіону:
Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H +;
Zn 2+ + H 2 O ⇔ ZnOH + + H +
Якщо розчини цих солей знаходяться в одній посудині, то йде взаємне пригнічення гідролізу кожної з них, бо надмірна кількість іонів Н + викликає зміщення гидролитического рівновагу вліво, в сторону зменшення концентрації іонів водню Н +.
г) Сіль FeCl 3 гідролізується по катіону, а сіль Na 2 СО 3 - за аніоном:
Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H +;
СO 3 2- + H 2 O ⇔ HСO 3 - + ОH -
Якщо розчини цих солей знаходяться в одній посудині, то йде взаємне посилення гідролізу кожної з них, бо іони Н + і ОН -, зв'язуючись один з одним, утворюють молекули слабкого електроліту Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При утворенні додаткової кількості води гидролитическое рівновагу обох солей зсувається вправо, і гідроліз кожної солі йде до кінця з утворенням осаду Fe (OH) 3 ↓, слабкого електроліту H 2 CО 3:
2Fe 3+ + 3СO 3 2 + 3H 2 O ⇔ 2Fe (OH) 3 ↓ + 3CO 2 (іонно-молекулярна форма);
2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O ⇔ 2Fe (OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6NaCl (молекулярна форма).
Завдання 203.
Які з солей Al 2 (SO4) 3, K 2 S, Pb (NO 3) 2, КСl піддаються гідролізу? Складіть іонно-молекулярні і молекулярні рівняння гідролізу відповідних солей. Яке значення рН (> 7 <)
мають розчини цих солей?
Рішення:
а) Al 2 (SO 4) 3 - сіль слабкої основи і сильної кислоти. В цьому випадку катіони Al 3 пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі AlOH 2+. Освіта Al (OH) 2+ і Al (OH) 3 не відбувається, тому що іони AlOH 2+ диссоциируют набагато важче, ніж іони Al (OH) 2+ і молекули Al (OH) 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Al2 (SO 4) 3 ⇔ Al 3+ + 3SO 4 2;
або в молекулярній формі:
Al 2 (SO 4) 3 + 2Н 2 О ⇔ 2AlOHSO 4 + H 2 SO 4
У розчині з'являється надлишок іонів водню, які надають розчину Al2 (SO4) 3 кисле середовище, рН< 7 .
б) K 2 S - сіль сильного однокіслотного підстави KOH і слабкою багатоосновної кислоти H 2 S. У цьому випадку аніони S2- пов'язують іони водню Н + води, утворюючи аніони кислої солі НS-. Освіта H2S не відбувається, так як іони НS- диссоциируют набагато важче, ніж молекули H2S. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується за аніоном. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
K 2 S ⇔ 2К + + S 2;
S 2 + H 2 O ⇔ Н S- + ОH -
або в молекулярній формі:
K 2 S + 2Н 2 О ⇔ КНS + КОН
У розчині з'являється надлишок гідроксид-іонів, які надають розчину K 2 S лужне середовище, рН> 7.
в) Pb (NO 3) 2 - сіль слабкої основи і сильної кислоти. В цьому випадку катіони Pb 2+ пов'язують іони ОН- води, утворюючи катіони основної солі PbOH +. Освіта Pb (OH) 2 не відбувається, тому що іони PbOH + диссоциируют набагато важче, ніж молекули Pb (OH) 2. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Pb 2+ + H 2 O ⇔ PbOH + + H +
або в молекулярній формі:
< 7.
г) КCl - сіль сильної основи і сильної кислоти гідролізу не береться, так як іони К +, Cl - не зв'язуватися іонами води H + і OH -. Іони К +, Cl -, H + і OH - залишаться в розчині. Так як в розчині солі присутні рівні кількості іонів H + і OH -, то розчин має нейтральне середовище, рН = 0.
Завдання 204.
При змішуванні розчинів FeCl 3 і Na 2 СО 3 кожна з узятих солей гідролізується необоротно до кінця з утворенням відповідних підстави і кислоти. Висловіть цей спільний гідроліз іонно-молекулярних і молекулярним рівняннями.
Рішення:
FeCl 3 - сіль слабкої основи і сильної кислоти. В цьому випадку катіони Fe 3+ пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі FeOH 2+. Освіта Fe (OH) 2 + і Fe (OH) 3 не відбувається, тому що іони FeOH 2+ диссоциируют набагато важче, ніж іони Fe (OH) 2 + і молекули Fe (OH) 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
FeC l3 ⇔ Fe 3+ + 3Cl -
Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H +
Na 2 CO 3 - сіль сильної основи і слабкої кислоти. В цьому випадку аніони CO 3 2- пов'язують іони водню Н + води, утворюючи аніони кислої солі HCO 3 -. Освіта H 2 CO 3 не відбувається, так як іони HCO 3 - диссоциируют набагато важче, ніж молекули H 2 CO 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується за аніоном. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
2Fe 3+ + 3CO 3 2 + 3H 2 O 2Fe (OH) 3 ⇔ + 3CO 2 (іонно-молекулярна форма);
2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O ⇔ 2Fe (OH) 3 + + 3CO 2 + 6NaCl.
Завдання 205.
До розчину Nа 2 СО 3 додали наступні речовини: a) HCl; б) NaOH; в) Cu (NО 3) 2; г) K 2 S. В яких випадках гідроліз карбонату натрію посилиться? Чому? Складіть іонно-молекулярні рівняння гідролізу відповідних солей.
Рішення:
а) Сіль Na 2 CO 3 гідролізується за аніоном, а HCl дисоціює у водному розчині:
Na 2 CO 3 ⇔ 2Na + + CO 3 2-;
CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH -;
HCl ⇔ H + + Cl -
Якщо розчини цих речовин знаходяться в одній посудині, то йде взаємне посилення гідролізу кожної з них, бо іони Н + і ОН -, зв'язуючись один з одним, утворюють молекули слабкого електроліту Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При цьому гидролитическое рівновагу солі Na 2 CO 3 і дисоціація HCl зсуваються вправо і гідроліз солі і дисоціація кислоти йдуть до кінця з утворенням газоподібного вуглекислого газу. Іонно-молекулярне рівняння процесу:
CO 3 2- + 2Н + ⇔ СО 2 + Н 2 О
Молекулярне рівняння процесу:
Na 2 CO 3 + 2HCl ⇔ 2NaCl + СО 2 + Н 2 О
б) Сіль Na 2 CO 3 гідролізується за аніоном, а NaOH дисоціює у водному розчині:
NaOH ⇔ Na + + OH -.
Якщо розчини цих речовин змішати, то утворюється надлишок іонів ОН -, що зрушує рівновагу гідролізу Na 2 CO 3 вліво і гідроліз солі буде придушуватися.
в) Сіль Na 2 CO 3 гідролізується за аніоном, а сіль Cu (NO 3) 2 - по катіону:
CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH -;
Сu 2+ + H 2 O ⇔ CuOH + + H +.
Якщо розчини цих солей знаходяться в одній посудині, то йде взаємне посилення гідролізу кожної з них, бо іони Н + і ОН -, зв'язуючись один з одним, утворюють молекули слабкого електроліту Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При утворенні додаткової кількості води гидролитическое рівновагу обох солей зсувається вправо, і гідроліз кожної солі йде до кінця з утворенням осаду і газу:
Cu 2+ + CO 3 2 + H 2 O ⇔ Cu (OH) 2 ↓ + CO 2 (іонно-молекулярна форма);
Cu (NO 3) 2 + Na 2 CO 3 + Н 2 О ⇔ Cu (OH) 2 ↓ + CO 2 + 2NaNO 3 (молекулярна форма).
г) Na 2 CO 3 і К 2 S - солі сильного підстави і слабкої кислоти, тому обидві гідролізуються по аніону:
CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH -;
S 2 + H 2 O ⇔ HS - + OH -.
Якщо розчини цих солей знаходяться в одній посудині, то йде взаємне пригнічення гідролізу кожної з них, бо надлишок іонів ОН -, відповідно до принципу Ле Шательє, зміщує рівновагу гідролізу обох солей вліво, в сторону зменшення концентрації іонів ОН -, т. Е. Гідроліз обох солей буде придушуватися.
Завдання 206.
Яке значення рН (> 7<) имеют растворы солей Na 2 S, АlСl 3 , NiSO 4 ? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Рішення:
а) Na 2 S - сіль сильного однокіслотного підстави NaOH і слабкою багатоосновної кислоти H 2 S. У цьому випадку аніони S 2 пов'язують іони водню Н + води, утворюючи аніони кислої солі НS-. Освіта H 2 S не відбувається, так як іони НS - диссоциируют набагато важче, ніж молекули H 2 S. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується за аніоном. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Na 2 S ⇔ 2Na + + S 2;
S 2 + H 2 O ⇔ НS - + ОH -
або в молекулярній формі:
Na 2 S + 2Н 2 О ⇔ NaНS + КОН
У розчині з'являється надлишок гідроксид-іонів, які надають розчину Na2S лужне середовище, рН> 7.
б) AlCl 3 - сіль слабкої основи і сильної кислоти. В цьому випадку катіони Al3 + пов'язують іони ОН- води, утворюючи катіони основної солі AlOH2 +. Освіта Al (OH) 2+ і Al (OH) 3 не відбувається, тому що іони AlOH 2+ диссоциируют набагато важче, ніж іони Al (OH) 2+ і молекули Al (OH) 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
AlCl 3 ⇔ Al 3+ + 3Cl -;
Al 3+ + H 2 O ⇔ AlOH 2+ + H +
або в молекулярній формі:
AlCl 3 + Н 2 О ⇔ 2AlOHCl 2 + HCl
У розчині з'являється надлишок іонів водню, які надають розчину Al2 (SO4) 3 кисле середовище, рН< 7.
в) NiSO4 - сіль слабкої многокіслотного підстави Ni (OH) 2 і сильною двуходноосновной кислоти H2SO4. В цьому випадку катіони Ni2 + пов'язують іони ОН- води, утворюючи катіони основної солі NiOH +. Освіта Ni (OH) 2 не відбувається, тому що іони NiOH + диссоциируют набагато важче, ніж молекули Ni (OH) 2. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Ni (NO 3) 2 ⇔ Ni 2+ + 2NO 3 -;
Ni 2+ + H 2 O ⇔ NiOH + + H +
або в молекулярній формі:
2NiSO 4 + 2Н 2 О (NiOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4
У розчині з'являється надлишок іонів водню, які надають розчину NiSO 4 кисле середовище, рН< 7.
Завдання 207.
Складіть іонно-молекулярні і молекулярні рівняння гідролізу солей Pb (NO 3) 2, Na 2 CO 3, Fe 2 (SO 4) 3. Яке значення рН (> 7<) имеют растворы этих солей?
Рішення:
а) Pb (NO 3) 2 - сіль слабкої основи і сильної кислоти. В цьому випадку катіони Pb 2+ пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі PbOH +. Освіта Pb (OH) 2 не відбувається, тому що іони PbOH + диссоциируют набагато важче, ніж молекули Pb (OH) 2. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Pb (NO 3) 2 ⇔ Pb 2+ + 2NO 3 -;
Pb 2+ + H 2 O ⇔ PbOH + + H +
або в молекулярній формі:
Pb (NO 3) 2 + Н 2 О ⇔ PbOHNO 3 + HNO 3
У розчині з'являється надлишок іонів водню, які надають розчину Pb (NO 3) 2 кисле середовище, рН< 7.
б) Na 2 CO 3 - сіль сильної основи і слабкої кислоти. В цьому випадку аніони CO 3 2- пов'язують іони водню Н + води, утворюючи аніони кислої солі HCO 3 -. Освіта H 2 CO 3 не відбувається, так як іони HCO 3 - диссоциируют набагато важче, ніж молекули H 2 CO 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується за аніоном. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Na 2 CO 3 ⇔ 2Na + + CO 3 2-;
CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH -
або в молекулярній формі:
Na 2 CO 3 + Н 2 О ⇔ СО 2 + 2NaOH
У розчині з'являється надлишок гідроксид-іонів, які надають розчину Na2CO3 лужне середовище, рН> 7.
в) Fe 2 (SO 4) 3 - сіль слабкої основи і сильної кислоти. В цьому випадку катіони Fe 3+ пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі FeOH 2+. Освіта Fe (OH) 2 + і Fe (OH) 3 не відбувається, тому що іони FeOH 2+ диссоциируют набагато важче, ніж іони Fe (OH) 2 + і молекули Fe (OH) 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Fe 2 (SO 4) 3 ⇔ 2Fe 3+ + 3SO 4 2 -
Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H +
Молекулярна форма процесу:
Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O ⇔ 2FeOHSO 4 + H 2 SO 4.
У розчині з'являється надлишок іонів водню, які надають розчину Fe2 (SO4) 3 кисле середовище, рН< 7.
Завдання 208.
Складіть іонно-молекулярні і молекулярні рівняння гідролізу солей НСООК, ZnSО 4, Аl (NO 3) 3. Яке значення рН (> 7<) имеют растворы этих солей?
Рішення:
а) НСООК - сіль сильного однокіслотного підстави KOH і слабкою одноосновної кислотиНСООН. В цьому випадку аніони НСОО - пов'язують іони водню Н + води, утворюючи слабкий електроліт НСООН. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
НСООК ⇔ До + + НСОО -;
НСОО - + H 2 O ⇔ НСООН + ОH -
або в молекулярній формі:
НСООК + Н 2 О НСООН + КОН
У розчині з'являється надлишок гідроксид-іонів, які надають розчину НСООК лужне середовище, рН> 7.
б) ZnSО 4 - сіль слабкої многокіслотного підстави Zn (OH) 2 і сильною многосновной кислоти. В цьому випадку катіони Zn 2+ пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі ZnOH +. Освіта Zn (OH) 2 не відбувається, тому що іони СоOH + диссоциируют набагато важче, ніж молекули Zn (OH) 2. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
ZnSО 4 Zn 2+ + SO 4 2;
Zn 2+ + H 2 O ZnOH + + H +
або в молекулярній формі:
2ZnSО4 + 2Н2О (ZnOH) 2SO4 + H2SO4
У розчині з'являється надлишок іонів водню, які надають розчину ZnSО 4 кисле середовище, рН< 7.
в) Аl (NO 3) 3 - сіль слабкої многокіслотного підстави Al (OH) 3 і сильною одноосновної кислоти HNO 3. В цьому випадку катіони Al 3 пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі AlOH2 +. Освіта Al (OH) 2+ і Al (OH) 3 не відбувається, тому що іони AlOH 2+ диссоциируют набагато важче, ніж іони Al (OH) 2+ і молекули Al (OH) 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Al (NO3) 3 ⇔ Cr 3+ + 3NO 3 -
Al 3+ + H 2 O ⇔ AlOH 2+ + H +
Al (NO 3) 3 + Н 2 О ⇔ AlOH (NO 3) 2 + HNO 3
< 7.
Завдання 209.
Яке значення рН (> 7<) имеют растворы солей Na 3 PO 4 , K 2 S, CuSO 4 ? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Рішення:
а) ортофосфати натрію Na 3 PO 4 - сіль слабкої багатоосновної кислоти Н 3 РО 4 і сильного однокіслотного підстави. В цьому випадку аніони РО 4 3- пов'язують іони водню Н + води, утворюючи аніони кислої солі HРО 4 2. Освіта H 2 РО 4 - і Н 3 РО 4 не відбувається, так як іони HРО 4 2 - диссоциируют набагато важче, ніж іони H 2 РО 4 - і молекули Н 3 РО 4. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується за аніоном. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Na 3 PO 4 ⇔ 3Na + + РО 4 3-;
РО 4 3- + H 2 O ⇔ HРО 4 2 + ОH -
або в молекулярній формі:
Na 3 PO 4 + Н 2 О ⇔ Na 2 HPO 4 + NaOH
У розчині з'являється надлишок гідроксид-іонів, які надають розчину Na 3 PO 4 лужне середовище, рН> 7.
б) K2S - сіль сильного однокіслотного підстави KOH і слабкою багатоосновної кислоти H 2 S. У цьому випадку аніони S 2 пов'язують іони водню Н + води, утворюючи аніони кислої солі НS -. Освіта H 2 S не відбувається, так як іони НS - диссоциируют набагато важче, ніж молекули H 2 S. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується за аніоном. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
K 2 S ⇔ 2К + + S 2;
S 2 + H 2 O ⇔ НS - + ОH -
або в молекулярній формі:
K2S + 2Н 2 О ⇔ КНS + КОН
У розчині з'являється надлишок гідроксид-іонів, які надають розчину K2S лужне середовище, рН> 7.
в) CuSO 4 - сіль слабкої основи і сильної кислоти. В цьому випадку катіони Cu 2+ пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі CuOH +. Освіта Cu (OH) 2 не відбувається, тому що іони CuOH + диссоциируют набагато важче, ніж молекули Cu (OH) 2. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
CuSO 4 ⇔ Cu 2+ + SO 4 2;
Cu 2+ + H 2 O ⇔ CuOH + + H +
або в молекулярній формі:
2CuSO 4 + 2Н 2 О ⇔ (CuOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4
У розчині з'являється надлишок іонів водню, які надають розчину CuSO 4 кисле середовище, рН< 7.
Завдання 210.
Складіть іонно-молекулярні і молекулярні рівняння гідролізу солей CuCl 2, Сs 2 СО 3, Сr (NО 3) 3. Яке значення рН (> 7<) имеют растворы этих солей?
Рішення:
а) CuCl 2 - сіль слабкої многокіслотного підстави Сu (OH) 2 і сильною одноосновної кислоти HCl. В цьому випадку катіони Cu 2+ пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі CuOH +. Освіта Cu (OH) 2 не відбувається, тому що іони CuOH + диссоциируют набагато важче, ніж молекули Cu (OH) 2. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
CuCl 2 ⇔ Cu 2+ + 2Cl -;
Cu 2+ + H 2 O ⇔ CuOH + + H +
або в молекулярній формі:
CuCl 2 + Н 2 О ⇔ CuOHCl + HCl
У розчині з'являється надлишок іонів водню H +, які надають розчину CuCl 2 кисле середовище, рН< 7.
б) Сs 2 CO 3 - сіль сильного однокіслотного підстави CsOH і слабкою двухосновной кислоти Н 2 СО 3. В цьому випадку аніони CO 3 2- пов'язують іони водню Н + води, утворюючи аніони кислої солі HCO 3 -. Освіта H 2 CO 3 не відбувається, так як іони HCO 3 - диссоциируют набагато важче, ніж молекули H 2 CO 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується за аніоном. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Cs 2 CO 3 ⇔ 2Cs + + CO 3 2-;
CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH -
або в молекулярній формі:
Cs2CO 3 + Н 2 О ⇔ СО 2 + 2CsOH
У розчині з'являється надлишок гідроксид-іонів, які надають розчину Сs2CO3 лужне середовище, рН> 7.
в) Cr (NO 3) 3 - сіль слабкої многокіслотного підстави Cr (OH) 3 і сильною одноосновної кислоти HNO 3. В цьому випадку катіони Cr 3+ пов'язують іони ОН - води, утворюючи катіони основної солі CrOH 2+. Освіта Cr (OH) 2 + і Cr (OH) 3 не відбувається, тому що іони CrOH 2+ диссоциируют набагато важче, ніж іони Cr (OH) 2 + і молекули Cr (OH) 3. У звичайних умовах гідроліз йде по першому місці. Сіль гідролізується по катіону. Іонно-молекулярне рівняння гідролізу:
Cr (NO 3) 3 ⇔ Cr 3+ + 3NO 3 -
Cr 3+ + H 2 O ⇔ CrOH 2+ + H +
Молекулярне рівняння реакції:
Cr (NO 3) 3 + Н 2 О ⇔ CrOH (NO 3) 2 + HNO 3
У розчині з'являється надлишок іонів водню, які надають розчину Cr (NO 3) 3 кисле середовище, рН< 7.
ВИЗНАЧЕННЯ
сульфід калію- середня сіль, утворена сильною основою - гідроксидом калію (KOH) і слабкою кислотою - сірководневої (H 2 S). Формула - K 2 S.
Молярна маса - 110г / моль. Являє собою безбарвні кристали кубічної форми.
Гідроліз сульфіду калію
Гідролізується за аніоном. Характер середовища - лужний. Рівняння гідролізу виглядає наступним чином:
Перший ступінь:
K 2 S ↔ 2K + + S 2- (дисоціація солі);
S 2 + HOH ↔ HS - + OH - (гідроліз за аніоном);
2K + + S 2 + HOH ↔ HS - + 2K + + OH - (рівняння в іонної формі);
K 2 S + H 2 O ↔ KHS + KOH (рівняння в молекулярній формі).
Другий ступінь:
KHS ↔ K + + HS - (дисоціація солі);
HS - + HOH ↔H 2 S + OH - (гідроліз за аніоном);
K + + 2HS - + HOH ↔ H 2 S + K + + OH - (рівняння в іонної формі);
KHS + H 2 O ↔ H 2 S + KOH (рівняння в молекулярній формі).
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
| завдання | Сульфід калію отримують нагріванням суміші, що складається з калію і сірки, при температурі 100-200 o С. Яка маса продукту реакції утворюється, якщо взаємодіють 11 г калію і 16 г сірки? |
| Рішення | Запишемо рівняння реакції взаємодії сірки і калію: Знайдемо кількість молей вихідних речовин використовуючи дані, зазначені в умові завдання. Молярна маса калію дорівнює -39 г / моль, сірки - 32 г / моль. υ (K) = m (K) / M (K) = 11/39 = 0,28 моль; υ (S) = m (S) / M (S) = 16/32 = 0,5 моль. Калій в нестачі (υ (K)< υ(S)). Согласно уравнению υ (K 2 S) = 2 × υ (K) = 2 × 0,28 = 0,56 моль. Знайдемо масу сульфіду калію (молярна маса - 110 г / моль): m (K 2 S) = υ (K 2 S) × M (K 2 S) = 0,56 × 110 = 61,6 м |
| відповідь | Маса сульфіду калію дорівнює 61,6 м |
гідроліз солей- це хімічна взаємодія іонів солі з іонами води, що приводить до утворення слабкого електроліту.
Якщо розглядати сіль як продукт нейтралізації підстави кислотою, то можна розділити солі на чотири групи, для кожної з яких гідроліз буде протікати по-своєму.
1). Гідроліз неможливий
Сіль, утворена сильною основою і сильною кислотою ( KBr, NaCl, NaNO 3), Гідролізу піддаватися не буде, так як в цьому випадку слабкий електроліт не утвориться.
рН таких розчинів = 7. Реакція середовища залишається нейтральною.
2). Гідроліз по катіону (в реакцію з водою вступає тільки катіон)
У солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою ( FeCl 2,NH 4 Cl, Al 2 (SO 4) 3, MgSO 4) Гідролізу піддається катіон:
FeCl 2 + HOH<=>Fe (OH) Cl + HCl
Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH -<=>FeOH + + 2Cl - +
Н +
В результаті гідролізу утворюється слабкий електроліт, іон H + і інші іони.
рН розчину< 7 (раствор приобретает кислую реакцию).
3).Гідроліз за аніоном (в реакцію з водою вступає тільки аніон)
Сіль, утворена сильною основою і слабкою кислотою ( КClO, K 2 SiO 3, Na 2 CO 3, CH 3 COONa) Піддається гідролізу за аніоном, в результаті чого утворюється слабкий електроліт, гідроксид-іон ОН - і інші іони.
K 2 SiO 3 + НОH<=>KHSiO 3 + KОН
2K + + SiO 3 2- + Н + + ОH -<=>НSiO 3 - + 2K + + ОН -
рН таких розчинів> 7 (розчин набуває лужну реакцію).
4). Спільний гідроліз (в реакцію з водою вступає і катіон і аніон)
Сіль, утворена слабкою основою і слабкою кислотою ( СН 3 СООNН 4, (NН 4) 2 СО 3, Al 2 S 3), Гідролізується і по катіону, і по аніону. В результаті утворюються малодиссоциирующие підставу і кислота. рН розчинів таких солей залежить від відносної сили кислоти і підстави. Мірою сили кислоти і підстави є константа дисоціації відповідного реактиву.
Реакція середовища цих розчинів може бути нейтральною, слабокислою або слабощелочной:
Al 2 S 3 + 6H 2 O => 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Гідроліз - процес оборотний.
Гідроліз протікає необоротно, якщо в результаті реакції утворюється нерозчинна основа і (або) летюча кислота
Алгоритм складання рівнянь гідролізу солей
|
хід міркувань |
приклад |
||||
|
1. Визначаємо силу електроліту - підстави і кислоти, якими утворена розглянута сіль. Пам'ятайте! Гідроліз завжди протікає по слабкому електроліту, сильний електроліт знаходиться в розчині у вигляді іонів, що не зв'язуються водою.
|
Na 2 CO 3 - карбонат натрію, сіль утворена сильною основою (NaOH) І слабкою кислотою (H 2 CO 3 ) |
||||
|
2. Записуємо дисоціацію солі у водному розчині, визначаємо іон слабкого електроліту, що входить до складу солі: |
2 Na + + CO 3 2- + H + OH - ↔ Це гідроліз за аніоном Від слабкого електроліту в солі присутній аніонCO 3 2- , Він буде зв'язуватися молекулами води в слабкий електроліт - відбувається гідроліз за аніоном. |
||||
|
3. Записуємо повне іонне рівняннягідролізу - іон слабкого електроліту зв'язується молекулами води |
2Na + + CO 3 2- + H + OH - ↔ (HCO 3) - + 2Na + + OH - У продуктах реакції присутні іони ОН -, отже, середовище лужнеpH>7 |
||||
|
4 . Записуємо молекулярне гідролізу |
Na 2 CO 3 + HOH ↔ NaHCO 3 + NaOH |
Практичне застосування.
На практиці з гідролізом вчителю доводиться стикатися, наприклад при приготуванні розчинів гідролізуються солей (ацетат свинцю, наприклад). Звичайна "методика": в колбу наливається вода, засипається сіль, збовтувати. Залишається білий осад. Додаємо ще води, збовтуємо, осад не зникає. Додаємо з чайника гарячої води- осаду здається ще більше ... А причина в тому, що одночасно з розчиненням йде гідроліз солі, і білий осад, який ми бачимо це вже продукти гідролізу - малорозчинні основні солі. Всі наші подальші дії, розбавлення, нагрівання, тільки посилюють ступінь гідролізу. Як же придушити гідроліз? Чи не нагрівати, не готувати занадто розбавлених розчинів, і оскільки головним чином заважає гідроліз по катіону - додати кислоти. Краще відповідної, тобто оцтової.
В інших випадках ступінь гідролізу бажано збільшити, і щоб зробити лужний миючий розчин білизняний соди більш активним, ми його нагріваємо - ступінь гідролізу карбонату натрію при цьому зростає.
Важливу роль відіграє гідроліз в процесі знезалізнення води методом аерації. При насиченні води киснем, що міститься в ній гідрокарбонат заліза (II) окислюється до солі заліза (III), значно сильніше піддається гідролізу. В результаті відбувається повний гідроліз і залізо відокремлюється у вигляді осаду гідроксиду заліза (III).
На цьому ж грунтується застосування солей алюмінію в якості коагулянтів у процесах очищення води. Додаються в воду солі алюмінію в присутності гідрокарбонат-іонів повністю гідролізуються і об'ємний гідроксид алюмінію коагулює, захоплюючи з собою в осад різні домішки."Посилення гідролізу солей при нагріванні"
ЗАВДАННЯ ДЛЯ ЗАКРІПЛЕННЯ
№1.Запишіть рівняння гідролізу солей і визначте середу водних розчинів(РН) і тип гідролізу:
Na 2 SiO 3, AlCl 3, K 2 S.
№2. Складіть рівняння гідролізу солей, визначте тип гідролізу і середу розчину:
Сульфіту калію, хлориду натрію, броміду заліза (III)
№3. Складіть рівняння гідролізу, визначте тип гідролізу і середу водного розчину солі для наступних речовин:
Сульфід Калію - K 2 S, Бромід алюмінію - AlBr 3, Хлорид літію - LiCl, Фосфат натрію - Na 3 PO 4, Сульфат калію - K 2 SO 4, Хлорид цинку - ZnCl 2, Сульфит натрію - Na 2 SO 3, Cульфат амонію - (NH 4) 2 SO 4, Бромід барію - BaBr 2.
