Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Совместный гидролиз 2-ух солей




Пример 18. При смешивании растворов Al2(SO4)3 и Na2CO3 выпадает осадок и выделяется газ. Составьте ионное и молекулярное уравнения происходящих процессов.

Решение. В растворах Al2(SO4)3 и Na2CO3, взятых порознь, устанавливается равновесие:

CO32- + H2O ⇆ HCO3- + OH- , Al3+ + H2O ⇆ AlOH2+ + H+

 

и гидролиз этих солей ограничивается практически этой первой стадией.

Если смешать растворы этих солей, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, так как ионы Н+ и ОН- образуют молекулу слабого электролита Н2О, равновесие смещается вправо и гидролиз идет до конца.

 

Al2(SO4)3 + 3Na2CO3+ 3H2O = ¯2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3СО2.

 

Пример 19.Для реакции совместного гидролиза двух солей укажите молекулярную массу образующегося нерастворимого вещества и выделяющегося газа:

 

Cr2(SO4)3 + Na2CO3 + H2O = ...

Решение.Первые ступени обратимого гидролиза солей хрома (+3) и карбоната натрия описываются следующими ионными уравнениями:

CO32- + H2O ⇆ HCO3- + OH- , Cr3+ + H2O ⇆ CrOH2+ + H+.

 

В результате смешивания этих растворов гидролиз усиливается и проходит по всем ступеням до конца (при этом образуется слабая кислота Н2CO3 и слабое основание) вследствие реакции нейтрализации: Н+ + ОН- = Н2О.

 

Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = ¯2Cr(OH)3 + 3СО2 + 3Na2SO4.

(Образующаяся слабая кислота Н2СО3 в момент образования разлагается на газ и воду Н2СО3 ⇆ СО2 + Н2О). Таким образом, молярная масса нерастворимого вещества Cr(OH)3 М = 103 г/моль, а молярная масса газа (СО2) = 44 г/моль.

Количественные характеристики гидролиза.Гидролиз, как и диссоциацию, можно охарактеризовать степенью aг (доля гидролизованных единиц) и константой Кг.При этом Кгможно выразить через Кви Кдслабой кислоты д.к)или основанияд.осн). Например, для гидролиза по аниону:

 

А- + Н2О ⇆ НА + ОН- ,

 

(8.15)

 

для катиона:

. (8.16)

 

Для соли слабого основания и слабой кислоты (гидролиз по катиону и по аниону):

Кг = . (8.17)

 

Из этих формул видно, что чем слабее кислота или основание, образующие соль, тем сильнее гидролиз.

Между Кг и aг существует такая же связь, как между Кд и aд :

 

aг . (8.18)

 

Пример 20. Указать, не производя вычислений, какая из двух солей - Na2SO3 или Na2CO3 сильнее гидролизуется?

Решение.Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо сравнить константы диссоциации кислот - Н2SO3 и Н2СO3. Из таблицы 8.2 следует, что Н2SO3 является более сильной кислотой (К = 1,7·10-2), чем Н2CO3 (K = 4,5·10-7). Следовательно, согласно (8.15), Na2CO3 гидролизуется в большей степени, чем Na2SO3.



Пример 21. Определить aг, Кг и рН 0,01 М раствора Na(CH3COO), если константа диссоциации уксусной кислоты равна 1,8×10-5 (табл. 8.2).

Решение. Запишем уравнение гидролиза NaCH3COO + H2O D NaOH + CH3COOH.

 

Так как NaOH - сильное основание, а CH3COOH - слабая кислота, то среда будет щелочная. Найдем константу гидролиза по формуле (8.15):

= = 0,5×10-9.

Найдем степень гидролиза по формуле (8.18): aг = = = 2,2·10-4.

Для нахождения рН рассчитаем концентрацию ионов ОН- (по 8.10):

[OH-] = aг×СМ = 2,2×10-4×10-2 = 2,2×10-6 (моль/л).

Определим рОН = -lg[OH-] = -lg 2,2×10-6 = 5,6. рН = 14 - рОН = 14 - 5,6 = 8,4.

Среда действительно щелочная (рН > 7).

В случае гидролиза солей многоосновных кислот и многокислотных оснований, в принципе, нужно учитывать гидролиз по второй, третьей, и т.д. ступеням. Однако обычно достаточно учета гидролиза по первой ступени, так как Кд,к и Кд,осн, подставляемые в формулы (8.15–8.17), отличаются для последовательных ступеней диссоциации в десятки и сотни тысяч раз.

Например, в случае гидролиза ортофосфата калия процесс гидролиза идет по трем ступеням:

 

1) PO43- + H2O D HPO42- + OH- Кг1;

2) HPO42- + H2O D H2PO4- + OH- Кг2;

3) H2PO4- + H2O D H3PO4 + OН- Кг3.

 

Роль слабой кислоты для 1-й ступени играет ион НРО42-, для 2-й - Н2РО4- и для 3-й - Н3РО4; соответственно константа диссоциации кислоты для первой ступени будет К3, для второй - К2 и для третьей - К1 (табл. 8.2):

 

1. H3PO4 ⇆ H2PO4- + H+ К1 = 7,7×10-3;



2. H2PO4- ⇆ НPO42- + H+ К2 = 6,2×10-8;

3. НPO42- ⇆ PO43- + H+ К3 = 1,3×10-12.

Используя формулу (8.15), рассчитаем константы гидролиза по всем ступеням:

Кг1 = 7,7·10-3 ; Кг2 = 1,6.10-7 ;

Кг3 = 1,3×10-12.

 

Проведенные расчеты показывают, что действительно вклад 2-й и 3-й ступени незначителен. Поэтому при расчете рН используют данные по первой ступени.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.01 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал