Теоретическое введение

При растворении некоторых солей в воде нарушается равновесие диссоциации воды. Это является результатом обменных реакций растворенного вещества с растворителем, приводящих к образованию труднорастворимых, газообразных и малодиссоциирующих соединений. Такое обменное взаимодействие растворенного вещества с водой называется гидролизом.

В зависимости от природы растворенного вещества, его гидролиз может происходить по-разному. Так если соль образована сильной кислотой и основанием равной силы, то она полностью распадается в воде на свои составные части, а ее катионы и анионы, сталкиваясь с ионами Н⁺ и ОН^-, практически ими не связываются. Происходит это по тому, что получающиеся в результате такого столкновения сильные кислота и основание, вновь моментально распадаются на ионы. Поэтому равновесие электролитической диссоциации воды не смещается, концентрация ионов водорода и гидроксида остается постоянной, равной 10^-7моль/литр.

Гидролизу подвергаются все остальные соли:

· образованные катионом сольного основания и анионом слабой кислоты – происходит гидролиз по аниону;

· образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты – происходит гидролиз по катиону;

· образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты – происходит гидролиз и по катиону и по аниону.

Процесс гидролиза количественно характеризуется степенью гидролиза (h) и константой гидролиза (К _г). Степенью гидролиза называется отношение числа молекул, подвергшихся гидролизу (С _гидр.), к общему числу растворенных молекул (С _общ.):

Степень гидролиза зависит от следующих факторов:

1. природы соли;

2. ее концентрации;

3. температуры раствора.

Разбавление раствора равноценно увеличению концентрации одного из реагирующих веществ (воды) и приводит к усилению гидролиза. Гидролиз концентрированных растворов происходит слабее. Процесс гидролиза эндотермичен, по этому с повышением температуры протекает полнее. Следовательно при гидролизе соблюдается принцип Ле-Шателье. Константой гидролиза (К_г) называется - отношение произведения концентрации продуктов гидролиза к концентрации негидролизованной соли (определяется обычно по таблицам). Величина К_г, в отличие от степени гидролиза, не зависит от концентрации раствора, поэтому является более удобной характеристикой процесса. Обе величины связаны между собой отношением аналогичным закону разбавления:

где С – исходная концентрация соли в растворе, (моль/литр).

Если степень гидролиза мала (h < < 1), то К _г = h ²* С,

Для воды и ее растворов произведение концентрации ионов Н⁺ и ОН^- величина постоянная при данной температуре и называется ионным произведением воды К _в.При 25^оС К _в = [H⁺] · [OH^-] = 1·10^-14. Постоянство ионного произведения воды дает возможность вычислить концентрацию одного вида ионов, если известна концентрация другого вида ионов, а именно:

В чистой воде [H⁺] = [OH^-] = = 10^-7 моль/л

Концентрация ионов водорода указывает на характер среды:

[H⁺] = [OH^-] = 10^-7 моль/л, нейтральная среда;

[H⁺] > 10^-7 моль/л, кислая среда;

[H⁺] < 10^-7 моль/л, щелочная среда.

Для удобства оценки кислотности и щелочности среды пользуются не концентрацией водородных ионов, а величиной водородного показателя рН, он равен отрицательному десятичному логарифму концентрации водородных ионов рН = -lg[H⁺], следовательно, в щелочной среде рН > 7; в нейтральной среде рН = 7, в кислой среде рН < 7.

Опыт 1.

(1) 1)FeCl₃ + HOH ↔ FeOHCl2 + HCl
Fe³⁺ + 3Cl^- +H₂O ↔ FeOH²⁺ + 2Cl^- + H⁺ + Cl^-
Fe³⁺ + H₂O ↔ FeOH²⁺ + H⁺
2)FeOHCl₂ + HOH ↔ Fe(OH)₂Cl + HCl
FeOH²⁺ + 2Cl^- + H₂O ↔ Fe(OH)₂⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^-
FeOH²⁺ + H₂O ↔ Fe(OH)₂⁺ + H⁺
3)Fe(OH)₂Cl + HOH ↔ Fe(OH)₃ + HCl
Fe(OH)₂⁺ + HOH ↔ Fe(OH)₃ + H⁺

(2) 2ZnSO₄ + 2H₂O = (ZnOH)₂SO₄ + H₂SO₄
Zn²⁺ + H2O = ZnOH⁺ + H⁺
(ZnOH)₂SO₄ + 2H₂O = 2Zn(OH)₂ + H2SO₄
ZnOH⁺ + H₂O = Zn(OH)₂ + H⁺

(3) Al₂(SO4)₃ + HOH =2Al ³⁺ + 3SO4 ^2- + HOH = AlOH ²⁺ + H⁺ + 3SO4^2- + Al
Al ^{3 +} + HOH = AlOH ²⁺ + H⁺

(4)

Опыт 2.

(Б) Na₂SO₃ + H₂O = NaOH + NaHSO₃
SO3^2- + H₂O = OH^- + HSO₃^-

pH > 7, щелочная среда

сульфит натрия подвергается неполному гидролизу, образуется кислая соль.

Опыт 3.

(А)