Опыт 7. Гидролиз солей. Факторы, влияющие на гидролиз.

В 4 пробирки насыпали Na2CO3, Al2(SO4)3, CH3COONH4, KCl и добавили дистиллированной воды. Определили среду с помощью универсальной индикаторной бумаги:

Na2CO3+2H2O=NaOH+NaHCO3

H2O+2Na +CO2 =2Na + OН +НСОз

Н2О+СОз =ОН +НСОз

Среда щелочная, рН< 7 (индикатор синий). Al2(SO4)3+2H20=2AlOHSO4+H2SO4

2Аl +3 SO4 +2Н20=2АlOН +2Н +3SO4

2Аl +2Н20=2А10Н +2Н

Среда кислая, рН< 7(индикатор красный).

CH3COONH4 +H2O=CH3COONH +NH4OH

NН4 +СНзСОО +Н2О=СНзСООН+ NH4OH

Гидролиз протекает полностью.

КС1+Н2О=КОН+НС1

К +Сl +Н2О=К +ОН +Сl +Н

Н2О=OH +Н

Гидролиз не протекает, рН=7 (индикатор не изменил цвета).

Рассчитаем константу гидролиза по первой ступени:

Вывод: CH COONH в большей степени гидролизуется, т.к. ацетат аммония-соль, образованная самой слабой кислотой - CH COOH. Al(SO ) в меньшей степени подвергается гид-зу, т.к. сульфат аммония-соль, образованная сильной кислотой H SO

Чем слабее к-та, тем в большей ст. подвергается гидролизу ее соль. Чем слабее основание, тем в большей степени подвергаются соли, образованные им.

Вопросы и задачи

1.Объяснить, почему растворы солей могут иметь:

а) кислую реакцию;

б) щелочную;

в) нейтральную.

Привести примеры.

2.Написать ионные молекулярные уравнения реакции гидролиза с указанием изменения рН при растворении в воде следующих солей: сульфата цинка, нитрата калия, хлорида цезия, сульфата хрома (Ш).

3.Закончить уравнение реакции с учетом возможности необратимого гидролиза образуемых солей:

AlCl ₃ + Na₂CO₃ + H₂O

4.К 330мл Н₂O было прибавлено 1 мл 72% азотной кислоты (d=1, 43). Определить рН полученного раствора.

5.К 55мл 0, 2н раствора КОН прибавили 45 мл 0, 2 н раствора HCl. Чему равен рН полученного раствора?

6.Чему равен рН раствора содержащего 2*10 г-ион/л Н

7.РН раствора 2, 63. Чему равны в нем концентрации Н и ОН?

8.Во сколько раз увеличится концентрация ионов водорода, если величина рН раствора уменьшилась от 7 до 4?

9. Какие ионы в растворах , , , , , , , , , , проявляют свойства кислот или оснований?

10. Как влияет температура на гидролиз солей?

11. Напишите уравнения реакций и рассчитайте константы гидролиза по первой ступени следующих солей: , , , , , . В какую сторону смещено равновесие реакций?

Ответы:

1. В чистой воде при 22 °C концентрации ионов водорода ([H+]) и гидроксид-ионов ([OH-]) одинаковы и составляют 10-7 моль/л, это напрямую следует из определения ионного произведения воды, которое равно [H+] · [OH-] и составляет 10− 14 моль2/л2 (при 25 °C).

Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается, а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении основания — наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает. Когда [H+] > [OH-] говорят, что раствор является кислым, а при [OH-] > [H+] — щелочным.

Для удобства представления, чтобы избавиться от отрицательного показателя степени, вместо концентраций ионов водорода пользуются их десятичным логарифмом, взятым с обратным знаком, который собственно и являтся водородным показателем — pH).

a) Растворы солей могут иметь кислую реакцию потому, что в растворах этих солей концентрация ионов Н⁺ превышает концентрацию ионов ОН^---.

CuCl₂, NH₄Cl

b) Растворы солей могут иметь щелочную реакцию потому, что в растворах этих солей концентрация ионов ОН^--- превышает концентрацию ионов Н⁺

Na₂SO₄, CH₃COONa

c) Растворы солей могут иметь нейтральную реакцию потому, что в растворах этих солей концентрация ионов ОН^--- равна концентрации ионов Н⁺.

CH₃COONH₄

2. ZnSO₄+2H₂O=Zn(OH)₂+H₂SO₄

Zn²⁺+ SO₄^2-+2H₂O= Zn(OH)₂+2H⁺+SO₄^2-

Zn²⁺+2H₂O= Zn(OH)₂+2H⁺

среда кислая рН< 7

KNO₃+ H₂O=KOH+HNO₃ - нет реакции

СsСl+H₂O=CsOH+HCl - нет реакции

Cr₂(SO₄)₃+6H₂O=2Cr(OH)₃+3H₂SO₄

2 Cr³⁺+3 SO₄^2-+6H₂O=2Cr(OH)₃+6H⁺+3SO₄^2-

2 Cr³⁺+6H₂O=2Cr(OH)₃+6H⁺

среда кислая рН< 7

3. 2AlCl₃+3NaCO₃+3H₂O=2Al(OH)₃+3CO₂↑ +6NaCl

2Al³⁺+6Cl^-+6Na⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al(OH)₃+3CO₂↑ +6Na⁺+6Cl^-

2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al(OH)₃+3CO₂↑

4. Дано

V₁=3300мл

V₂=1 мл

p₂=1.43 г/см³

С₂(HNO₃)=72%

рН-?

Решение

M(H₂O)=18 г/моль

M(HNO₃)=63 г/моль

=C₂*p₂*V₂

Азотная кислота, являясь сильным электролитом, диссоциирует согласно уравнению

HNO₃=H⁺+NO₃ ^–

Следовательно, из каждого моля HNO₃ образуется 1 моль Н⁺ ионов. Поэтому = 0, 0039 моль/л

рН=-lg =-lg(0.0039)=2, 4

Ответ: 2, 4.

5. Дано:

V1=55мл

N1=0.2 н

V2=45мл

N2=0.2н

рН -?

Решение:

КОН+НСl=КСl+H₂O

Кислота с основание будут реагировать до тех пор, пока одно из веществ полностью не израсходуется (реакция нейтрализации).

В данном случае останется 10 мл КОН, т.е. реакция среды будет щелочной.

N₂=0, 2 моль/л

Значит, в одном литре КОН будет содержаться 0, 2 моль КОН или 11, 22. Тогда 10 мл КОН содержат 11, 2*10*10^-3 или 0, 112 г

M=0.112|92*10^-2=0.12 моль/л

КОН, являясь сильным электролитом, диссоциирует согласно уравнению

КОН=К⁺+ОН^-, т.е. из каждого моля КОН 1 моль ОН^- ионов.

Тогда:

рН+рОН=14

рН=14-рОН=14+lg(0.12)≈ 13

Ответ: 13.

6. Дано

= 2*10^-4 г*ион/н

рН -?

Решение

рН=-lg = -lg(2*10^-4)≈ 3.7

Ответ: ≈ 3.7

7.Дано

рН=2, 63

-?

-?

Решение

рН= - lg =10^-рН

=10^{-2, 63}=2, 34*10^-3 г*ион/н

рОН+рН=14

рОН=14-рН -lg =14-рН

=10^рН-14 =10^{2, 63-14} =4, 27*10^-12г*ион/н

Ответ: 2, 34*10^-3 г*ион/н, 4, 27*10^-12г*ион/н

8.Дано

рН1=7, рН2=4

2/ 1 -?

Решение

рН=-lg =10^-рН

2/ 1=

Ответ: в 1000 раз.