Работа 10. Гидролиз солей

Гидролизом соли называется процесс взаимодействия ее с водой, в результате которого изменяется реакция среды (рН). Гидролизу подвергаются соли, в состав которых входят анионы слабых кислот и катионы слабых оснований. Гидролиз солей многоосновных кислот и многогидроксильных оснований протекает преимущественно по первой ступени.

Для определения рН используют растворы кислотно-основных индикаторов, индикаторную бумагу, рН-метр. Измерение рН раствора соли дает возможность оценить количественные характеристики процесса гидролиза – константу и степень гидролиза.

Пример 1. Гидролиз соли алюминия, содержащей катион слабого

основания, протекает по первой ступени в соответствии с уравнением:

Al³⁺ + H₂O = AlOH²⁺ + H⁺

Степень гидролиза h = [H⁺] / CAl³⁺.

Константа гидролиза K_г = [AlOH²⁺]× [H⁺] / [Al³⁺]@[H⁺]² / CAl³⁺.

Пример 2. Гидролиз карбонатов, содержащих анион слабой кислоты,

протекает согласно уравнению: CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-

Степень гидролиза h = [OH^-] / C CO₃^2-.

Константа гидролиза K_г =[HCO₃^-]× [OH^-] / [CO₃^2-]=

= [OH^-]² / C CO₃^2- @ K_B² / ([H⁺]²× C CO₃^2-).

Задание 1. Изменение реакции среды при растворении соли

В четыре пробирки налейте по 1 мл дистиллированной воды. Возьмите полоску универсальной индикаторной бумаги, смочите край бумаги водой и поднесите ее к цветной шкале рН. Сравните цвет влажной части бумаги с окраской на шкале и запишите значение рН.

В каждую пробирку внесите несколько кристалликов одной из следующих солей: Na₂CO₃, (NH₄)₂SO₄, Al(NO₃)₃, KCl (NaCl). Перемешайте содержимое каждой пробирки до полного растворения соли, определите рН с помощью универсальной индикаторной бумаги и запишите его значение.

Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения процессов гидролиза (преимущественно по первой ступени).

Задание 2. Влияние температуры на гидролиз соли

В пробирку налейте 1-2 мл охлажденной дистиллированной воды, внесите 1-2 капли раствора индикатора метилового красного и несколько кристалликов соли цинка (хлорид, нитрат или сульфат). Отметьте цвет индикатора в растворе соли цинка. Слегка подогрейте пробирку с раствором на спиртовке. Наблюдайте изменение цвета индикатора.

Найдите в справочнике интервал рН изменения окраски индикатора. Напишите уравнение процесса гидролиза соли цинка в ионной и молекулярной формах. В каком направлении смещается равновесие при нагревании? Сделайте вывод о влиянии повышения температуры на гидролиз солей.

Задание 3. Совместный гидролиз солей

В три пробирки внесите по 1 мл раствора соды Na₂CO₃. В каждую пробирку приливайте по каплям раствор одной из следующих солей: CuCl₂ (CuSO₄), Al(NO₃)₃, Cr(NO₃)₃. Наблюдайте образование осадков основной соли меди (CuOH)₂CO₃, гидроксидов алюминия и хрома и выделение пузырьков СО₂ (заметно при встряхивании пробирки). Отметьте цвет осадков и запишите уравнения реакций совместного гидролиза в ионной и молекулярной формах.

Задание 4. Расчет константы и степени гидролиза соли

по величине рН

Варианты индивидуальных заданий приведены в табл. 8

Таблица 8

Измерьте величину рН исходного 0, 1 М раствора соли, используя прибор рН-метр. Рассчитайте концентрацию ионов водорода (или гидроксила), константу гидролиза К_г и степень гидролиза h₁. Рассчитайте теоретическое значение константы гидролиза и сравните с экспериментальной величиной.

Приготовьте раствор соли с меньшей концентрацией (С₂) путем разбавления водой 0, 1 М раствора в мерной колбе емкостью 50 см³. Измерьте рН и рассчитайте степень гидролиза h₂.

Сравните значения h₁ и h₂ и сделайте вывод о влиянии разбавления раствора на степень гидролиза соли.