Написать уравнение гидролиза солей ch3coona

Гидролиз

Материалы портала onx.distant.ru

Теоретическое введение

Примеры обратимого гидролиза

Случаи необратимого гидролиза

Константа и степень гидролиза

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Теоретическое введение

Гидролиз – обменная реакция взаимодействия растворенного вещества (например, соли) с водой. Гидролиз происходит в тех случаях, когда ионы соли способны образовывать с Н + и ОН — ионами воды малодиссоциированные электролиты.

Примеры обратимого гидролиза

Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, например , CH₃COONa, Na₂CO₃, Na₂S, KCN гидролизуются по аниону:

СН₃СООNa + НОН ↔ СН₃СООН + NaОН (рН > 7)

Гидролиз солей многоосновных кислот протекает ступенчато. 1 ступень:

CO₃ 2– + HOH ↔ HCO₃ – + OH – ,

или в молекулярной форме:

или в молекулярной форме:

Продукты гидролиза по первой ступени подавляют вторую ступень гидролиза, в результате вторая ступень гидролиза протекает незначительно.

Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, например , NH₄Cl, FeCl₃, Al₂(SO₄)₃, гидролизуются по катиону:

или в молекулярной форме:

Соли, образованные многокислотными основаниями, гидролизуются ступенчато, образуя катионы основных солей. 1 ступень:

Fe 3+ + HOH ↔ FeOH 2+ + H + ;

FeCl₃ + HOH ↔ FeOHCl₂ + HCl

FeOH 2+ + HOH ↔ Fe(OH)₂ + + H + ;

FeOHCl₂ + HOH ↔ Fe(OH)₂Cl+ HCl.

Fe(OH)₂ + + HOH ↔ Fe(OH)₃ + H + ;

Fe(OH)₂Cl + HOH ↔ Fe(OH)₃+ HCl.

Гидролиз по второй и, в особенности, по третьей ступени практически не протекает при комнатной температуре.

Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, например , CH₃COONH₄, (NH₄)₂CO₃, HCOONH₄, гидролизуются и по катиону, и по аниону:

В этом случае реакция раствора зависит от соотношения констант диссоциации образующихся кислот и оснований. Поскольку в рассматриваемом примере константы диссоциации СH₃COOH и NH₃·H₂О при 25 о С примерно равны (К_д(СH₃COOH) = 1,75·10 –5 , К_д(NH₃·H₂О) = 1,76·10 –5 ), то раствор соли будет нейтральным.

При гидролизе HCOONH₄ реакция раствора будет слабокислой, поскольку константа диссоциации муравьиной кислоты (К_д(HCOOН) = 1,77·10 –4 ) больше константы диссоциации уксусной кислоты.

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (например, NaNO₃, KCl, Na₂SO₄), при растворении в воде гидролизу не подвергаются.

Случаи необратимого гидролиза

Гидролиз некоторых солей, образованных слабыми основаниями и слабыми кислотами, протекает необратимо. Необратимо гидролизуется, например , сульфид алюминия:

Следует отметить, что при смешении растворов солей гидролизующихся по аниону и катиону:

Mg 2+ + HOH ↔ MgOH + + H + ,

CO₃ 2– + HOH ↔ HCO₃ – + OH –

Продукты гидролиза первой соли усиливают гидролиз второй соли и наоборот. В результате при смешении водных растворов сульфата магния и карбоната натрия образуется основной карбонат магния:

Основные карбонаты выпадают в осадок также при смешивании растворов карбонатов щелочных металлов и солей Be 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Pb 2+ , Cu 2+ и др.

При сливании растворов соды и солей Fe 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ реакции протекают следующим образом:

(Ме – Fe, Ca, Sr, Ba)

При взаимодействии солей Аl 3+ , Сr 3+ и Fe 3+ в растворе с сульфидами, карбонатами и сульфитами в результате гидролиза в осадок выпадают не сульфиды, карбонаты и сульфиты этих катионов, а их гидроксиды:

Следует отметить, что катион Fe 3+ производит окисляющее действие на анион S 2- . В результате протекает реакция:

2Fe 3+ + S 2- = 2Fe 2+ + S о .

Например , хлорид железа (III) реагирует с сульфидом калия:

2FeCl₃ + 3K₂S = 2FeS + S + 6KCl

Некоторые соли в результате гидролиза в воде образуют малорастворимые оксосоединения:

SbCl₃ + H₂O → SbOCl↓ + 2HCl.

Необратимо гидролизуются в водных растворах галогенангидриды:

Константа и степень гидролиза

Константа К_г и α _г степень гидролиза для растворов электролитов связаны между собой уравнением, по форме совпадающим с уравнением Оствальда:

(1)

Константа гидролиза К_г может быть рассчитана на основе значений ионного произведения воды К_w и константы диссоциации К_д образующихся в результате гидролиза слабой кислоты или слабого основания:

(2)

Примеры решения задач

Задача 1. Вычислите К_г, α _г и рН 0,01 М раствора NH₄Cl при температуре 298 К, если при указанной температуре К_д(NH₃·H₂O) = 1,76× 10 -5 .

Решение.

.

[Н + ] = 2,4·10 –4× 0,01 = 2,4× 10 –6 М.

рН = — lg 2,4× 10 –6 = 5,6.

Задача 2. Определите константу гидролиза, степень гидролиза и рН 0,02 М раствора НСООNa при 298 К, если при указанной температуре К_д(НСООН) = 1,77× 10 –4 .

Решение. Формиат натрия гидролизуется в соответствии с уравнением:

НСОО — + Н₂О ↔ НСООН + ОН — .

Поскольку [НСООН] = [ОН – ] и [НСОО – ]·С_исх(НСООNa), то константу гидролиза можно записать следующим образом:

.

[Н + ] = 10 –14 ÷1,06× 10 –6 = 9,4·10 –9 М

рН = — lg 9,4× 10 –9 = 8

Задача 3. Определите рН 0,006М раствора NaNO₂, если α _г = 7·10 –3 %.

Решение.

[ОН – ] = 0,006× 7× 10 –5 = 4,2× 10 –7 М.

[Н + ] = 10 –14 :4,2× 10 –7 = 2,4× 10 –8 М.

рН = — lg 2,4× 10 –8 = 7,6.

Задача 5. Определите рН 0,1 М раствора Na₃PO₄ при 298 К, если константы диссоциации ортофосфорной кислоты при указанной температуре соответственно равны: К_д.1 = 7,11× 10 — 3 , K_д.2 = 6,34× 10 — 8 , K_д.3 = 4,40× 10 — 13 .

Решение. Na₃PO₄ диссоциирует в растворе и подвергается ступенчатому гидролизу:

Следует обратить внимание на выбор “нужной” величины К_д.

K_дисс.2 = 6,34·10 — 8

Так как К_г,1 > > К_г,2, то можно считать, что соль подвергается гидролизу только по первой ступени.

,

поскольку [HPO₄ 2- ] = [OH — ].

рОН = –lg 4,76× 10 — 2 = 1,32 и рН = 14 – 1,32 = 12,68.

Задачи для самостоятельного решения

1. Гидролиз соли Na₂SO₃ усилится при добавлении в раствор веществ:

2. Напишите уравнение реакции NiCl₂ + Na₂CO₃ + H₂O → .

Гидролиз ацетата натрия

CH₃COONa — соль образованная сильным основанием и слабой кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по аниону.

Молекулярное уравнение
CH₃COONa + HOH ⇄ CH₃COOH + NaOH

Полное ионное уравнение
CH₃COO — + Na + + HOH ⇄ CH₃COOH + Na + + OH —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
CH₃COO — + HOH ⇄ CH₃COOH + OH —

Среда и pH раствора ацетата натрия

В результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH — ), поэтому раствор имеет щелочную среду (pH > 7).

Вычисление константы гидролиза, степени гидролиза и рН раствора соли, образованной

Гидролиз соли ацетата натрия

Задача 87.
В растворе объёмом 0,5 дм 3 содержится СН₃СООNа массой 4,10 г. Вычислите рН и степень гидролиза (h) соли.
Решение:
V(p-pa) = 0,5 дм 3 = 500 см 3 ;
K_D(CH₃COOH) = 1,78 · 10 –5 ;
m(СН₃СООNа) = 4,10 г;
М(СН₃СООNa) = 82,00 г/моль;
pH = ?
h = ?

1. Рассчитаем молярность раствора соли СН₃СООNа

С_М(СН₃СООNa) = [m(СН₃СООNa) · 1000/500]/М(СН₃СООNa) = [4,10 · 1000/500]/82,00 = 8,2/82,00 = 0,1 M.

2. Расчет константы гидролиза соли

СН₃СООNа — соль сильного основания и слабой кислоты, поэтому гидролиз проходит по аниону:

СН₃СОО– + H2O = СН3СООH + OH–

Константа гидролиза определяется константой диссоциации образовавшейся кислоты СН₃СООH и определяется по формуле:

Kr = K_D(H₂O)/K_D(СН3СООH) = (1 · 10 -14 )/(1,78 · 10 –5 ) = 5,6 · 10 -10 .

3. Определение степени гидролиза соли

Степень гидролиза определяется по формуле:

4. Расчет рН раствора соли образованной сильным основанием и слабой кислотой

Так как гидролиз соли СН3СООNа протекает с выделением ОН – — ионов, то рассчитаем [OH – ]:

[OH – ] = h · C_M = (7,6 · 10 –5 )·(0,1) = 7,6 · 10 –6 моль/дм 3 ;
рОН = -lg[OH – ] = -lg7,6 · 10 –6 = 6 — 0,88 = 5,12;
pH = 14 — pOH = 14 — 5,12 = 8,88.

Ответ: рН = 8,88; h = 7,6 · 10 –3 %.

Задача 88.
В 200 см 3 раствора содержится СН₃СООNа массой 4,10 г. Вычислите рН и степень гидролиза соли.
Решение:
V(p-pa) = 200 см 3 ;
K_D(CH 3 COOH) = 1,78 · 10 –5 ;
m(СН₃СООNа) = 4,10 г;
М(СН₃СООNa) = 82,00 г/моль;
pH = ?
h = ?

1. Рассчитаем молярность раствор соли

С_М(СН₃СООNa) = [m(СН₃СООNa) · 1000/500]/М(СН₃СООNa) = [4,10 · 1000/200]/82,00 = 20,5/82,00 = 0,25 M.

2. Расчет константы гидролиза соли

СН₃СООNа — соль сильного основания и слабой кислоты, поэтому гидролиз проходит по аниону:

Константа гидролиза определяется константой диссоциации образовавшейся кислоты СН₃СООH и определяется по формуле:

3. Определение степени гидролиза соли

Степень гидролиза определяется по формуле:

4. Расчет рН раствора соли образованной сильным основанием и слабой кислотой

Так как гидролиз соли СН₃СООNа протекает с выделением ОН – — ионов, то рассчитаем [OH – ]:

[OH – ] = h · CM = (4,73 · 10 –5 )·(0,25) = 1,18 · 10 –5 моль/дм 3 ;
рОН = -lg[OH – ] = -lg1,18 · 10 –5 = 5 — 0,07 = 4,93;
pH = 14 — pOH = 14 — 4,93 = 9,07.

Ответ: рН = 9,07; h = 4,73 · 10 –3 %.

Гидролиз нитрита калия

Задача 89.
К 30 см 3 воды прибавили 5 см 3 3 М раствора КNO₂. Вычислите рН и степень гидролиза соли.
Решение:
V(Н₂О) = 30 см 3 ;
V(КNO₂) = 5 см 3 ;
K_D(КNO₂) = 4,00 · 10 –4 ;
М(КNO₂) = 85,1 г/моль;
С_М(КNO₂) = 3 М;
pH = ?
h = ?

Объем раствора после смешения составляет 35 см 3 (V(р-ра) = 30 + 5 = 35 см 3 ).

1. Определение массы соли КNO₂

2. Определение молярности раствора после смешения

3. Расчет константы гидролиза соли

КNO₂ — соль сильного основания и слабой кислоты, поэтому гидролиз проходит по аниону:

Константа гидролиза определяется константой диссоциации образовавшейся кислоты СН₃СООH и определяется по формуле:

4. Определение степени гидролиза соли

4. Расчет рН раствора соли образованной сильным основанием и слабой кислотой

Так как гидролиз соли КNO₂ протекает с выделением ОН – — ионов, то рассчитаем [OH – ]:

[OH¯] = h · C_M = (7,62 · 10 –6 )·(0,43) = 3,28 · 10 –6 моль/дм 3 ;
рОН = -lg[OH¯] = -lg3,28 · 10 –6 = 6 — 0,52 = 5,48;
pH = 14 — pOH = 14 — 5,48 = 8,52.

Ответ: рН = 8,52; h = 7,62 · 10 –4 %.