Напишите уравнения реакций гидролиза солей na2so4

Гидролиз

Темы кодификатора ЕГЭ: Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, основная и щелочная.

Гидролиз – взаимодействие веществ с водой. Гидролизу подвергаются разные классы неорганических и органических веществ: соли, бинарные соединения, углеводы, жиры, белки, эфиры и другие вещества. Гидролиз солей происходит, когда ионы соли способны образовывать с Н + и ОН — ионами воды малодиссоциированные электролиты.

Гидролиз солей может протекать:

→ обратимо : только небольшая часть частиц исходного вещества гидролизуется.

→ необратимо : практически все частицы исходного вещества гидролизуются.

Для оценки типа гидролиза необходимо рассмотреть соль, как продукт взаимодействия основания и кислоты. Любая соль состоит из металла и кислотного остатка. Металлы соответствует основание или амфотерный гидроксид (с той же степенью окисления, что и в соли), а кислотному остатку — кислота. Например, карбонату натрия Na₂CO₃ соответствует основание — щелочь NaOH и угольная кислота H₂CO₃.

Обратимый гидролиз солей

Механизм обратимого гидролиза будет зависеть от состава исходной соли. Можно выделить 4 основных варианта, которые мы рассмотрим на примерах:

1. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой , гидролизуются ПО АНИОНУ .

CH₃COONa + HOH ↔ CH₃COOH + NaOH

CH₃COO — + Na + + HOH ↔ CH₃COOH + Na + + OH —

сокращенное ионное уравнение:

CH₃COO — + HOH ↔ CH₃COOH + OH —

Таким образом, при гидролизе таких солей в растворе образуется небольшой избыток гидроксид-ионов OH — . Водородный показатель такого раствора рН>7 .

Гидролиз солей многоосновных кислот (H₂CO₃, H₃PO₄ и т.п.) протекает ступенчато, с образованием кислых солей:

CO₃ 2- + HOH ↔ HCO₃ 2- + 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.

2. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой , гидролизуются ПО КАТИОНУ . Пример такой соли: NH₄Cl, FeCl₃, Al₂(SO₄)₃ Уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

При этом катион слабого основания притягивает гидроксид-ионы из воды, а в растворе возникает избыток ионов Н + . Водородный показатель такого раствора рН .

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

Fe 3+ + HOH ↔ FeOH 2+ + H +

FeCl₃ + HOH ↔ FeOHCl₂ + H Cl

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.

3. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой , гидролизуются И ПО КАТИОНУ, И ПО АНИОНУ .

В этом случае реакция раствора зависит от соотношения констант диссоциации образующихся кислот и оснований. В большинстве случаев реакция раствора будет примерно нейтральной, рН ≅ 7 . Точное значение рН зависит от относительной силы основания и кислоты.

4. Гидролиз солей, образованных сильным основанием и сильной кислотой , в водных растворах НЕ ИДЕТ .

Сведем вышеописанную информацию в общую таблицу:

Необратимый гидролиз

Необратимый гидролиз происходит, если при гидролизе выделяется газ, осадок или вода, т.е. вещества, которые при данных условиях не могут взаимодействовать между собой. Необратимый гидролиз является химической реакцией, т.к. реагирующие вещества взаимодействуют практически полностью.

Варианты необратимого гидролиза:

1. Гидролиз, в который вступают растворимые соли 2х-валентных металлов (Be 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Pb 2+ , Cu 2+ и др.) с сильным ионизирующим полем (слабые основания) и растворимые карбонаты/гидрокарбонаты. При этом образуются нерастворимые основные соли (гидроксокарбонаты):

! Исключения: (соли Ca, Sr, Ba и Fe 2+ ) – в этом случае получим обычный обменный процесс:

МеCl₂ + Na₂CO₃ = МеCO₃ + 2NaCl (Ме – Fe, Ca, Sr, Ba).

1. Взаимный гидролиз , протекающий при смешивании двух солей, гидролизованных по катиону и по аниону. Продукты гидролиза по второй ступени усиливают гидролиз по первой ступени и наоборот. Поэтому в таких процессах образуются не просто продукты обменной реакции, а продукты гидролиза (совместный или взаимный гидролиз). Соли металлов со степенью окисления +3 (Al 3+ , Cr 3+ ) и соли летучих кислот (карбонаты, сульфиды, сульфиты) при смешивании в растворе (взаимном гидролизе) образуют осадок гидроксида и газ (H₂S, SO₂, CO₂):

Соли Fe 3+ при взаимодействии с карбонатами также при смешивании в растворе (взаимном гидролизе) образуют осадок гидроксида и газ:

! Исключения: при взаимодействии солей трехвалентного железа с сульфидами реализуется окислительно-восстановительная реакция:

2FeCl₃ + 3K₂S_(изб) = 2FeS + S↓ + 6KCl (при избытке сульфида калия)

При взаимодействии солей трехвалентного железа с сульфитами также реализуется окислительно-восстановительная реакция.

Полные уравнения таких реакций выглядят довольно сложно. Поначалу я рекомендую составлять такие уравнения в 2 этапа: сначала составляем обменную реацию без участия воды, затем разлагаем полученный продукт обменной реакции водой. Сложив эти две реакции и сократив одинаковые вещества, мы получаем полное уравнение необратимого гидролиза.

3. Гидролиз галогенангидридов и тиоангидридов происходит также необратимо. Галогенангидриды разлагаются водой по схеме ионного обмена (H + OH — ) до соответствующих кислот (в случае водного гидролиза) и солей (в случае щелочного гидролиза). Степень окисления центрального элемента и остальных при этом не изменяется!

Галогенангидрид – это соединение, которое получается, если в кислоте ОН-группу заменить на галоген. При гидролизе галогенангидридов кислот образуются соответствующие данным элементам и степеням окисления кислоты и галогеноводородные кислоты.

Галогенангидриды некоторых кислот:

Тиоангидриды (сульфангидриды) — так называются, по аналогии с безводными окислами (ангидридами), сернистые соединения элементов (например, Sb₂S₃, As₂S₅, SnS₂, CS₂ и т. п.).

1. Необратимый гидролиз бинарных соединений, образованных металлом и неметаллом:

• сульфиды трехвалентных металлов вводе необратимо гидролизуются до сероводорода и и гидроксида металла:

при этом возможен кислотный гидролиз, в таком случае образуются соль металла и сероводород:

• гидролиз карбидов приводит к образованию гидроксида металла в водной среде, соли металла в кислой де и соответствующего углеводорода — метана, ацетилена или пропина:

1. Некоторые соли необратимо гидролизуются с образованием оксосолей :

BiCl₃ + H₂O = BiOCl + 2HCl,

SbCl₃ + H₂O = SbOCl + 2HCl.

Алюмокалиевые квасцы:

Количественно гидролиз характеризуется величиной, называемой степенью гидролиза .

Степень гидролиза (α) — отношение количества (концентрации) соли, подвергающейся гидролизу, к общему количеству (концентрации) растворенной соли. В случае необратимого гидролиза α≅1.

Факторы, влияющие на степень гидролиза:

1. Температура

Гидролиз — эндотермическая реакция! Нагревание раствора приводит к интенсификации процесса.

Пример : изменение степени гидролиза 0,01 М CrCl₃ в зависимости от температуры:

2. Концентрация соли

Чем меньше концентрация соли, тем выше степень ее гидролиза.

Пример : изменение степени гидролиза Na₂CO₃ в зависимости от температуры:

По этой причине для предотвращения нежелательного гидролиза хранить соли рекомендуется в концентрированном виде.

3. Добавление к реакционной смеси кислоты или щелочи

Изменяя концентрация одного из продуктов, можно смещать равновесие реакции гидролиза в ту или иную сторону.

Составление ионно-молекулярных и молекулярных уравнений гидролиза солей

Решение задач на составление уравнений гидролиза солей

Задание 201.
Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза, происходящего при смешивании растворов К₂S и СгС1₃. Каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты.
Решение:
Гидролиз соли K₂S и CrCl₃

K₂S – соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону, а CrCl₃ – соль слабого основания и сильной кислоты гидролизуется по катиону:

K₂S ⇔ 2K + + S 2- ; CrCl3 ⇔ Cr 3+ + 3Cl — ;
а) S 2- + H₂O ⇔ HS — + OH — ;
б) Cr 3+ + H₂O ⇔ CrOH 2+ + H + .

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н+ и ОН-, связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н₂О (Н + + ОН — ⇔ Н₂О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка и газа:

3S 2- + 2Cr 3+ + 6H₂O ⇔ 2Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↑ (ионно-молекулярная форма);
3K₂S + 2CrCl₃ + 6Н₂О ⇔ 2Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↑ + 6KCl (молекулярная форма).

Задание 202.
К раствору FeCl₃ добавили следующие вещества: a) HCl; б) КОН; в) ZnCl₂; г) Na₂СО₃. В каких случаях гидролиз хлорида железа (III) усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Решение:
Гидролиз соли FeCl₃

а) Соль FeCl₃ гидролизуется по катиону, а HCl диссоциирует в водном растворе:

FeCl₃ ⇔ Fe 3+ + 3Cl — ;
Fe 3+ + H₂O ⇔ FeOH 2+ + H + ;
HCl ⇔ H + + Cl —

Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт угнетение гидролиза соли FeCl₃, ибо образуется избыток ионов водорода Н + и равновесие гидролиза сдвигается влево:
б) Соль FeCl₃ гидролизуется по катиону, а KOH диссоциирует в водном растворе с образованием ОН — :

FeCl₃ ⇔ Fe 3+ + 3Cl — ;
Fe 3+ + H₂O ⇔ FeOH 2+ + H + ;
KOH ⇔ K + + OH —

Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт гидролиза соли FeCl₃ и диссоциации КОН, ибо ионы Н + и ОН — , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н₂О (Н + + ОН — ⇔ Н₂О). При этом гидролитическое равновесие соли FeCl₃ и диссоциация КОН сдвигаются вправо и гидролиз соли и диссоциация основания идут до конца с образованием осадка Fe(OH)₃. По сути, при смешивании FeCl₃ и КОН протекает реакция обмена. Ионно-молекулярное уравнение процесса:

Молекулярное уравнение процесса:

в) Соль FeCl₃ и соль ZnCl₂ гидролизуется по катиону:

Fe 3+ + H₂O ⇔ FeOH 2+ + H + ;
Zn 2+ + H₂O ⇔ ZnOH + + H +

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное угнетение гидролиза каждой из них, ибо избыточное количество ионов Н + вызывает смещение гидролитического равновесие влево, в сторону уменьшения концентрации ионов водорода Н + .
г) Соль FeCl₃ гидролизуется по катиону, а соль Na₂СO₃ – по аниону:

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н + и ОН — , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н₂О (Н + + ОН — ⇔ Н₂О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка Fe(OH)3↓, слабого электролита H₂CО₃:

Задание 203.
Какие из солей Al₂(SO4)₃, K₂S, Pb(NO₃)₂, КСl подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7

а) Al₂(SO₄)₃ — соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Al 3+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли AlOH 2+ . Образование Al(OH) 2+ и Al(OH)₃ не происходит, потому что ионы AlOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Al(OH) 2+ и молекулы Al(OH)₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Al₂(SO₄)₃ кислую среду, рН

б) K₂S – соль сильного однокислотного основания KOH и слабой многоосновной кислоты H₂S. В этом случае анионы S 2- связывают ионы водорода Н+ воды, образуя анионы кислой соли НS-. Образование H2S не происходит, так как ионы НS — диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H₂S. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

K₂S ⇔ 2К + + S 2- ;
S 2- + H₂O ⇔Н S- + ОH —

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору K₂S щелочную среду, рН > 7.

в) Pb(NO₃)₂ — соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Pb 2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли PbOH + . Образование Pb(OH)₂ не происходит, потому что ионы PbOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Pb(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Pb(NO₃)₂ кислую среду, рН

г) КCl – соль сильного основания и сильной кислоты гидролизу не подвергается, так как ионы К + , Cl — не связываются ионами воды H + и OH — . Ионы К + , Cl — , H + и OH — останутся в растворе. Так как в растворе соли присутствуют равные количества ионов H + и OH — , то раствор имеет нейтральную среду, рН = 0.

Задание 204.
При смешивании растворов FeCl₃ и Na₂СО₃ каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.
Решение:
Гидролиз соли FeCl₃

FeCl₃ — соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Fe 3+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли FeOH 2+ . Образование Fe(OH) 2+ и Fe(OH)₃ не происходит, потому что ионы FeOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Fe(OH) 2+ и молекулы Fe(OH)₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

FeC_l3 ⇔ Fe 3+ + 3Cl —
Fe 3+ + H₂O ⇔ FeOH 2+ + H +

Na₂CO₃ — соль сильного основания и слабой кислоты. В этом случае анионы CO₃ 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли HCO₃ — . Образование H₂CO₃ не происходит, так как ионы HCO₃ — диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H₂CO₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н + и ОН — , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н₂О (Н + + ОН — ⇔ Н₂О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка и газа:

Задание 205.
К раствору Nа₂СО₃ добавили следующие вещества: a)HCl; б)NaOH; в) Cu(NО₃)₂; г)K₂S. В каких случаях гидролиз карбоната натрия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Решение:
Гидролиз соли Na₂CO₃
а) Соль Na₂CO₃ гидролизуется по аниону, а HCl диссоциирует в водном растворе:

Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н + и ОН — , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н₂О (Н + + ОН — ⇔ Н₂О). При этом гидролитическое равновесие соли Na₂CO₃ и диссоциация HCl сдвигаются вправо и гидролиз соли и диссоциация кислоты идут до конца с образованием газообразного углекислого газа. Ионно-молекулярное уравнение процесса:

Молекулярное уравнение процесса:

б) Соль Na₂CO₃ гидролизуется по аниону, а NaOH диссоциирует в водном растворе:

Если растворы этих веществ смешать, то образуется избыток ионов ОН — , что сдвигает равновесие гидролиза Na₂CO₃ влево и гидролиз соли будет угнетаться.

в) Соль Na₂CO₃ гидролизуется по аниону, а соль Cu(NO₃)₂ – по катиону:

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н + и ОН — , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н₂О (Н + + ОН — ⇔ Н₂О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка и газа:

г) Na₂CO₃ и К₂S — соли сильного основания и слабой кислоты, поэтому обе гидролизуются по аниону:

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное угнетение гидролиза каждой из них, ибо избыток ионов ОН — , согласно принципу Ле Шателье, смещает равновесие гидролиза обеих солей влево, в сторону уменьшения концентрации ионов ОН — , т. е. гидролиз обеих солей будет угнетаться.

Задание 206.
Какое значение рН (> 7

а) Na₂S – соль сильного однокислотного основания NaOH и слабой многоосновной кислоты H₂S. В этом случае анионы S 2- связывают ионы водорода Н+ воды, образуя анионы кислой соли НS-. Образование H₂S не происходит, так как ионы НS — диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H₂S. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Na₂S ⇔ 2Na + + S 2- ;
S 2- + H₂O ⇔ НS — + ОH —

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na₂S щелочную среду, рН > 7.

б) AlCl₃ — соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Al3+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли AlOH 2+ . Образование Al(OH) 2+ и Al(OH)₃ не происходит, потому что ионы AlOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Al(OH) 2+ и молекулы Al(OH)₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

AlCl₃ ⇔ Al 3+ + 3Cl — ;
Al 3+ + H₂O ⇔ AlOH 2+ + H +

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Al₂(SO₄)₃ кислую среду, рН

в) NiSO₄ — соль слабого многокислотного основания Ni(OH)₂ и сильной двуходноосновной кислоты H₂SO₄. В этом случае катионы Ni 2+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли NiOH + . Образование Ni(OH)₂ не происходит, потому что ионы NiOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Ni(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору NiSO₄ кислую среду, рН

Задание 207.
Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей Pb(NO₃)₂, Na₂CO₃, Fe₂(SO₄)₃. Какое значение рН (> 7

а) Pb(NO₃)₂ — соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Pb 2+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли PbOH + . Образование Pb(OH)₂ не происходит, потому что ионы PbOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Pb(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Pb(NO₃)₂ кислую среду, рН

б) Na₂CO₃ — соль сильного основания и слабой кислоты. В этом случае анионы CO₃ 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли HCO₃ — . Образование H₂CO₃ не происходит, так как ионы HCO₃ — диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H₂CO₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na₂CO₃ щелочную среду, рН > 7.

в) Fe₂(SO₄)₃ — соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Fe 3+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли FeOH 2+ . Образование Fe(OH) 2+ и Fe(OH)₃ не происходит, потому что ионы FeOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Fe(OH) 2+ и молекулы Fe(OH)₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Молекулярная форма процесса:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Fe₂(SO₄)₃ кислую среду, рН

Задание 208.
Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей НСООК, ZnSО₄, Аl(NO₃)₃. Какое значение рН (> 7

а) НСООК – соль сильного однокислотного основания KOH и слабой одноосновной кислоты НСООН. В этом случае анионы НСОО — связывают ионы водорода Н + воды, образуя слабый электролит НСООН. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

НСООК ⇔ К + + НСОО — ;
НСОО — + H₂O ⇔ НСООН + ОH —

или в молекулярной форме:

НСООК + Н₂О = НСООН + КОН

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору НСООК щелочную среду, рН > 7.

б) ZnSО₄ — соль слабого многокислотного основания Zn(OH)₂ и сильной многосновной кислоты. В этом случае катионы Zn 2+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли ZnOH + . Образование Zn(OH)₂ не происходит, потому что ионы СоOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору ZnSО₄ кислую среду, рН

в) Аl(NO₃)₃ — соль слабого многокислотного основания Al(OH)₃ и сильной одноосновной кислоты HNO₃. В этом случае катионы Al 3+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли AlOH 2+ . Образование Al(OH) 2+ и Al(OH)₃ не происходит, потому что ионы AlOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Al(OH) 2+ и молекулы Al(OH)₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Молекулярное уравнение реакции:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Cr(NO₃)₃ кислую среду, рН

Задание 209.
Какое значение рН (> 7

а) Ортофосфат натрия Na₃PO₄ – соль слабой многоосновной кислоты Н₃РО₄ и сильного однокислотного основания. В этом случае анионы РО₄ 3- связывают ионы водорода Н₊ воды, образуя анионы кислой соли HРО₄ 2- . Образование H₂РО₄ — и Н₃РО₄ не происходит, так как ионы HРО₄ 2 — диссоциируют гораздо труднее, чем ионы H₂РО₄ — и молекулы Н₃РО₄. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na₃PO₄ щелочную среду, рН > 7.

б) K₂S – соль сильного однокислотного основания KOH и слабой многоосновной кислоты H₂S. В этом случае анионы S 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли НS — . Образование H₂S не происходит, так как ионы НS — диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H₂S. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

K₂S ⇔ 2К + + S 2- ;
S 2- + H₂O ⇔ НS — + ОH —

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору _K2S щелочную среду, рН > 7.

в) CuSO₄ — соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Cu 2+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли CuOH + . Образование Cu(OH)₂ не происходит, потому что ионы CuOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Cu(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору CuSO₄ кислую среду, рН

Задание 210.
Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей CuCl₂, Сs₂СО₃, Сr(NО₃)₃. Какое значение рН (> 7

а) CuCl₂ — соль слабого многокислотного основания Сu(OH)₂ и сильной одноосновной кислоты HCl. В этом случае катионы Cu 2+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли CuOH + . Образование Cu(OH)₂ не происходит, потому что ионы CuOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Cu(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CuCl₂ ⇔ Cu 2+ + 2Cl — ;
Cu 2+ + H₂O ⇔ CuOH + + H +

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода H+, которые придают раствору CuCl₂ кислую среду, рН

б) Сs₂CO₃ — соль сильного однокислотного основания CsOH и слабой двухосновной кислоты Н₂СО₃. В этом случае анионы CO₃ 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли HCO₃ — . Образование H₂CO₃ не происходит, так как ионы HCO₃ — диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H₂CO₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Сs2CO3 щелочную среду, рН > 7.

в) Cr(NO₃)₃ — соль слабого многокислотного основания Cr(OH)₃ и сильной одноосновной кислоты HNO₃. В этом случае катионы Cr 3+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли CrOH 2+ . Образование Cr(OH)₂ + и Cr(OH)₃ не происходит, потому что ионы CrOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Cr(OH)₂ + и молекулы Cr(OH)₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Молекулярное уравнение реакции:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Cr(NO₃)₃ кислую среду, рН

Напишите уравнения реакций гидролиза солей na2so4

В ходе урока мы изучим тему «Гидролиз. Среда водных растворов. Водородный показатель». Вы узнаете о гидролизе – обменной реакции вещества с водой, приводящей к разложению химического вещества. Кроме того, будет введено определение водородному показателю – так называемому РН.

I. Механизм гидролиза

Гид­ро­лиз – это об­мен­ная ре­ак­ция ве­ще­ства с водой, при­во­дя­щая к его раз­ло­же­нию.

По­про­бу­ем разо­брать­ся в при­чине дан­но­го яв­ле­ния.

Элек­тро­ли­ты де­лят­ся на силь­ные элек­тро­ли­ты и сла­бые. См. Табл. 1.

СИЛЬ­НЫЕ ЭЛЕК­ТРО­ЛИ­ТЫ

СЛА­БЫЕ ЭЛЕК­ТРО­ЛИ­ТЫ

Сте­пень дис­со­ци­а­ции при 180С в рас­тво­рах с кон­цен­тра­ци­ей элек­тро­ли­та 0,1 моль/л близ­ка к 100%. Дис­со­ци­и­ру­ют прак­ти­че­ски необ­ра­ти­мо.

Сте­пень дис­со­ци­а­ции при 180С в рас­тво­рах с кон­цен­тра­ци­ей элек­тро­ли­та 0,1 моль/л зна­чи­тель­но мень­ше 100%. Дис­со­ци­и­а­ция необ­ра­ти­ма.

• Ще­ло­чи
• Соли
• Неко­то­рые неор­га­ни­че­ские кис­ло­ты (НNO₃, HClO₄,HI, HCl, HBr, H₂SO₄)

• Гид­рок­си­ды ме­тал­лов, кроме IA и IIA групп, рас­твор ам­ми­а­ка
• Мно­гие неор­га­ни­че­ские кис­ло­ты (H₂S, HCN, HClO, HNO₂)
• Ор­га­ни­че­ские кис­ло­ты (HCOOH, CH₃COOH)
• Вода

Вода от­но­сит­ся к сла­бым элек­тро­ли­там и по­это­му дис­со­ци­и­ру­ет на ионы лишь в незна­чи­тель­ной сте­пе­ни

Н₂О ↔ Н + + ОН —

Ионы ве­ществ, по­па­да­ю­щие в рас­твор, гид­ра­ти­ру­ют­ся мо­ле­ку­ла­ми воды. Но при этом может про­ис­хо­дить и дру­гой про­цесс. На­при­мер, ани­о­ны соли, ко­то­рые об­ра­зу­ют­ся при её дис­со­ци­а­ции, могут вза­и­мо­дей­ство­вать с ка­ти­о­на­ми во­до­ро­да, ко­то­рые, пусть и в незна­чи­тель­ной сте­пе­ни, но все-та­ки об­ра­зу­ют­ся при дис­со­ци­а­ции воды. При этом может про­ис­хо­дить сме­ще­ние рав­но­ве­сия дис­со­ци­а­ции воды. Обо­зна­чим анион кис­ло­ты Х-.

Пред­по­ло­жим, что кис­ло­та силь­ная. Тогда она по опре­де­ле­нию прак­ти­че­ски пол­но­стью рас­па­да­ет­ся на ионы. Если кис­ло­та сла­бая, то она дис­со­ци­и­ру­ет непол­но­стью. Она будет об­ра­зо­вы­вать­ся при при­бав­ле­нии в воду из ани­о­нов соли и ионов во­до­ро­да, по­лу­ча­ю­щих­ся при дис­со­ци­а­ции воды. За счет её об­ра­зо­ва­ния, в рас­тво­ре будут свя­зы­вать­ся ионы во­до­ро­да, и их кон­цен­тра­ция будет умень­шать­ся. Н + + Х — ↔ НХ

Но, по пра­ви­лу Ле Ша­те­лье, при умень­ше­нии кон­цен­тра­ции ионов во­до­ро­да рав­но­ве­сие сме­ща­ет­ся в пер­вой ре­ак­ции в сто­ро­ну их об­ра­зо­ва­ния, т. е. впра­во. Ионы во­до­ро­да будут свя­зы­вать­ся с иона­ми во­до­ро­да воды, а гид­рок­сид ионы – нет, и их ста­нет боль­ше, чем было в воде до при­бав­ле­ния соли. Зна­чит, среда рас­тво­ра будет ще­лоч­ная. Ин­ди­ка­тор фе­нол­фта­ле­ин ста­нет ма­ли­но­вым.

Ана­ло­гич­но можно рас­смот­реть вза­и­мо­дей­ствие ка­ти­о­нов с водой. Не по­вто­ряя всю це­поч­ку рас­суж­де­ний, поды­то­жи­ва­ем, что если ос­но­ва­ние сла­бое, то в рас­тво­ре будут на­кап­ли­вать­ся ионы во­до­ро­да, и среда будет кис­лая.

II. Классификация катионов и анионов

К сильным кислотам относятся:

• H₂SO₄ (серная кислота),
• HClO₄ (хлорная кислота),
• HClO₃ (хлорноватая кислота),
• HNO₃ (азотная кислота),
• HCl (соляная кислота),
• HBr (бромоводородная кислота),
• HI (иодоводородная кислота).

Ниже приведен список слабых кислот:

• H₂SO₃ (сернистая кислота),
• H₂CO₃ (угольная кислота),
• H₂SiO₃ (кремниевая кислота),
• H₃PO₃ (фосфористая кислота),
• H₃PO₄ (ортофосфорная кислота),
• HClO₂ (хлористая кислота),
• HClO (хлорноватистая кислота),
• HNO₂ (азотистая кислота),
• HF (фтороводородная кислота),
• H₂S (сероводородная кислота),
• большинство органических кислот, напр., уксусная (CH₃COOH).

​Слабые основания — это:

• все нерастворимые в воде гидроксиды (напр., Fe(OH)₃, Cu(OH)₂ и т. д.),
• NH₄OH (гидроксид аммония).

III. Отношение к гидролизу солей разных типов

По­сколь­ку и ка­ти­о­ны и ани­о­ны, со­глас­но дан­ной клас­си­фи­ка­ции, бы­ва­ют двух типов, то всего су­ще­ству­ет 4 раз­но­об­раз­ных ком­би­на­ции при об­ра­зо­ва­нии их солей. Рас­смот­рим, как от­но­сит­ся к гид­ро­ли­зу каж­дый из клас­сов этих солей.

1. Гидролиз не возможен (гидролиз соли, образованной сильным основанием и сильной кислотой)

Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой (KBr, NaCl, NaNO₃), гидролизу подвергаться не будет, так как в этом случае слабый электролит не образуется.

рН таких растворов = 7. Реакция среды остается нейтральной.

2. Гидролиз по катиону (в реакцию с водой вступает только катион, т.е. это гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой)

В соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (FeCl₂, NH₄Cl, Al₂(SO₄)₃,MgSO₄) гидролизу подвергается катион:

FeCl₂ + HOH Fe(OH)Cl + HCl
Fe 2+ + 2Cl — + H + + OH — FeOH + + 2Cl — + Н +

В результате гидролиза образуется слабый электролит, ион H + и другие ионы.

рН раствора Подведем итог тому, что вы узнали о гидролизе по катиону:

1) по катиону соли, как правило, гидролизуются обратимо;

2) химическое равновесие реакций сильно смеще­но влево;

3) реакция среды в растворах таких солей кислот­ная (рН Гидролиз по аниону (в реакцию с водой вступает только анион, т.е. это гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой)

Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (КClO, K₂SiO₃, Na₂CO₃,CH₃COONa) подвергается гидролизу по аниону, в результате чего образуется слабый электролит, гидроксид-ион ОН — и другие ионы.

K₂SiO₃ + НОH KHSiO₃ + KОН
2K + +SiO₃ 2- + Н + + ОH — НSiO₃ — + 2K + + ОН —

рН таких растворов > 7 (раствор приобретает щелочную реакцию).

Подведем итог тому, что вы узнали о гидролизе по аниону:

1) по аниону соли, как правило, гидролизуются обратимо;

2) химическое равновесие в таких реакциях силь­но смещено влево;

3) реакция среды в растворах подобных солей ще­лочная (рН > 7);

4) при гидролизе солей, образованных слабыми многоосновными кислотами, получаются кис­лые соли.

4. Совместный гидролиз: и по катиону, и по аниону (в реакцию с водой вступает и катион и анион, т.е. это гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой)

Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой (СН₃СООNН₄, (NН₄)₂СО₃,Al₂S₃), гидролизуется и по катиону, и по аниону. В результате образуются малодиссоциирующие основание и кислота. рН растворов таких солей зависит от относительной силы кислоты и основания. Мерой силы кислоты и основания является константа диссоциации соответствующего реактива.

Реакция среды этих растворов может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной:

Гидролиз — процесс обратимый.

Гидролиз протекает необратимо, если в результате реакции образуется нерастворимое основание и (или) летучая кислота

Видео — Эксперимент: «Гидролиз солей»

IV. Алгоритм составления уравнений гидролиза солей

Ход рассуждений

Пример

1. Определяем силу электролита – основания и кислоты, которыми образована рассматриваемая соль.

Помните!

Гидролиз всегда протекает по слабому электролиту, сильный электролит находится в растворе в виде ионов, которые не связываются водой.

Кислота

Основания

Слабые – все нерастворимые в воде основания и NH₄OH

Na₂CO₃ – карбонат натрия, соль образованная сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₂CO₃)

2. Записываем диссоциацию соли в водном растворе, определяем ион слабого электролита, входящий в состав соли

2Na + + CO₃ 2- + H + OH — ↔

Это гидролиз по аниону

От слабого электролита в соли присутствует анион CO₃ 2- , он будет связываться молекулами воды в слабый электролит – происходит гидролиз по аниону.

3. Записываем полное ионное уравнение гидролиза – ион слабого электролита связывается молекулами воды

2Na + + CO₃ 2- + H + OH — ↔ (HCO₃) — + 2Na + + OH —

В продуктах реакции присутствуют ионы ОН — , следовательно, среда щелочная pH>7

4. Записываем молекулярное гидролиза

V. Практическое применение гидролиза

На практике с гидролизом учителю приходится сталкиваться, например при приготовлении растворов гидролизующихся солей (ацетат свинца, например). Обычная “методика”: в колбу наливается вода, засыпается соль, взбалтывается. Остается белый осадок. Добавляем еще воды, взбалтываем, осадок не исчезает. Добавляем из чайника горячей воды – осадка кажется еще больше… А причина в том, что одновременно с растворением идет гидролиз соли, и белый осадок, который мы видим это уже продукты гидролиза – малорастворимые основные соли. Все наши дальнейшие действия, разбавление, нагревание, только усиливают степень гидролиза. Как же подавить гидролиз? Не нагревать, не готовить слишком разбавленных растворов, и поскольку главным образом мешает гидролиз по катиону – добавить кислоты. Лучше соответствующей, то есть уксусной.

В других случаях степень гидролиза желательно увеличить, и чтобы сделать щелочной моющий раствор бельевой соды более активным, мы его нагреваем – степень гидролиза карбоната натрия при этом возрастает.

Важную роль играет гидролиз в процессе обезжелезивания воды методом аэрации. При насыщении воды кислородом, содержащийся в ней гидрокарбонат железа(II) окисляется до соли железа(III), значительно сильнее подвергающегося гидролизу. В результате происходит полный гидролиз и железо отделяется в виде осадка гидроксида железа(III).

На этом же основано применение солей алюминия в качестве коагулянтов в процессах очистки воды. Добавляемые в воду соли алюминия в присутствии гидрокарбонат-ионов полностью гидролизуются и объемистый гидроксид алюминия коагулирует, увлекая с собой в осадок различные примеси.

VI. Задания для закрепления

Задание №1. Запишите уравнения гидролиза солей и определите среду водных растворов (рН) и тип гидролиза:
Na₂SiO₃ , AlCl₃, K₂S.

Задание №2. Составьте уравнения гидролиза солей, определите тип гидролиза и среду раствора:
Сульфита калия, хлорида натрия, бромида железа (III)

Задание №3. Составьте уравнения гидролиза, определите тип гидролиза и среду водного раствора соли для следующих веществ:
сульфид калия — K₂S, бромид алюминия — AlBr₃, хлорид лития – LiCl, фосфат натрия — Na₃PO₄, сульфат калия — K₂SO₄, хлорид цинка — ZnCl₂, сульфит натрия — Na₂SO₃, сульфат аммония — (NH₄)₂SO₄, бромид бария — BaBr₂