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:
FeCl3 ⇔ 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
Соли алюминия: получение и свойства
Соли алюминия
Нитрат и сульфат алюминия
Нитрат алюминия при нагревании разлагается на оксид алюминия, оксид азота (IV) и кислород:
Сульфат алюминия при сильном нагревании разлагается аналогично — на оксид алюминия, сернистый газ и кислород:
Комплексные соли алюминия
Для описания свойств комплексных солей алюминия — гидроксоалюминатов, удобно использоваться следующий прием: мысленно разбейте тетрагидроксоалюминат на две отдельные молекулы — гидроксид алюминия и гидроксид щелочного металла.
Например , тетрагидроксоалюминат натрия разбиваем на гидроксид алюминия и гидроксид натрия:
Na[Al(OH)4] разбиваем на NaOH и Al(OH)3
Свойства всего комплекса можно определять, как свойства этих отдельных соединений.
Таким образом, гидроксокомплексы алюминия реагируют с кислотными оксидами .
Например , гидроксокомплекс разрушается под действием избытка углекислого газа. При этом с СО2 реагирует NaOH с образованием кислой соли (при избытке СО2), а амфотерный гидроксид алюминия не реагирует с углекислым газом, следовательно, просто выпадает в осадок:
Аналогично тетрагидроксоалюминат калия реагирует с углекислым газом:
По такому же принципу тетрагидроксоалюминаты реагирует с сернистым газом SO2:
А вот под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид алюминия реагирует с сильными кислотами.
Например , с соляной кислотой:
Правда, под действием небольшого количества ( недостатка ) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида алюминия кислоты не будет хватать:
Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид алюминия:
Комплекс разрушается при взаимодействии с хлорной водой (водным раствором хлора) Cl2:
2Na[Al(OH)4] + Cl2 → 2Al(OH)3↓ + NaCl + NaClO
При этом хлор диспропорционирует.
Также комплекс может прореагировать с избытком хлорида алюминия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия:
Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-алюминат:
Гидролиз солей алюминия
Растворимые соли алюминия и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:
I ступень: Al 3+ + H2O = AlOH 2+ + H +
II ступень: AlOH 2+ + H2O = Al(OH )2 + + H +
Однако сульфиды, сульфиты, карбонаты алюминия и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:
Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.
Алюминаты
Соли, в которых алюминий является кислотным остатком (алюминаты) — образуются из оксида алюминия при сплавлении с щелочами и основными оксидами:
Для понимания свойств алюминатов их также очень удобно разбить на два отдельных вещества.
Например, алюминат натрия мы разделим мысленно на два вещества: оксид алюминия и оксид натрия.
NaAlO2 разбиваем на Na2O и Al2O3
Тогда нам станет очевидно, что алюминаты реагируют с кислотами с образованием солей алюминия :
KAlO2 + 4HCl → KCl + AlCl3 + 2H2O
NaAlO2 + 4HCl → AlCl3 + NaCl + 2H2O
Под действием избытка воды алюминаты переходят в комплексные соли:
Составьте уравнение гидролиза солей al2 so4 3
1.4. Гидролиз солей
Гидролиз – процесс обменного взаимодействия ионов соли с водой, приводящий к образованию малодиссоциированных веществ и сопровождающийся изменением реакции ( pH ) среды.
Суть гидролиза солей заключается в том, что происходит смещение равновесия диссоциации воды вследствие связывания одного из ее ионов с образованием малодиссоциированного или труднорастворимого вещества. В результате гидролиза могут образовываться молекулы слабых кислот и оснований, анионы кислых солей или катионы основных солей. В большинстве случаев гидролиз является обратимым процессом. При повышении температуры и разбавлении гидролиз усиливается. Гидролиз идет по-разному в зависимости от силы кислоты и основания, образовавших соль. Рассмотрим различные случаи гидролиза солей.
а) Соль образована слабой кислотой и сильным основанием ( K 2 S ).
При растворении в воде K2S диссоциирует
K2S2K + + S 2- .
При составлении уравнений гидролиза в первую очередь необходимо определить ионы соли, связывающие ионы воды в малодиссоциирующие соединения, т.е. ионы, обусловливающие гидролиз.
В данном случае ионы S 2- связывают катион H + , образуя ион HS –
S 2– +H2OHS – + OH –
Уравнение гидролиза в молекулярной форме
K2S + H2OKHS + KOH.
Практически гидролиз соли преимущественно ограничивается первой ступенью с образованием кислой соли (в данном случае KHS). Таким образом, гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (такой, как K2S) протекает по аниону соли. Избыток ионов OH – в растворе обусловливает щелочную реакцию среды в растворе (pН>7).
При растворении в воде CuCl2 диссоциирует
СuCl2Cu 2+ + 2Cl –
Ионы Cu 2+ соединяются с ионами OH – , образуя гидроксоионы CuOH + . Гидролиз соли ограничивается первой ступенью, и образование молекулы Cu(OH)2 не происходит. Ионно-молекулярное уравнение имеет вид
Cu 2+ + HOHCuOH + + H + .
В данном случае продуктами гидролиза являются основная соль и кислота. Уравнение гидролиза в молекулярной форме записывается следующим образом
CuCl2 + H2OCuOHCl + HСl.
Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (в данном случае CuCl2) протекает по катиону соли. Избыток ионов H + в растворе обусловливает кислую реакцию среды в растворе (рН
При растворении в воде Al 2 ( SO 4 )3 диссоциирует
Al 2 ( SO 4 )32 Al 3+ + 3 SO 4 2- .
В данном случае ионы Al 3+ соединяются с ионами ОН — , образуя гидроксоионы AlOH 2+ . Гидролиз соли ограничивается первой ступенью, и образование молекулы Al ( OH )3 не происходит. Ионно-молекулярное уравнение имеет вид
Al 3+ + Н2О AlOH 2+ + Н + .
Продуктами электролиза является основная соль и кислота.
Уравнение гидролиза в молекулярной форме записывается следующим образом
Al2(SO4)3+2 Н 2 О 2AlOHSO4+ H2SO4 .
в) Соль образована слабой кислотой и слабым основанием (CH3COONH4).
CH3COO – + NH4 + + H2O CH3COOH + NH4OH.
В этом случае образуются два малодиссоциированных соединения, и pH раствора зависит от относительной силы кислоты и основания. Если продукты гидролиза могут удаляться из раствора, то гидролиз протекает до конца. Например
Возможны и другие случаи необратимого гидролиза, их нетрудно предсказать, ведь для необратимости процесса небходимо, чтобы хотя бы один из продуктов гидролиза уходил из сферы реакции.
г) Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием ( NaCl , K 2 SO 4 , RbBr и др.) гидролизу не подвергаются, т.к. единственным малодиссоциирующим соединением является H2O (рН=7). Растворы этих солей имеют нейтральную среду. Например
NaCl + H 2 O NaOH + HCl
Na + + Cl – + H2O Na + + OH – + H + + Cl –
H 2 O H + + OH – .
Реакции обратимого гидролиза полностью подчиняются принципу Ле–Шателье. Поэтому гидролиз соли можно усилить (и даже сделать необратимым) следующими способами:
1) добавить воды;
2) нагреть раствор, при этом усиливается эндотермическая диссоциация воды, а значит, увеличивается количество ионов Н + и ОН – , которые необходимы для осуществления гидролиза соли;
3) связать один из продуктов гидролиза в труднорастворимое соединение или удалить один из продуктов в газовую фазу; например, гидролиз цианида аммония NH 4 CN будет значительно усиливаться за счет разложения гидрата аммиака с образованием аммиака NH 3 и воды:
NH4 + + CN – + H2O NH3 + H2O +HCN.
Гидролиз можно подавить , действуя следующим образом:
1) увеличить концентрацию растворенного вещества;
2) охладить раствор ( для ослабления гидролиза растворы солей следует хранить концентрированными и при низких температурах);
3) ввести в раствор один из продуктов гидролиза; например, подкислять раствор, если его среда в результате гидролиза кислая, или подщелачивать, если щелочная.
Взаимное усиление гидролиза Допустим, что в разных сосудах установились равновесия
CO3 2– + H2O HCO3 – + OH –
Al 3+ + H2O AlOH 2+ + H +
Обе соли гидролизованы незначительно, но если растворы смешать, то происходит связывание ионов H + и OH – . В соответствии с принципом Ле-Шателье оба равновесия смещаются вправо, гидролиз усиливается и протекает полностью
Это называется взаимным усилением гидролиза. Таким образом, если смешивать растворы солей, из которых одна гидролизуется по катиону, а другая – по аниону, гидролиз усиливается и протекает полностью.
http://chemege.ru/soli-alyuminiya/
http://www.chem-astu.ru/chair/study/solutions/1_4_Hydrolysis.shtml