Уравнение гидролиза солей хлорида алюминия

Гидролиз хлорида алюминия

AlCl₃ — соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону.

Первая стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
AlCl₃ + HOH ⇄ AlOHCl₂ + HCl

Полное ионное уравнение
Al 3+ + 3Cl — + HOH ⇄ AlOH 2+ + 2Cl — + H + + Cl —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
Al 3+ + HOH ⇄ AlOH 2+ + H +

Вторая стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
AlOHCl₂ + HOH ⇄ Al(OH)₂Cl + HCl

Полное ионное уравнение
AlOH 2+ + 2Cl — + HOH ⇄ Al(OH)₂ + + Cl — + H + + Cl —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
AlOH 2+ + HOH ⇄ Al(OH)₂ + + H +

Третья стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
Al(OH)₂Cl + HOH ⇄ Al(OH)₃ + HCl

Полное ионное уравнение
Al(OH)₂ + + Cl — + HOH ⇄ Al(OH)₃ + H + + Cl —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
Al(OH)₂ + + HOH ⇄ Al(OH)₃ + H +

Среда и pH раствора хлорида алюминия

В результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), поэтому раствор имеет кислую среду (pH

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:

Какие вещества усиливают гидролиз (hydrolysis) хлорида алюминия

Задача 1065.
Добавление каких веществ усилит гидролиз АIСI₃: а) H₂SO₄; б) ZnCl₂; в) (NH₄)₂S; г) Zn?
Решение:
а) АIСI₃ – соль сильной кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону:

АIСI₃ ⇔ Al 3+ + 3Cl − ;
Al 3+ + H₂O ⇔ AlOH 2+ + H +

При гидролизе данной соли образуется избыток ионов водорода Н + , поэтому при добавлении к раствору данной соли кислоты H₂SO₄ создается дополнительный избыток ионов Н + , что, согласно принципу Ле Шателье, приводит к сдвигу равновесия системы влево, т.е. в сторону уменьшения концентрации ионов Н + , гидролиз ослабнет.

б) ZnCl₂ – соль сильной кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону:
(Zn 2+ + H₂O ⇔ ZnOH + + H + ) так же как и АIСI₃, поэтому при смешении этих солей в растворе будет наблюдаться увеличение концентрации ионов Н+, что, естественно, согласно принципу Ле Шателье, приводит к сдвигу равновесия системы влево, т.е. в сторону уменьшения концентрации ионов Н + , гидролиз ослабнет.

в) (NH₄)₂S – соль слабого основания и слабой кислоты гидролизуется как по катиону, так и по аниону:

При гидролизе данной соли образуется избыток как ионов OH − так и ионов Н + , которые связываясь друг с другом образуют молекулы:
Н₂О (Н + + OH − ⇔ Н₂О). Но, так как K(Н₂S) + образуют молекулы воды. Образующийся избыток воды приводит к разбавлению раствора соли, т. е. к уменьшению концентрации продуктов реакции. Поэтому при смешении растворов солей хлорида алюминия и сульфида аммония будет наблюдаться уменьшение концентраций ионов Н + и OH − , что, согласно принципу Ле Шателье будет приводить к сдвигу равновесия в системе вправо, в сторону увеличения концентрации ионов Н + и OH − , т. е. к усилению гидролиза.

г) Zn в ряду напряжений стоит до водорода, поэтому при добавлении его в раствор хлорида алюминия кроме гидролиза соли дополнительно будет происходить связывание его с ионами водорода (Zn + 2H + ⇔ Zn 2+ + H₂↑. Таким образом, при прибавлении цинка к раствору хлорида алюминия произойдёт связывание ионов Н + с металлическим цинком, что, согласно принципу Ле Шателье будет приводить к сдвигу равновесия системы вправо, в сторону увеличения ионов Н + , т. е. будет наблюдаться усиление гидролиза AlCl₃.

Смешение хлорида алюминия и карбоната натрия

Задача 1066.
Какие продукты образуются при взаимодействии АIСI₃ и Na₂CO₃ в водном растворе: а) А1(OН)₃ и СО₂; б) А1₂(СО₃)₃ и NaС1?
Решение:
АIСI₃ – соль сильной кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону:

АIСI₃ ⇔ Al 3+ + 3Cl − ;
Al 3+ + H₂O ⇔ AlOH 2+ + H +

При гидролизе данной соли образуется избыток ионов водорода Н+.

Na₂CO₃ – соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону:

При гидролизе данной соли образуется избыток ионов OH − .
При смешении АIСI₃ и Na₂CO₃ произойдёт связывание ионов Н + и OH − с образованием молекул воды (Н + + OH − ⇔ Н₂О), что будет способствовать взаимному усилению гидролиза обеих солей. Поэтому гидролиз АIСI₃ и Na₂CO₃ будет протекать до конца. Значит при смешении АIСI₃ и Na₂CO₃ образуется не А1₂(СО₃)₃, а Al(OH)₃ и будет выделяться СО₂:
2 Al 3+ + 3 CO₃ 2- + H₂O ⇔ 2Al(OH)₃↓ + 3СО₂↑
Ответ: а).