Напишите уравнения гидролиза следующих солей и укажите среду раствора: (NH4)2SO4;Cs2SO4;MgS;K2SO3;Al2S3
Гидролиз сульфата аммония: (NH4)2SO4 + H2O = NH4HSO4 + NH4OH
Полное ионное уравнение: 2NH4(+) + SO4(2-) + 2H2O = 2NH4OH + SO4(2-) + 2OH(-)
Краткое ионное уравнение: NH4(+) + H2O = NH4OH + OH(-) гидролиз по катиону, среда кислая
———————————————
Гидролиз сульфида алюминия: Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S (осадок и газ)
Полное ионное уравнение: 2Al(3+) + 3S(2-) + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Гидролиз протекает сразу и по катиону, и по аниону, поэтому реакция идёт до конца, с выпадением осадка гидроксида алюминия и образованием газообразного сероводорода
——————————-
Гидролиз сульфита калия: K2SO3 + H2O = KHSO3 + KOH
полное ионное уравнение: 2K(+) + SO3(2-) + 2H2O = 2K(+) + H2SO3
Краткое ионное уравнение: SO3(2-) + 2H2O = H2SO3 + 2OH(-) гидролиз по аниону, среда щелочная
Запишите уравнения гидролиза следующих солей, укажите тип гидролиза и среду раствора. а) фосфат меди
Гидролиз сульфата аммония
(NH4)2SO4 — соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону.
Первая стадия (ступень) гидролиза
Сокращенное (краткое) ионное уравнение
NH4 + + HOH ⇄ NH4OH + H +
Вторая стадия (ступень) гидролиза
Полное ионное уравнение
NH4 + + H + + SO4 2- + HOH ⇄ NH4OH + 2H + + SO4 2-
Сокращенное (краткое) ионное уравнение
NH4 + + HOH ⇄ NH4OH + H +
Среда и pH раствора сульфата аммония
В результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), поэтому раствор имеет кислую среду (pH
Уравнение реакции гидролиза nh4 2so4
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
http://chemer.ru/services/hydrolysis/salts/(NH4)2SO4
http://kardaeva.ru/89-dlya-uchenika/9-klass/142-gidroliz-solej