Химический калькулятор

Решение расчетных задач по химии в режиме on-line

Введите формулу вещества без пробелов, например: (NH4)2HPO4, KCN, Cu(NO3)2. Формула вводится по правилам записи формул неорганическиx веществ, например: CuSO4, но не O4CuS. Нажмите кнопку «Гидролиз». Ответ появится в отдельном окне. Уравнение гидролиза соли приводится в сокращенном ионном виде по первой ступени, т.к. в обычных условиях существенна только первая ступень. Сверьте формулу вещества с введенной формулой. Для возврата к калькулятору нажмите «Закрыть».

Дробные коэффициенты, двойные соли и сложные ионы и не поддерживаются!

Если «Химический калькулятор» Вам в чем-то помог и Вы хотите, чтобы в нем появились новые функции, щелкните любую ссылку внизу страницы.

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.

Совместный гидролиз двух солей

Рассмотрим реакцию, происходящую в водном растворе двух солей:

В ионно-молекулярном виде:

Процесс совместного гидролиза двух солей FeCl₃ и Na₂CO₃ можно представить следующим образом. Сначала записывают уравнение реакции вза-имодействия этих солей

а затем уравнение реакции гидролиза Fe₂(CO₃)₃:

Fe₂(CO₃)₃ + 6НОН = 2Fe(ОН)₃ + 3Н₂CO₃. (2)

Соль NaCl гидролизу не подвергается. Для получения общего уравнения гидролиза FeCl₃ и Na₂CO₃ следует просуммировать уравнения (1) и (2).

Гидролиз принадлежит к числу обратимых процессов, поэтому положение его равновесия может быть смещено в ту или иную сторону изменением концентрации исходных веществ, а также температуры раствора. Разбавление раствора, повышение температуры увеличивает степень гидролиза. Наоборот, добавляя кислоту в растворы, имеющие кислую реакцию, или щелочь в растворы со щелочной реакцией, можно понизить степень гидролиза.

Если кислота и основание, образующие соль, не только слабые электроли-ты, но и малорастворимы или неустойчивы и разлагаются с образованием летучих продуктов, то гидролиз соли часто протекает необратимо, в результате чего про-исходит полное разложение соли водой, т.е. такие соли разлагаются водой:

202. Вычислить рН растворов, в которых концентрация ионов Н + (в моль/л) равна: а) 4,6×10 -4 ; б) 9,3×10 -9 .

203. Вычислить рН растворов, в которых концентрация ионов ОН — (в моль/л) равна: а) 2×10 -7 ; б) 8,1×10 -3 .

204. Определите [H + ] и [OH — ] в растворе, рН которого равен 7,5.

205. Составьте ионное и молекулярное уравнения совместного гидролиза, происходящего при смешивании растворов K₂S и CrCl₃. Каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца.

206. При смешивании растворов CuSO₄ и K₂CO₃ выпадает осадок основной соли – гидроксокарбонат меди(II) и выделяется диоксид углерода. Составьте ион-ное и молекулярное уравнения происходящего гидролиза.

207. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы солей Li₂S, AlCl₃, NiSO₄? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

208. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы следующих солей K₃PO₄, Pb(NO₃)₂, Na₂S? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей.

209. Какая из солей K₂SO₄, CH₃COOK, (NH₄)₂SO₄ при растворении в воде имеет рН > 7? Составьте уравнение гидролиза для этой соли в ионном и молекулярном виде.

210. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей Na₂CO₃, ZnCl₂. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы этих солей?

211. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей : ацетата калия, сульфата цинка и нитрата алюминия. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы этих солей?

212. Какие из солей – RbCl, Cr₂(SO₄)₃, Ni(NO₃)₂ – подвергаются гидролизу? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

213. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей K₂S, NiCl₂, Pb(CH₃COO)₂. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы этих солей?

214. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы солей MnCl₂, Na₂CO₃, Ni(NO₃)₂? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

215. Какие из солей — Al₂(SO₄)₃, K₂S, Pb(NO₃)₂, KCl подвергаются гидроли-зу? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

216. Какие из солей — KNO₃, CrCl₃, Cu(NO₃)₂, NaCN – подвергаются гидролизу? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза соответ-ствующих солей.

217. Какие из солей — K₂CO₃, FeCl₃, K₂SO₄, ZnCl₂ — подвергаются гидролизу? Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза соответствующих солей.

218. При смешивании растворов Al₂(SO₄)₃ и Na₂CO₃ каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца. Составьте ионное и молекулярное уравнения происходящего совместного гидролиза.

219. При смешивании растворов Al₂(SO₄)₃, и Na₂S образуются Al(ОН)₃ и Н₂S. Выразите этот гидролиз ионным и молекулярным уравнениями.

220. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы следующих солей: Na₃РO₄, K₂S, CuSO₄? Составьте ионные и молекулярные уравнения гидро-лиза этих солей.