Опытные данные

Объем исследуемой воды, , мл.	Объем раствора соляной кислоты, , мл.	Молярная концентрация эквивалентов раствора , , моль/л	Жесткость воды.
			Карбонатная , моль/л	Некарбонатная , моль/л
100		0,1

Рассчитываем карбонатную жесткость воды по формуле:

.

Некарбонатную жесткость воды , находят по разности:

.

ОПЫТ 3. УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ КАТИОНИРОВАНИЯ.

Жесткую воду пропускают через катионообменную смолу в форме, при этом ионы и эквивалентно замещают ионы в смоле.

Выполнение опыта. Через колонку заполненную катионитом пропустите 300-400 мл жесткой воды. Скорость фильтрования регулируйте зажимом, она не должна превышать 15 капель в минуту. Умягченную воду соберите в стакан, ополоснутый первыми порциями фильтрата.

Отберите 100 мл умягченной воды и определите общую жесткость умягченной воды.

Результаты опыта сведите в таблицу 3.

Таблица 3.

Опытные данные

Объем исследуемой воды, , мл.	Объем раствора комплексона 111, , мл.	Молярная концентрация эквивалентов комплексона 111, , моль/л	Общая жесткость воды после умягчения, , моль/л
100		0,01

Лабораторная работа № 8

Гидролиз солей

Цель работы: исследование процесса гидролиза солей и установление факторов, влияющих на гидролиз.

1. Теоретическое введение

При растворении некоторых солей в воде нарушается равновесие диссоциации воды. Это является результатом обменных реакций растворенного вещества с растворителем, приводящих к образованию труднорастворимых, газообразных и малодиссоциирующих соединений. Такое обменное взаимодействие растворенного вещества с водой называется гидролизом.

В зависимости от природы растворенного вещества, его гидролиз может происходить по-разному. Так если соль образована сильной кислотой и основанием равной силы, то она полностью распадается в воде на свои составные части, а ее катионы и анионы, сталкиваясь с ионами Н⁺ и ОН^- , практически ими не связываются . Происходит это по тому, что получающиеся в результате такого столкновения сильные кислота и основание, вновь моментально распадаются на ионы. Поэтому равновесие электролитической диссоциации воды не смещается, концентрация ионов водорода и гидроксида остается постоянной, равной 10^-7моль/литр.

Гидролизу подвергаются все остальные соли:

• образованные катионом сольного основания и анионом слабой кислоты – происходит гидролиз по аниону;

• образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты – происходит гидролиз по катиону;

• образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты – происходит гидролиз и по катиону и по аниону.

Процесс гидролиза количественно характеризуется степенью гидролиза (h) и константой гидролиза (Кг). Степенью гидролиза называется отношение числа молекул, подвергшихся гидролизу (С_гидр.), к общему числу растворенных молекул (С_общ.):

Степень гидролиза зависит от следующих факторов:

1. природы соли;

2. ее концентрации;

3. температуры раствора.

Разбавление раствора равноценно увеличению концентрации одного из реагирущих веществ (воды) и приводит к усилению гидролиза. Гидролиз концентрированных растворов происходит слабее. Процесс гидролиза эндотермичен, по этому с повышением температуры протекает полнее . Следовательно при гидролизе соблюдатся принцип Ле-Шателье. Константой гидролиза (Кг) называется - отношение произведения концентрации продуктов гидролиза к концентрации негидролизованной соли (опреляется обычно по таблицам). Величина Кг, в отличие от степени гидролиза, не зависит от концентрации раствора, поэтому является более удобной характеристикой процесса. Обе величины связаны между собой отношением аналогичным закону разбавления:

где С – исходная концентрация соли в растворе, (моль/литр).

Если степень гидролиза мала (h<<1), то Кг = h²С,

ПРИМЕР 1

Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнение гидролиза солей: а) NaCN , б) К₂СО₃

Решение:

а) Цианид натрия NaСN – соль слабой одноосновной кислоты HCN и сильного основания NaOH. При растворении в воде молекулы NaCN полностью диссоциируют на катионы Na⁺ и анионы CN . Катионы Na⁺ не могут связывать ионы ОН^- воды , так как NaOH – сильный электролит . Анионы же CN^-связывают ионы Н⁺ воды , образуя молекулы слабого электролита HCN . Соль гидролизуется , как говорят , по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CN^- + H₂O ⇄ HCN + OH^-

или в молекулярной форме:

NaCN + H₂O ⇄ HCN + NaOH

В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов ОН^-, поэтому раствор NaCN имеет щелочную реакцию (рН>7).

б) Карбонат калия K₂CO₃ – соль слабой многоосновной кислоты и сильного основания. В этом случае анионы соли СО₃^2-, связывая водородные ионы воды, образуют анионы кислой соли НСО₃^-, а не молекулы Н₂СО_3. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени, соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

СО₃^2- + НОН ⇄НСО₃^- + ОН^-

или в молекулярной форме:

К₂СО₃ + Н₂О ⇄ НСО₃ + КОН

В растворе появляется избыток ионов ОН^- ,поэтому раствор К₂СО₃ имеет щелочную реакцию рН>7.