5. Лабораторная работа №5. Гидролиз солей. Влияние температуры и разбавления раствора на степень гидролиза.

Задание:

1. Получить кислые соли при гидролизе.

2. Получить основные соли при гидролизе.

3. Провести совместный гидролиз.

4. Изучить влияние температуры и разбавления на гидролиз.

6.1. Цель работы

Изучить реакции гидролиза солей, изменения рН-среды и зависимость гидролиза от температуры и разбавления.

Теоретический материал представлен в модуле 3 (лекция 8).

6.3. Необходимые реактивы

Соли: карбонат калия, сульфат натрия, хлорид алюминия, хло­рид магния, сульфид аммония, ацетат натрия, насыщенный раствор сурь­мы. Дистиллированная вода, индикаторы.

6.4. Теоретическая часть и ход работы

Гидролизом соли называется взаимодействие ионов растворенной соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита и изменению рН-среды.

1 случай. Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой идет по аниону слабой кислоты:

Co₃^2- + HOH  HCO₃^- + OH^-

Na₂CO₃ + HOH = NaHCO₃ + NaOH pH>7

2 случай. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой идет по катиону слабого основания:

Al³⁺ + HOH  AlOH²⁺ +H⁺

AlCl³⁺ + HOH  AlOHCl₂ + HCl pH<7

3 случай. Гидролиз соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием, идет по катиону и аниону:

NH⁴⁺ + CH₃COO^- + HOH  NH₄OH +CH₃COOH

NH₄CH₃COO + HOH  NH₄OH + CH₃COOH pH≈7

4 случай. Необратимый (конечный) гидролиз соли слабого основания и слабой кислоты, идет в одну ступень, если один из продуктов газообразное вещество:

Al₂S₃ + 6HOH = 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑ pH≈7

5 случай. Совместный гидролиз солей, продукты, взаимодействия которых дают нерастворимые соли или не устойчивые в воде соединения, т.е. подвергающиеся конечному гидролизу:

Al₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + 6HOH = 2Al(OH)₃ + 3H₂CO₃ + 3Na₂SO₄

2Al³⁺ + 3CO₃^2- + 6HOH = 2Al(OH)₃ + 3H₂CO₃ pH≈7

Во всех опытах реакции гидролиза записать в виде молекуляр­ных и ионных уравнений, указать рН среды и К_д слабых электролитов (из табл.).

Опыт 1. Образование кислых солей при гидролизе

В две пробирки налить 3-4 мл дистиллированной воды, капнуть 1-2 капли фенолфталеина и добавить по одному микрошпателю кристал­лов следующих солей: 1-ю - карбоната калия; во 2-ю - сульфита натрия. Пользуясь таблицей констант диссоциации слабых кислот, напишите уравнения реакций гидролиза по первой ступени. В растворе какой со­ли окраска фенолфталеина более интенсивная. В каком растворе кон­центрация ионов ОН^- более высокая? Степень гидролиза какой соли больше?

Опыт 2. Образование основных солей при гидролизе

В пробирку налить 3-4 мл дистиллированной воды, опустить универсальную индикаторную бумажку и растворить в воде микрошпатель соли - хлорида алюминия. Определить рН раствора.

Опыт 3. Совместный гидролиз двух солей

В две пробирки внести по 6-8 капель хлорида алюминия. В одну пробирку добавить такой же объем раствора сульфида аммония, в другую - раствора карбоната натрия. Отметить выделение сероводоро­да в первой пробирке (по запаху) и пузырьков оксида углерода (IV) во второй. В обоих случаях в осадок выпадает гидроксид алюминия. Почему не образовались сульфид и карбонат алюминия?

Опыт 4. Влияние температуры на степень гидролиза

Налить в пробирку до 1/2 ее объема дистиллированной воды и внести в нее 2-3 микрошпателя ацетата натрия. Какую величину имеет рН раствора.

Добавьте в пробирку с раствором одну каплю фенолфталеина. Опустите пробирку в водяную баню, нагретую до кипения. Как измени­лась степень окраски фенолфталеина? В каком направлении смещается равновесие гидролиза? Указать причины этого явления.

Опыт 5. Влияние разбавления раствора на степень гидролиза

В пробирку внести 2-3 капли раствора хлорида сурьмы (Ш) и постепенно, по каплям, прибавлять воду до выпадения белого осадка хлорокиси сурьмы – SbOCl. Этот осадок образуется по второй ступени гидролиза из SbOCl (путем отщепления воды). Как можно растворить полученный осадок, т.е. как можно сдвинуть ионное равно­весие гидролиза в левую сторону?

6.5. Оформление работы

В лабораторную тетрадь запишите уравнения, протекающих реакций в молекулярной и ионной формах с указанием рН-среды.

Основная литература:

[6], стр. 60-62, 115-118, 123-128, [7], стр. 95-96, 101-103.

Контрольные вопросы:

1. Что является причиной гидролиза солей и почему равновесие, как правило сильно смещено в сторону исходных веществ?

2. Для каких солей гидролиз проходит ступенями? Чем определяется их число и как изменяется интенсивность гидролиза от первой ступени к последней?

3. Что называется степенью гидролиза, от каких факторов она зависит?