Примеры решения типовых задач

Задача 1. Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза сульфита калия K₂SO₃. Каков механизм гидролиза? Какая среда водного раствора?

Решение: Соль образована катионом сильного основания и анионом слабой двухосновной кислоты. Гидролиз идет по аниону.

Молекулярные уравнения гидролиза:

1 ступень: К₂SО₃ + H₂O KHSO₃ + КОН

2 ступень: KHSO₃ + Н₂O Н₂SО₃ + КОН

Ионно-молекулярные уравнения гидролиза:

1 ступень: SO₃^2- + Н₂О HSO₃^- + OH^-

2 ступень: HSO₃^- + Н2O Н₂SО₃ + ОН^-

В растворе щелочная реакция среды, так как в результате гидролиза образуется сильное основание (щелочь КОН).

Задача 2. Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза нитрата свинца (II). Каков механизм гидролиза? Какая среда водного раствора?

Решение: Соль образована катионом слабого двухкислотного основания и анионом сильной кислоты. Гидролиз идет по катиону.

Молекулярные уравнения гидролиза:

1 ступень: Pb(NO₃)₂ + Н₂О (PbOH)NO₃ + HNO₃

2 ступень: (РbОН)NО₃ + Н₂О Pb(OH)₂ + НNО₃

Ионно-молекулярные уравнения гидролиза:

1 ступень: Рb²⁺ + Н₂О РbОН^- + Н⁺

2 ступень: РbОН^- + Н₂О Pb(OH)₂ + Н⁺

Раствор имеет кислую реакцию среды, так как в результате реакции гидролиза образуется сильная кислота HNO₃.

Пример 3. Написать уравнение гидролиза цианида аммония NH₄OH. Какова реакция среды в водном растворе этой соли?

Решение: Соль образована катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, поэтому гидролиз идет как по катиону, так и по аниону:

NH₄CN + Н₂О NH₄OH + HCN

NH₄⁺ + CN^- + Н₂О NH₄OH + HCN.

Для оценки реакции среды необходимо сравнить константы диссоциации NH₄OH и HCN (см. таблицу 1). Так как константа диссоциации гидроксида аммония больше, чем константа диссоциации синильной кислоты, то гидроксид аммония является более сильным электролитом (основанием). В растворе будут преобладать ионы ОН^- , следовательно, реакция среды щелочная.

Задача 4. Учитывая только первую ступень гидролиза 0,5М раствора Na₂S, рассчитайте константу гидролиза, степень гидролиза и рН среды.

Решение: Гидролизу по первой ступени соответствует следующее ионно-молекулярное уравнение:

S^2- + Н₂О НS^- + OH^-

Константа гидролиза Na₂S по первой ступени есть отношение ионного произведения воды к константе диссоциации слабой кислоты HS^-.

К_г = К_осн /К(HS^-)

Здесь в качестве К(HS^-) необходимо применять константа диссоциации гидросульфид – иона, то есть К₂(H₂S), так как в реакции гидролиза участвуют сульфид анион (левая сторона) и гидросульфид анион (правая сторона). Химическое равновесие между этими анионами выражается второй ступенью диссоциации сероводородной кислоты:

НS^- S^2- + Н⁺ (К₂= 4 )

К_г = = 10^-14/4 10^-14 = 0,25

Степень гидролиза (h) можно рассчитать по формуле:

H =

Для нахождения рН среды рассчитаем концентрацию водородных ионов:

[H⁺] = K_осн/С(Na₂S) h = 10^-14/0,5 0.71 = 2.82 10^-14 (моль/л).

pH = -lg[H⁺] = -lg (2.82 10^-14) = 13,55

Ответ: К_г = 0,25; h = 0,71; pH = 13,55

Задача 5. рН 0,5 М раствора калиевой соли некоторой кислоты равен 12. Вычислить константу диссоциации той кислоты.

Решение: Так как рН водного раствора соли, образованной сильным основанием (КОН) и неизвестной кислотой больше 7, то эта соль гидролизуется по аниону, то есть является солью, образованной сильным основанием слабой кислотой.

Концентрация протона в растворах таких солей определяется формулой (см. таблицу 2): .

Если рН=12, то [Н⁺] = 10^-12 моль/л. Возведем в квадрат обе стороны уравнения. Тогда [Н⁺]² = ; 10^-24 = .

К_кисл = = 5

Ответ: К_кисл = 5*10^-11