Выполнение работы
Опыт 1. Реакции ионного обмена, протекающие с образованием малорастворимых веществ
В четыре пробирки налейте по 1-2 мл 0,2М растворов следующих веществ: в первую – сульфата меди CuSO4, во вторую – хлорида бария – BaCl2, в третью – хлорида железа (III) FеСl3, в четвертую – силиката натрия Nа2SiO3.
В первую пробирку добавьте 1М раствор гидроксида натрия NaOH, во вторую – 1М раствор серной кислоты H2SO4, в третью – 1М раствор гидроксида натрия NaOH, в четвертую – 1М раствор соляной кислоты НСl.
Наблюдайте выпадение осадков, отметьте их цвет и форму. Напишите уравнения протекающих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной форме. Какие вещества выпали в осадок?
Опыт 2. Реакции ионного обмена, протекающие с образованием газообразных веществ
В три пробирки налейте по 1-2 мл 0,2М растворов следующих веществ: в первую пробирку - карбоната натрия Nа2СО3, во вторую - сульфида натрия Na2S, в третью – хлорида аммония NH4Cl. В четвертую пробирку внесите немного измельченного карбоната кальция СаСО3.
В первую, вторую и четвертую пробирки прилейте по 1-2 мл соляной (1:1) кислоты НСl. В третью пробирку добавьте 1-2 мл 1М раствора гидроксида натрия NaOH и слегка подогрейте содержимое пробирки на спиртовке.
Наблюдайте выделение газов и запишите уравнения протекающих процессов в молекулярной и ионно-молекулярной форме. Какие газы выделяются в каждом из случаев?
Опыт 3. Реакции ионного обмена, протекающие с образованием слабых электролитов
В три пробирки налейте по 1 мл 1М раствора гидроксида натрия NaOH и добавьте индикатор фенолфталеин, в четвертую налейте 1М раствор соляной кислоты НСl и добавьте индикатор метилоранж. Обратите внимание на окраску растворов. В пробирки с NaOH понемногу прилейте: в первую – 1М раствор серной кислоты H2SO4, во вторую – 1М раствор уксусной кислоты СН3СООН, в третью – насыщенный раствор хлорида аммония NH4Cl до изменения окраски. В пробирку с НСl прилейте насыщенный раствор ацетата натрия CH3COONa.
Напишите молекулярные и ионно-молекулярные реакции протекающих процессов.
Контрольные вопросы
Напишите уравнения электролитической диссоциации следующих электролитов, учитывая ее ступенчатый характер: H2SO4, Na2HPO4, FеСl3, Ba(OH)2.
Закончите уравнения следующих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной форме:
а) Ва(NО3)2 + MgSO4 →
б) СаСО3+НNО3 →
в) KCN+H2SO4 →
г) FeSO4 + NaOH →
д) Ва(ОН)2 + НСl →
е) ZnS + НСl →
ж) Сr(ОН)3 + H2SO4 →
з) Na2S + ZnSO4 →
и) NaHCO3+NaOH →
к) Na2CO3 + НNО3 →
Подберите вещества, реакции взаимодействия между которыми выражаются следующими ионными уравнениями:
а) H+ + ОН– = H2O д) Рb2+ + 2I– = PbI2
б) Fe2+ + S2– = FeS е) СН3СОО– + Н+ = СН3СООН
в) Ва2+ + СO
= ВаСО3 ж) CO
+ 2H+ = СО2 + H2O
г) Zn2+ + 2OН– = Zn(OH)2 з) S2– + 2H+ = H2S
Лабораторная работа №5 Гидролиз солей Теоретическое введение
Гидролизом называется взаимодействие вещества с водой, при котором составные части вещества соединяются с составными частями воды.
Одним из наиболее распространенных случаев гидролиза является гидролиз солей, то есть взаимодействие ионов соли с водой, которое сопровождается смещением ионного равновесия воды и изменением рН среды.
Гидролизу подвергаются только те растворимые соли, в состав которых входит хотя бы один ион, способный образовать малодиссоциирующее соединение с ионами Н+ или ОН‾. К ним относятся соли, образованные: а) слабой кислотой и слабым основанием; б) слабой кислотой и сильным основанием; в) слабым основанием и сильной кислотой. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются.
Различают несколько видов гидролиза в зависимости от особенностей ионов, составляющих соль.
1. Гидролиз по аниону наблюдается у солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой; при этом происходит связывание ионов водорода воды и аниона соли в слабодиссоциирующую кислоту. Остающиеся в растворе избыточные гидроксид-ионы обуславливают щелочную реакцию раствора и значения рН 7. Например,
KCN+HOН KOH+HCN
K++СN–+НОН K++OH–+HCN
CN–+HOН OH–+HCN
2. Гидролиз по катиону наблюдается у солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой; при этом происходит связывание ОН‾-ионов воды и катионов соли в слабодиссоциирующее основание. Избыточные катионы Н+ обуславливают кислую реакцию раствора и значения рН 7. Например
NH4Br + HOH NH4OH + HBr
NH4+ +Br‾ + HOH NH4OH + H+ + Br‾
NH4+ + HOH NH4OH + H+
3. Гидролиз по катиону и аниону наблюдается у солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой; при этом происходит связывание и ионов Н+ и ионов ОН‾ в слабодиссоциирующие кислоту и основание. Если образовавшиеся кислота и основание близки по силе, то они обусловят нейтральную среду раствора рН ≈ 7, если кислота сильнее основания, то среда будет слабокислой, если слабее – слабощелочной.
СН3СООNН4 + НOН СН3СООН + NH4OН
СН3СОO– + NН + НОН СН3СООН + NH4OH
4. Ступенчатый гидролиз наблюдается в случае гидролиза солей, образованных слабой многоосновной кислотой или слабым основанием многовалентного металла.
Если соль образована сильным основанием и слабой многоосновной кислотой, то на I ступени образуется кислая соль, например
Na2S+HOН NaOH+NaHS
2Na+ + S2– + НОН Na+ + ОН– + Na+ + HS–
S2–+HOН OH–+HS–
а на II ступени уже образуется слабая кислота:
NаНS+Н2О NaOH+H2S
Na++HS–+H2O Na++OH–+H2S
HS– + Н2О ОН– + H2S
Если катион соли многозарядный, то на I ступени образуется основная соль, например:
CuCl2 + НOН CuOHCl + HCl
Cu2+ + 2Cl– + НОН CuOH+ + Сl– + H+ + Сl–
Cu + НОН CuOH+ + H+
а на II ступени уже образуется слабое основание:
СuОНСl + НОН Сu(ОН)2 + НСl
СuOH+ + Cl– + НOН Сu(ОН)2 + H+ + Сl–
СuОН+ + НОН Cu(OH)2+H+
Гидролиз по I ступени протекает в большей степени, чем по второй, поэтому при написании уравнения гидролиза его записывают по I ступени.
5. Необратимый гидролиз отмечается у солей, образованных не просто слабыми кислотой и основанием, но и такими, которые относятся к малорастворимым или неустойчивым, разлагающимся с образованием летучих продуктов. В этом случае гидролиз сопровождается полным разложением соли.
Например, при взаимодействии в растворе FeCl3 с K2CO3 выпадает осадок гидроксида железа и выделяется СО2:
2FeCl3 + 3K2CO3 + 3НОН → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6KCl
2Fe3+ + 6Cl‾ + 6K+ + 3CO32‾ + 3НОН → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6K+ + 6Cl‾
2Fe3+ + 3CO32‾ + 3НОН → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑