Лабораторна робота № 6

Гідроліз солей

Мета: вивчити реакції дисоціації сполук в розчинах електролітів і навчитись писати молекулярні, повні та скорочені йонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу солей і визначати водневий показник середовища.

ПРОГРАМНІ ПИТАННЯ

1. Загальні властивості розчинів.

2. Ступінь і константа дисоціації.

3. Водневий показник.

4. Гідроліз солей. Константа гідролізу.

ЗРАЗОК КАРТКИ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

Які з цих солей піддаються гідролізують:

Na₂SO₄, K₂CO₃, CuCl₂, Ba(NO₃)₂, (NH₄)₂S?

Напишіть для них молекулярні, повні та скорочені йонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу. Для кожного випадку вкажіть середовище (кисле, лужне, приблизно нейтральне) і рН (більше, менше чи приблизно рівне 7).

ОСНОВИ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ

Загальні положення

Гідроліз – це обмінна реакція йонів солі з водою, що приводить до утворення слабкого електроліту і зміни кислотності (рН) середовища.

Для написання реакцій гідролізу солей важливе значення має тип солі, який залежить від ступеня дисоціації електролітів, що утворюють цю сіль. Електроліти поділяються на сильні та слабкі залежно ступеня їх дисоціації (α), що приведено нижче в таблиці 1.

Таблиця 1 – Класифікація електролітів

Сильні		Слабкі
кислоти	основи	кислоти	Основи
HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO3, HClO4, HMnO4, H2SeO4.	KOH, NaOH, RbOH, CsOH, Sr(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2.	CH3COOH, H2CO3, HF, H2S, HCN, HClO, тощо.	NH4OH, Zn(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3, Cu(OH)2 тощо.

Типи гідролізу солей

Залежно від природи аніона і катіона взаємодія солі з водою може відбуватись по-різному. Можна виділити такі випадки:

1. Сіль, утворена аніоном сильної кислоти і катіоном сильного гідроксиду, при розчиненні у воді не гідролізує, середовище є нейтральним і рН = 7. Наприклад:

2. Сіль, утворена аніоном сильної кислоти і катіоном слабкої основи, гідролізує з утворенням сильної кислоти і слабкої основи – а) або основної солі – б), наприклад:

а) NH₄Cl + HOH ↔ NH₄OH + HCl,

NH₄⁺ + Cl^ + HOH ↔ NH₄OH + H⁺ + Cl^,

NH₄⁺ + HOH ↔ NH₄OH + H⁺.

б) CuSO₄ + 2HOH ↔ (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄,

2Сu²⁺ +SO₄^2 +2HOH ↔2CuOH⁺ +SO₄^2 +2H⁺+SO₄^2-,

Cu²⁺ + HOH ↔ CuOH⁺ + H⁺.

Унаслідок утворення катіонів водню, середовище стає кислим і рН  7. Отже, процес зводиться до взаємодії лише катіона з молекулою води (підкреслені рівняння).

3. Сіль, утворена аніоном слабкої кислоти і катіоном сильного гідроксиду, гідролізує з утворенням сильної основи і слабкої кислоти - а) або кислої солі - б), наприклад:

а) NaCN + HOH ↔NaOH + HCN.

Na⁺ + CN^- + HOH ↔Na⁺ + OH^ + HCN.

CN^ + HOH ↔ HCN + OH^.

б) Na₃PO₄ + HOH ↔ Na₂HPO₄ + NaOH.

3Na⁺ + PO₄^3 + HOH ↔ 2Na⁺ + HPO₄^2 + Na⁺ + OH^.

PO₄^3 + HOH ↔ HPO₄^2 + ОН^.

У цьому випадку реакція зводиться лише до взаємодії аніонів слабкої кислоти з молекулами води.

Унаслідок утворення гідроксильних груп водний розчин таких солей має лужну реакцію, тобто рН7.

4. Сіль, утворена аніоном слабкої кислоти і катіоном слабкої основи, гідролізує незворотньо з утворенням слабкої кислоти і слабкої основи, наприклад:

а) NH₄CN + HOH ↔ HCN + NH₄OH,

NH₄⁺ + CN^ + HOH ↔ HCN + NH₄OH.

б) Al₂S₃ + 6HOH ↔ 2Al(OH)₃ + 3H₂S,

2Al³⁺ + 3S^2 + 6HOH ↔ 2Al(OH)₃ + 3H₂S.

Реакція середовища в цьому випадку залежить від співвідношення величин констант дисоціації утворених основи і кислоти. Якщо К_д^осн  К_д^к-ти, то рН  7; якщо К_д^осн  К_д^к-ти, то рН  7.