Занятие №5 Кислотно-основные свойства водородных и гидроксидных соединений Общие свойства основных классов неорганических соединений. Условия протекания "реакций обмена".

1. Кислотно-основные свойства водородных соединений.

а) Прокомментируйте способность воды к самоионизации (уравнение, К_W). На основе строения молекул (их поляризуемости) объясните закономерности изменения растворимости в воде и кислотно-основных свойств соответствующих растворов метана (CH₄), аммиака (NH₃), фтороводорода (HF) и хлороводорода (HCl). Составьте необходимые уравнения.

б) Используя понятие о поляризующем действии катионов на связь Н–О, а также, учитывая число гидроксогрупп, объясните закономерность изменения кислотно-основных свойств гидроксидов LiOH–Be(OH)₂–Н₃ВО₃–Н₂СО₃–HNO₃–H₃PO₄–H₂SO₄–(H₂SeO₄)–HClO₄. Составьте уравнения диссоциации предложенных веществ.

2. Обязательные и необязательные (в том числе, особенные) реакции кислот и оснований.

а) С какими из перечисленных веществ (растворов) смогут провзаимодействовать 20%-ные растворы азотной, серной и уксусной кислот: растворы KOH, NH₃, H₂S; Zn(OH)₂, H₃PO₂; BaCl₂ и кристаллические Cu, Ca₃(PO₄)₂.

б) С какими из перечисленных веществ (растворов) смогут провзаимодействовать 20%-ные растворы гидроксида калия и аммиака: растворы H₂SO₄, CH₃COOH; Zn(OH)₂, Al(OH)₃; MgCl₂ и кристаллические Ag₂O, AgCl.

В обоих вариантах опыта жирным шрифтом выделены формулы веществ, взаимодействие с которыми потребует написания неочевидных уравнений.

Задание предполагает только теоретическое обсуждение, но...Уравнения реакций необходимо продумать, написать заранее, в том числе в ионной форме.

3. Условия протекания обменных реакций с солями.

Какие обменные реакции могут быть выполнены с использованием предложенных реактивов: разбавленные растворы MnSO₄, Ba(NO₃)₂, насыщенный раствор SrSO₄, кристаллические CuS и FeS, а также концентрированные растворы HCl, СО₂ и NH₃. Продумайте возможность выполнения реакций с обязательным участием соли. Обосновать свои предложения расчетом констант соответствующих обменных равновесий. Продумайте возможные признаки протекания реакций.

При этом необходимо иметь в виду, что, если в качестве реагента используются труднорастворимые в воде вещества (в данном случае CuS и FeS), то реакции с их участием обязательно должны сопровождаться растворением, т.е. продукты таких реакций не должны сами давать осадков. Например, неграмотно продумывать реакцию FeS_↓ и Н₂СО₃ в надежде получить осадок FeCO₃.

Реакции с насыщенным раствором SrSO₄ предполагают использование именно раствора над осадком, а не самого осадка.

4. Зависимость рН растворов от состава солей.

Определите гидролизуемость ионов предложенных солей (NH₄NO₃, KCl, CH₃COONa, Na₂CO₃, AlCl₃, CH₃COONH₄),

• составьте уравнения гидролиза иона (ионов, если в гидролизе участвуют и катион, и анион соли); рассчитайте константу гидролиза (К_г(Al³⁺) принять равной ~10^-5).

• составьте уравнение в молекулярной форме

(молекулярное уравнение составлять по преобладающей ионной реакции).

• Расположите соли в порядке усиления гидролизуемости.

Проверьте гидролизуемость экспериментально. Для этого следует в чистую пробирку отлить ~1 мл соответствующего раствора, смочить в этом растворе стеклянную палочку и нанести раствор на индикаторную бумагу. По цветной шкале оценить ориентировочное значение рН раствора. Почему в двух случаях рН соответствует нейтральной среде?