гидролиз

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский горный университет»

Кафедра общей химии

Л а б о р а то р н а я р а б о т а № 4

По дисциплине

Химия

Тема: Исследование гидролиза солей

Автор: студент гр. САМ-21-1			Аваргина Е.А.
ОЦЕНКА:	_______
Дата:
ПРОВЕРИЛ

Санкт-Петербург

2021 год

Цель работы: ознакомиться с процессом гидролиза солей и его следствиями, научиться составлять уравнения гидролиза.

Общие сведения:

Гидролизом называют процесс химического взаимодействия солей с водой. Продуктами гидролиза являются малодиссоциированные соединения в растворе, иногда – осадки или газы. Соответственно соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, не гидролизуются. К ним относятся, например, хлориды, нитраты

• сульфаты щелочных металлов, стронция и бария. Различают три типа гидролизующихся солей:

Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой.

Гидролизуется анион слабой кислоты: А⁻ + Н2О = НА + ОН⁻, в растворе появляются ионы ОН⁻, поэтому среда – щелочная, рН > 7. Например, Na2CO3 образован сильным основанием NaOH и слабой угольной кислотой H2CO3. Диссоциация карбоната натрия описывается уравнением:

.

С водой карбонат-ион взаимодействует по реакции

.

Распределяя катионы натрия по образующимся в ходе гидролиза анионам, получим молекулярное уравнение гидролиза:

Na2CO3 + H2O = NaHCO3 + NaOH.

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой.

Гидролизуется катион слабого основания: М⁺ + Н2О МОН + Н⁺, в растворе появляются ионы Н⁺, поэтому среда кислая, рН < 7. Например, FeSO4 образован слабым основанием Fe(OH)2 и сильной кислотой H2SO4. Сульфат железа (II) диссоциирует по реакции:

С водой реагирует остаток слабого основания – катион Fe²⁺:

Fe²⁺ + HOH → FeOH⁺ + H⁺.

Так как в ходе гидролиза образуются ионы H⁺, то среда в растворе FeSO4 будет

кислой.

Молекулярное уравнение гидролиза:

2FeSO4 + 2H2O = (FeOH)2SO4 + H2SO4.

Степень гидролиза солей этих двух групп невелика, не превышает нескольких процентов. Поэтому гидролиз многозарядных ионов протекает не далее первой ступени, то есть ограничивается взаимодействием иона только с одной молекулой воды.

Гидролиз соли, образованной двумя слабыми электролитами.

Гидролиз протекает как по катиону, так и по аниону: М⁺ + А⁻ + Н2О = МОН + НА. Например, ацетат натрия CH3COONa образован слабым основанием NH4OH и слабой кислотой CH3COOH, соответственно с водой взаимодействует и катион аммония и ацетат-ион:

CH₃COO⁻ + NH⁺₄ + H₂O = CH₃COOH + NH₄OH

Молекулярная форма реакции:

CH3COONH4 + H2O = CH3COOH + NH4OH

Образующиеся слабые кислота и основание диссоциируют в разной степени, поэтому среда в растворе зависит от их относительной силы. Если кислота сильнее, то

• константа диссоциации больше и среда слабокислая. Если сильнее основание, то среда слабощелочная.

Степень гидролиза соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием многократно выше, чем у солей первых двух групп, гидролизующихся только по одному иону. Если продуктами гидролиза являются труднорастворимые соединения или газы, то гидролиз протекает полностью. Пример необратимого, полного гидролиза:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S.

Степень гидролиза солей зависит от ряда факторов, определяемых принципом Ле-Шателье.

Чем слабее кислота или основание, образующиеся в результате гидролиза, тем выше глубина протекания процесса.

• увеличением количества воды, то есть с разбавлением раствора, степень гидролиза возрастает.

Поскольку гидролиз всегда протекает с поглощением тепла, является эндотермической реакцией, степень гидролиза повышается при нагревании раствора.

Гидролиз солей первой группы может быть подавлен добавлением кислоты, а во второй группе солей – добавлением щелочи.

При смешивании растворов солей первой и второй групп происходит взаимное усиление гидролиза.

Порядок выполнения работы

Опыт №1.

№	Формула соли	Окраска	pH ,по инд.	Окраска	Среда
		лакмуса	бумаги	фенолфталеина
1	ZnSO4	Светло-сиреневый	6	Жёлтая	Кислая
2	Al2	Бледно-розовая	4	Оранжевая	Кислая
3	Na2CO3	Фиолетовая	10	Сине-зелёная	Щелочная
4	(CH3COO)₂Pb	Бледно-розовая	5	Светлооранжевая	Нейтральная

№	Реакция
1	ZnSO4 + 2H2O → Zn ↓+ (общий вид, по катиону) 1 ступень: ZnSO4 + H2O → Zn(OH)S + H2SO4 2 ступень: Zn(OH)SO4 + H2O → Zn ↓ + S
2	Al2(SO4)3 + 6H2O → 2Al(OH)₃↓ + 3H2SO4(общий вид, по катиону) 1 ступень: Al2(SO4)3 + H2O → Al(OH)SO4 + H2SO4 2 ступень: Al(OH)SO4 + H2O → Al(OH)3↓ + H2SO4
3	Na2CO3 + 2H2O → 2NaOH + H2CO3(общий вид, по аниону) 1 ступень: Na2CO3 + H2O → NaHCO3 + NaOH 2 ступень: NaHCO3 + H2O → H2CO3+ NaOH
4	(CH3COO)2Pb +2H2O → 2CH3COOH + Pb(OH)2↓(общий вид, по катиону и по аниону)

Опыт №3(В).

1 ступень:

SbCl₃ → Sb³⁺ + 3Cl^-

Sb³⁺ +HOH → SbOH²⁺ + H⁺

SbCl₃ + H2O → Sb(OH)Cl₂ + HCl

2 ступень:

Sb(OH)Cl₂ → SbOH²⁺ + 2Cl^-

Sb(OH)Cl₂ + HOH → Sb(OH)₂⁺ + H⁺;

Sb(OH)Cl₂ + HOH → SbOCl↓ + HCl + H₂O

SbOCl + 2HCl → SbCl₃ + H₂O

Опыт №4.

Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3Zn → 3H₂↑+ 3ZnSO₄ + 2Al(OH)₃↓

2Al³⁺ + 3(SO₄)^2- + 6HOH + 3Zn → 3H₂↑ + 3Zn²⁺ + 3SO₄^2- + 2Al(OH)₃↓

Происходит взаимное усиление гидролиза, равновесие смещается вправо, гидролиз усиливается и протекает полностью.

Опыт №5.

1. 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O→2Fe(OH)3↓ + 6NaCl + 3CO2↑

2Fe³⁺+ 3CO3^2-+ 3HOH→2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑

2. CuSO4 + Na2CO3 + H2O→Cu(OH)2↓ + Na2SO4 + CO2↑

Cu²⁺ + CO3² + 3HOH→Cu(OH)2↓ + 3CO₂↑

Вывод: В ходе опыта я ознакомилась с процессом гидролиза солей и его следствиями, научилась составлять уравнения гидролиза. Также я повторила и закрепила теорию по гидролизу солей.