Примеры решения задач

Пример 1. Определите характер среды водного раствора бората натрия.

Р е ш е н и е

Гидролиз соли, образованной сильным основанием NaOH и слабой многоосновной кислотой H₃BO₃ определяется ступенчатым характером диссоциации борной кислоты и обратного процесса – соединения ионов BOс ионами Н⁺.

Процесс гидролиза бората натрия можно выразить уравнениями:

I ступень: ВO + HOH Û HВO+ OH^– ;

II ступень: НВO + HOH Û H₂ВO + OH^– ;

III ступень: H₂ВO + НOH Û H₃BO₃ + OH^– .

Как правило, гидролиз заканчивается на I ступени. Тогда молекулярное уравнение гидролиза имеет вид:

Na₃BO₃ + HOH Û Na₂НBO₃ + NaOH, рН > 7(среда щелочная).

Пример 2. В какую сторону сместится гидролитическое равновесие при смешивании растворов карбоната натрия и сульфата алюминия?

Р е ш е н и е

Al₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + 6HOH ® 2Al(OH)₃¯ + 3H₂O + 3CO₂­ + 3Na₂SO₄ .

В результате смешивания растворов катионы Н⁺, образующиеся при гидролизе Al₂(SO₄)₃, соединяются с анионами ОН^–, образующимися при гидролизе Na₂CO₃, что приводит к смещению равновесия реакции в сторону образования продуктов гидролиза. Смещение усиливается за счет разложения образующихся молекул Н₂CO₃ и выделения малорастворимого основания Al(OH)₃, поэтому реакция идет практически до конца. В ионной форме уравнение реакции имеет вид

2Al³⁺ + 3CO + 6HOH ® 2Al(OH)₃¯ + 3H₂O + 3CO₂­

Пример 3. Вычислите константу гидролиза, степень гидролиза и рН 0,02 М раствора СН₃СООK. К_Д(СН₃СООН) = 1,8 · 10^–5.

Р е ш е н и е

Соль СН₃СООK образована сильным основанием КОН и слабой кислотой СН₃СООН. Ионное уравнение гидролиза имеет вид

СН₃СОО^– + НОН Û СН₃СООН + ОН^– .

Для расчета константы и степени гидролиза используем формулу (52)

K_г = =5,56×10^-10;

h = = 1,67×10^-4.

Пример 4. Вычислите константу гидролиза, степень гидролиза и рН 0,2 М раствора K₃PO₄, если константы диссоциации ортофосфорной кислоты по первой, второй и третьей ступеням соответственно равны

К_I = 7,5∙10^–3; К_II = 6,25∙10^–8; К_III = 2,2∙10^–13 .

Р е ш е н и е

Соль K₃PO₄ образована сильным основанием КОН и слабой кислотой H₃PO₄. Так как гидролиз преимущественно протекает по первой ступени, тогда молекулярное и ионное уравнение гидролиза имеют вид

K₃PO₄ + Н₂O Û K₂HPO₄ + KОН

PO₄^3– + Н₂O Û HPO₄^2– + ОН^– 

Для расчета константы гидролиза берем константу диссоциации ортофосфорной кислоты по третьей ступени

K_г = = =4,55×10^–2.

Степень гидролиза рассчитываем по формуле (52)

h = == 0,477.

Концентрацию гидроксид ионов оценим по уравнению (53)

[ОН^–] = h× С₂ = 0,477×0,2 = 9,53×10^–2.

рН раствора вычислим по формуле (54)

рН = 14 + lg= 14 +lg = 12,98.

Список литературы

1. Павлов Н.Н. Общая и неорганическая химия: Учеб. для вузов. – М.: ООО «Дрофа», 2002.

2. Общая химия в формулах, определениях, схемах / И.Е. Шиманович, М.Л. Павлович, В.Ф. Тикавый, П.М. Малашко; Под ред. В.Ф. Тикавого. – Мн.: Унiверсiтэцкае, 1996.

3. Задачи по общей и неорганической химии: Учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / Р.А. Лидин, В.А. Молочко, Л.Л. Андреева; Под ред. Р.А. Лидина. – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2004.

4. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие / Б.И. Адамсон, О.Н. Гончарук, В.Н. Камышова и др.; Под ред. Н.В. Коровина. – М.: Высш. шк., 2003.

5. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб. пособие / С.А. Пузаков, В.А. Попоков, А.А. Филиппова. – М.: Высш. шк., 2004.

6. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб. пособие для нехим. спец. вузов / Л.М. Романцева, З.И. Лещинская, В.А. Суханова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991.

7. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие для вузов. – М.: Интеграл-Пресс, 2001.

8. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. – Л.: Высш. шк., 1991.

9. Литвинова Т. Н., Сборник задач по общей химии: Учеб. пособие для вузов. – 3-е изд., перераб. - М.: ООО «Издательство Оникс»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2007. – 224 с.