Гидролиз солей

Химическое обменное взаимодействие ионов растворенной соли с водой (растворителем), приводящее к образованию слабодиссоциирующих продуктов (молекул слабых кислот или оснований, анионов кислых солей или катионов основных солей) и сопровождающееся изменением реакции среды (рН), называется гидролизом.

Пример 1. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза

(I ступень) следующих солей: а) KF; б) Cu(NO₃)₂; г) Na₂S. Укажите реакцию среды растворов этих солей.

Решение. а) Фторид калия – KF ↔ K⁺ + F⁻, соль образованна слабой кислотой НF и сильным основанием KОН. Гидролиз простой будет протекать по аниону.

F⁻ + НОН ↔ НF + ОН⁻,

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

К⁺+ F⁻ + НОН ↔ НF + ОН⁻ + К⁺,

Или в молекулярной форме:

KF + H₂O ↔ НF + КOH

В результате гидролиза в растворе увеличивается концентрация гидроксид-ионов, поэтому раствор KF имеет щелочную реакцию (рН > 7).

б) нитрат меди (II) - Cu(NO₃)₂ ↔ Cu²⁺ + 2NO₃^–, соль образованна слабым основанием Cu(OН)₂ и сильной кислотой HCl. Гидролиз сложный ступенчатый будет протекать по катиону:

Iступень: Cu²⁺ + НОН ↔ (CuОН)⁺ + Н⁺,

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

2NO₃^– + Cu²⁺ + НОН ↔ (CuОН)⁺ + Н⁺ + 2NO₃^–,

В молекулярной форме:

Cu(NO₃)₂ + Н₂О↔ (CuОН)NO₃ + НNO₃.

В результате гидролиза в растворе увеличивается концентрация ионов водорода, поэтому раствор Cu(NO₃)₂ имеет, кислую реакцию (рН <7)..

в) сульфид натрия - Na₂S. ↔ 2Na⁺ + S^2─, соль образованна сильным основанием NaOH и слабой кислотой H₂S. Гидролиз сложный ступенчатый будет протекать по аниону:

Iступень: S^2─ + НОН ↔ НS^─ + ОН^─

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза

2Na⁺ + S^2─ + НОН ↔ НS^─ + ОН^─ + 2Na⁺,

В молекулярной форме:

Na₂S + НОН ↔ NaНS + NaОН.

В результате гидролиза в растворе увеличивается концентрация гидроксид-ионов, поэтому раствор Na₂S имеет щелочную реакцию (рН > 7).

Пример 2. Вычислить константу гидролиза и степень гидролиза хлорида аммония (NH₄Cl) в 0,2 М растворе.

Решение: Соль образована слабым основанием NH₃∙H₂O и сильной кислотой HCl.

Уравнение диссоциации соли NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl⁻.

Гидролиз будет протекать по катиону. Уравнение реакции гидролиза: NH₄⁺ + H₂O ↔ NH₃∙H₂O + H⁺

Найдем константу гидролиза: К_Г = К_Н2О/К_ОСН, где К_Н2О – ионное произведение воды

(10^-14). К_ОСН. – константа диссоциации основания (1,8∙10^-5)

К_Г= 10^-14 / 1,8∙10^-5 = 5,56∙10^-10.

_______ _____________

Вычисляем степень гидролиза: h = √ К_г/С_М = √ 5,56∙10 ⁻¹⁰ / 0,2 = 5,25∙10⁻⁵=

= 5,25∙10 ⁻³ %.

Лабораторная работа № 5 Гидролиз солей

Опыт 1. Реакция среды (рН) в растворах различных солей.

Выполнение работы. Подготовить семь пробирок. В каждую пробирку внести

1 каплю индикатора (нейтральный раствор лакмуса). Затем в 1-ю пробирку добавить

5 капель дистиллированной воды (контроль), а в остальные - по 5 капель 0,5 н растворов следующих солей: во 2-ю – ацетат натрия (CH₃COONa), в 3-ю - нитрат алюминия (Al(NO₃)₃), в 4-ю – карбонат натрия (Na₂CO₃), в 5-ю – карбонат аммония ((NН₄)₂CO₃), в 6-ю – хлорид калия (КСl), в 7-ю – ацетат аммония (CH₃CООNН₄).

Все растворы тщательно перемешать. По изменению цвета лакмуса в растворах солей по сравнению с контрольной пробиркой сделать вывод о реакции среды в растворе каждой соли.

Запись данных опыта. Полученные результаты свести в таблицу.

№ пробирки	Формула соли	Цвет Лакмуса	Реакция среды	рН раствора рН > 7 рН <7 рН =7

Какие из исследованных солей подвергаются гидролизу? Написать ионные и молекулярные уравнения реакций их гидролиза и указать вид гидролиза каждой соли (простой или сложный ступенчатый).

В случае ступенчатого гидролиза написать уравнение реакции только для первой ступени, так как практически в достаточно концентрированных растворах последующие ступени протекают очень слабо.

Опыт 2. Факторы, влияющие на степень гидролиза солей.

а) Влияние силы кислоты и основания, образующих соль, на степень её гидролиза.

Выполнение работы. Подготовить две пробирки, затем в одну пробирку внести несколько кристалликов сульфита натрия (Na₂SO₃), в другую – столько же кристалликов карбоната натрия (Na₂CO₃). В каждую пробирку добавить по 4 капли дистиллированной воды и по 1 капле фенолфталеина.

Написать ионные уравнения гидролиза сульфита натрия и карбоната натрия по 1-й ступени. В растворе, какой соли цвет фенолфталеина интенсивнее? В каком растворе концентрация гидроксид-ионов (ОН^–) более высокая? Вычислить константу гидролиза каждой соли. Константа гидролиза, какой соли больше? Почему?

Сделать общий вывод о влиянии силы кислоты или основания, образующих соль, на степень её гидролиза.

б) Влияние разбавления раствора на степень гидролиза соли

Выполнение работы. В пробирку внести 2 капли раствора 0,5 н хлорида сурьмы (III) (SbCl₃) и постепенно по каплям добавлять дистиллированную воду до выпадения осадка хлорида оксосурьмы (SbOCl). Этот осадок образуется на второй ступени гидролиза из хлорида дигидроксосурьмы (Sb(OH)₂Cl) вследствие отщепления воды.

Запись данных опыта. Написать ионные уравнения первой и второй ступеней гидролиза хлорида сурьмы (III) и общее уравнение её гидролиза до образования Sb(OH)₂Cl. Написать формулу для вычисления константы гидролиза хлорида сурьмы (III) для первой ступени. Показать при помощи этой константы, как влияет разбавление на степень гидролиза хлорида сурьмы (III)? Проверить свое заключение опытом. Сделать общий вывод о влиянии разведения на степень гидролиза солей.

Опыт 3. Случаи полного (необратимого) гидролиза солей.

Выполнение работы. В две пробирки внести по 2 капли 0,5 н раствора нитрата алюминия (Al(NO₃)₃). Затем в пробирку №1 добавлять по каплям 0,5 н раствор сульфида натрия ((NH₄)₂S), №2 – 0,5 н раствор карбоната натрия (Na₂CO₃) до выпадения осадка гидроксида алюминия (Al(OH)₃). Отметить выделение сероводорода (H₂S) в первой пробирке и диоксида углерода (CO₂) во второй.

Запись данных опыта. Написать в ионном виде уравнения реакций гидролиза, которые привели к образованию гидроксида алюминия в обоих случаях. сероводорода в первом и диоксида углерода во втором случае. Составить общие уравнения, протекающих реакций. Объясните, почему не образуются сульфид и карбонат алюминия.