3 Состояние электролита в растворе.

Рассмотрим 2 реакции получение солей Висмута:

а)Bi(OH)₃+3HCl BiCl₃+3H₂O

BiCl₃+aq Bi³⁺+3Cl^-aq

Bi³⁺ “Наследует свойства слабого основания Bi(OH) ₃ “

Cl^- “Наследует свойства сильной кислоты HCl”

Из этого следует, гидролиз протекает по катиону.

Ионное уравнение гидролиза по первой стадии:

B i³⁺+H₂O (BiOH)²⁺+H⁺

H⁺+OH^- Bi³⁺+(OH)

К_дисс^посл _Bi(OH)3=3.1*10^-13; Кдисс_H2O=1.8*10^-16

Устанавливается положение равновесия влево в сторону более слабого электролита:

(Кдисс_H2O< К_дисс^посл _Bi(OH)3)

Молекулярное уравнение 1стадии гидролиза:

BiCl₃+H₂O (BiOH)²⁺Cl₂+HCl

Расчет pH 1-ой стадии гидролиза

C_г/л=1;

M=304;

C_моль/л=1/304=0,0032моль/литр

C_Bi⁺³=1*0,0032=0,0032 моль/литр

pH=-1/2lg((10^-14/3.1*10^-13)*0,0032)=1.99

Гидролиз соли можно усилить, если

• добавить воды(уменьшить концентрацию);

• н агреть раствор (при этом усиливается эндотермическая реакция воды: H₂O H⁺+OH^—57кДж, следовательно увеличивается количество ионов H⁺ и OH^-, которые необходимы для осуществления гидролиза соли);

И уменьшить, если

• увеличить концентрацию растворенного вещества;

• охладить раствор;

ввести в раствор один из продуктов гидролиза: подкислять раствор, если среда в результате реакции кислотная

Для составления схем Пурбе нужно рассчитать pHгидратообразования. Так как гидратообразование идет по катиону (соли образованы слабым основанием и сильной кислотой), то формула pH такая:

pH_{гидратообр.}=14+1/z*lg

П.Р Bi(OH)3=4.8*10-31

pH_{гидратообр.}=14+1/3lg(4.8*10^-31/0.0032)=4.73

pH_{гидратообразования}>pH_{гидролиза} следовательно, гидратообразование протекает по стадиям.

Рассмотрим 1-ю стадию такого процесса:

B i³⁺+H₂O Bi(OH)²⁺+H⁺

Реакция 1-ой стадии сопровождается вторичной реакцией:

H⁺+(OH)^-H₂O

Вторичная реакция необратима, что увеличивает скорость первичной реакции

Схема Пурбе

pH_{гидратообразования}

pH_{гидролиза}

1.99 4.73

0 7

I II III

I область-гомогенное равновесие

II область- гомогенное равновесие

III область- гетерогенное равновесие

I - в растворе присутствуют гидротированные анионы и катионы

I I - Bi³⁺ *aq (BiOH)²⁺*aq

I II - (BiOH)²⁺*aq Bi(OH)_3(тв)

б) NaOH+HBiO₃NaBiO₃+H₂O

NaBiO₃+aqNa⁺+(BiO₃)^-

Na⁺ “Наследует свойства сильного основания NaOH (K_дисс>10^-2 ) “

(BiO₃)^- “Наследует свойства слабой кислоты HBiO₃ (K_дисс<10^-2 ) “

Из этого следует, гидролиз протекает по аниону.

Ионное уравнение гидролиза первой стадии:

( BiO₃)^-+H₂O HBiO₃+(OH)^-

H⁺+OH^- (BiO₃)^- +H⁺

Молекулярное уравнение 1стадии гидролиза:

NaBiO₃+H₂OHBiO₃+NaOH

б) NaOH+HBiO₃NaBiO₃+H₂O

NaBiO₃+aqNa⁺+(BiO₃)^-

Na⁺ “Наследует свойства сильного основания NaOH (K_дисс>10^-2 ) “

(BiO₃)^- “Наследует свойства слабой кислоты HBiO₃ (K_дисс<10^-2 ) “

Из этого следует, гидролиз протекает по аниону.

Ионное уравнение гидролиза первой стадии:

( BiO₃)^-+H₂O HBiO₃+(OH)^-

H⁺+OH^- (BiO₃)^- +H⁺

Молекулярное уравнение 1стадии гидролиза:

NaBiO₃+H₂OHBiO₃+NaOH