Лабораторная работа №7

Гидролиз

Содержание работы

Целью работы является исследование процесса гидролиза солей и установление факторов, влияющих на гидролиз.

При растворении некоторых солей в воде нарушается равновесие диссоциации воды. Это является результатом обменных реакций растворенного вещества с растворителем, приводящих к образованию труднорастворимых, газообразных и малодиссоциирующих соединений. Такое обменное взаимодействие растворенного вещества с водой называется гидролизом.

В зависимости от природы растворенного вещества, его гидролиз может происходить по-разному. Так если соль образована сильной кислотой и основанием равной силы, то она полностью распадается в воде на свои составные части, а ее катионы и анионы, сталкиваясь с ионами Н⁺ и ОН^- , практически ими не связываются. Происходит это по тому, что получающиеся в результате такого столкновения сильные кислота и основание, вновь моментально распадаются на ионы. Поэтому равновесие электролитической диссоциации воды не смещается, концентрация ионов водорода и гидроксида остается постоянной, равной 10^-7моль/литр.

Гидролизу подвергаются все остальные соли:

·             образованные катионом сольного основания и анионом слабой кислоты – происходит гидролиз по аниону;

·             образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты – происходит гидролиз по катиону;

·             образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты – происходит гидролиз и по катиону и по аниону.

Процесс гидролиза количественно характеризуется степенью гидролиза (h) и константой гидролиза (К_г). Степенью гидролиза называется отношение числа молекул, подвергшихся гидролизу (С_гидр.), к общему числу растворенных молекул (С_общ.):

Степень гидролиза зависит от следующих факторов:

1.     природы соли;

2.     ее концентрации;

3.     температуры раствора.                                        

Разбавление раствора равноценно увеличению концентрации одного из реагирующих веществ (воды) и приводит к усилению гидролиза. Гидролиз концентрированных растворов происходит слабее. Процесс гидролиза эндотермичен, по этому с повышением температуры протекает полнее. Следовательно при гидролизе соблюдается принцип Ле-Шателье.

Константой гидролиза (К_г) называется - отношение произведения концентрации продуктов гидролиза к концентрации негидролизованной соли (определяется обычно по таблицам).

Величина К_г, в отличие от степени гидролиза, не зависит от концентрации раствора, поэтому является более удобной характеристикой процесса. Обе величины связаны между собой отношением аналогичным закону разбавления:

где  С – исходная концентрация соли в растворе, (моль/литр).

Если степень гидролиза мала (h << 1), то К_г = h²*С,

Пример 5.

Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнение гидролиза солей: а) NaCN , б) К₂СО₃

Решение:

а) Цианид натрия NaСN – соль слабой одноосновной кислоты HCN и сильного основания NaOH. При растворении в воде молекулыNaCN  полностью диссоциируют на катионы Na⁺  и анионы CN . Катионы Na⁺ не могут связывать ионы ОН^- воды , так как NaOH – сильный электролит . Анионы же CN^-связывают ионы Н⁺ воды , образуя молекулы слабого электролита HCN . Соль гидролизуется , как говорят , по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CN^- + H₂O ⇄ HCN + OH^-

или в молекулярной форме:

NaCN + H₂O ⇄ HCN + NaOH

В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов ОН^-, поэтому раствор NaCN имеет щелочную реакцию (рН > 7).

б) Карбонат калия K₂CO₃ – соль слабой многоосновной кислоты  и сильного основания. В этом случае анионы соли СО₃^2-, связывая водородные ионы воды, образуют анионы кислой соли НСО₃^-, а не молекулы Н₂СО_3. В обычных условиях  гидролиз идет по первой ступени, соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

СО₃^2- + НОН ⇄НСО₃^- + ОН^-

или в молекулярной форме:

К₂СО₃ + Н₂О ⇄ НСО₃ + КОН

В растворе появляется избыток ионов ОН^- ,поэтому раствор К₂СО₃ имеет щелочную реакцию рН>7.