Пример 6.

Составьте молекулярное  и ионно-молекулярное  уравнение реакции гидролиза соли CuCl₂ .

Решение:

Хлорид меди – соль слабого  многокислотного основания Cu(OH)₂ и сильной кислоты HCl . В данном случае катионы Cu²⁺ связывают гидроксильные ионы  воды, образуя катионы основной соли CuOH⁺. Образование молекул Сu(OH)₂ не происходит, так как ионыCuOH⁺ диссоциируют гораздо треднее, чем молекулы  Cu(OH)₂.

В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени.

Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Cu²⁺ + H₂O ⇄ CuOH⁺ + H⁺

или в молекулярной форме:

CuCl₂ + H₂O ⇄CuOHCl + HCl

В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор ZnCl₂ имеет кислую реакцию (рН > 7) .

Пример7.

Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакции гидролиза соли Pb(CH₃COO)₂ .

Решение:

Ацетат свинца – соль слабого многокислотного основания Pb(OH)₂  и слабой одноосновной кислоты CH₃COOH. В данном случае параллельно протекают два процесса:

Pb⁺² + H₂O⇄PbOH⁺ + H⁺

СН₃СОО^- + Н₂О⇄СН₃СОО + ОН^-

Ионно - молекулярное уравнение:

Pb²⁺ + СН₃СОО^- + Н₂О ⇄ PbOH⁺ + СН₃СООН

или в молекулярной форме:

Pb(СН₃СОО)₂ + Н₂О ⇄  PbOHСН₃СОО + СН₃СООН

Реакция раствора при этом зависит от относительной силы кислоты и основания, образующих соль. Если К_кисл. = К_осн., то катион и анион гидролизуются в равной степени и реакция раствора будет нейтральной (рН = 7). Если К_кисл. > К_осн., то катион солигидролизуется в большей степени, чем анион, и  концентрации ОН^- - ионов. В данном случае реакция раствора слабокислая. Наконец, если К_кисл. < К_осн., то гидролизу преимущественно подвергается анион соли, и реакция раствора будет слабощелочной.

Пример 8.

Какие продукты образуются при смешивании растворов солей Fe(NO₃)₃ и Na₂CO₃? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение реакции.

Решение: Соль Fe(NO₃)₃ гидролизуется по катиону, а Na₂CO₃ – по аниону.

Fe³⁺ + Н₂О ⇄ FeОН²⁺ + Н⁺

CO₃^2־ + Н₂О ⇄ НСО^־₃^- + ОН

Гидролиз этих солей обычно ограничивается  первой ступенью. При смешивании растворов этих солей ионы Н⁺ и ОН^־взаимодействуют, образуя молекулы слабого электролита. Это приводит к тому, что усиливается гидролиз каждой из солей до образования  осадка и газа: Fe(ОН)₃ и СО₂

Ионно-молекулярное уравнение

2 Fe⁺³  + 3CO₃^2-  + 3Н₂О = 2Fe(ОН)₂¯ + СО₂­

Молекулярное уравнение

2Fe(NO₃)₃ + 3Na₂CO₃  + 3Н₂О = 2Fe(ОН)₂¯ + 3СО₂­ + 6Na NO₃

Для воды и ее растворов произведение концентрации ионов Н⁺  и ОН^- величина постоянная при данной температуре и называется ионным произведением воды К_в. При 25^оС К_в = [H⁺] · [OH^-] = 1·10^-14. Постоянство ионного произведения воды дает возможность вычислить концентрацию одного вида ионов, если известна концентрация другого вида ионов, а именно:

 

             

 

В чистой воде [H⁺] = [OH^-] =   = 10^-7 моль/л

Концентрация ионов водорода указывает  на характер среды:

[H⁺] = [OH^-] = 10^-7 моль/л, нейтральная среда;

[H⁺] > 10^-7 моль/л, кислая среда;

[H⁺] < 10^-7 моль/л, щелочная среда.

Для удобства оценки кислотности и щелочности среды пользуются не концентрацией водородных ионов, а величиной водородного показателя рН, он равен отрицательному десятичному логарифму концентрации водородных ионов рН = -lg[H⁺], следовательно, в щелочной среде рН > 7; в нейтральной  среде рН = 7, в кислой среде рН < 7.

Пример 10. Вычислить рН раствора, если  [H⁺] = 0,0001 = 10^-4 моль/л.

Решение: [H⁺]= 0,0001 = 10^-4 моль/л.

рН = -lg10^-4 = 4; рН = 4

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Определение реакции среды в растворах различных солей.

В пять пробирок до 1/3 их объема налить нейтральный раствор лакмуса. Одну пробирку оставить в качестве контрольной, а в остальные добавить по одному микрошпателю кристаллов следующих солей: в первую – хлорида алюминия, во вторую – карбоната натрия, в третью – хлорида калия, в четвертую – ацетата аммония.

По изменению окраски лакмуса сделать вывод о реакции среды в растворе каждой соли. Полученные результаты внести в таблицу.

Таблица 1.

Реакция среды в растворах солей

№ пробирки	Формула соли	Окраска 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 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. Случаи полнлго(необратимого)гидролиза солей.

 .

В две пробирки внести по 6-8 капель раствора хлорида алюминия. В одну пробирку добавить такой же объем раствора  сульфида натрия, в другую -  раствора карбоната натрия. Отметить выделение сероводорода в первой пробирке (по запаху) и пузырьков диоксида углерода во второй. В обоих случаях в осадок выпадает гидроксид алюминия.

Написать уравнения реакций, которые привели к образованию гидроксида алюминия. Почему не получилось сульфида и карбоната алюминия.

 

Опыт 3. Влияние температуры на степень гидролиза соли.

 

В два стакана налить 1 М раствор ацетата натрия. Один стакан нагреть почти до кипения раствора. Затем в оба стакана капнуть по 3-5 капель фенолфталеина. Окраска появляется в стакане с горячим раствором, это указывает на усиление гидролиза при нагревании.

 

Опыт 4. Определение реакции среды.

 

Для определения реакции среды пользуются индикаторами – веществами, которые изменяют окраску в зависимости от концентрации в растворе ионов Н⁺.

Индикаторы – слабодиссоциирующие органические кислоты  или основания, у которых недиссоциированные молекулы и ионы благодаря разному строению имеют различную окраску.