ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Гидролиз по аниону (соль образована слабой кислотой и сильным основанием.

Лабораторная работа № 16

«Гидролиз солей»

Теоретическая часть

Обменная реакция между водой и химическим соединением называется его гидролизом. В результате протекания процесса гидролиза соли в растворе появляется некоторое избыточное количество ионов или , сообщающее раствору кислую или основную среду. Таким образом, процесс гидролиза соли обратен процессу нейтрализации, т. е. процессу взаимодействия кислот с основаниями.

Гидролиз солей можно упрощенно представить следующими схемами:

где – катион, – анион.

Гидролиз приводит к образованию малодиссоциирующих кислот, оснований, кислых или основных солей. Тип реакции гидролиза зависит, прежде всего, от химической природы катионов и анионов, образующих соли, и их поляризующего действия на молекулы воды, зависящего от заряда и радиуса ионов. Чем больше заряд и меньше радиус ионов соли, тем сильнее их электростатическое и поляризационное взаимодействие с водой, слабее диссоциация образующихся частиц ⁾ и и в большей степени происходит гидролиз.

Влияние на молекулы воды невелико у катионов щелочных и щелочноземельных металлов, однозарядных анионов, например , , , у некоторых двухзарядных, например , т.е. соли, образованные анионом сильной кислоты и катионом сильного основания, гидролизу не подвергаются, например KCl, NaNO₃.

Гидролизу подвергается не вся соль в растворе. Отношение числа гидролизованных молекул соли к общему числу растворенных молекул называется степенью гидролиза h:

где – концентрация гидролизованной части соли; – общая концентрация растворенной соли.

Процесс гидролиза является обратимым. В растворе соли, подвергшейся гидролизу, устанавливается равновесие между солью и продуктами гидролиза:

Этому равновесию соответствует константа

Так как концентрация воды в разбавленных растворах солей является практически постоянной величиной, то , где величина называется константой гидролиза соли:

Значение определяет способность данной соли подвергаться гидролизу: чем больше , тем больше степень гидролиза соли.

В величине проявляется природа соли: чем слабее кислота (основание), тем больше степень гидролиза ее соли, так как константа гидролиза соли связана с константой диссоциации кислоты (константой диссоциации основания ) зависимостью

На состояние равновесия между солью и продуктами гидролиза влияет концентрация каждого из участвующих в реакции веществ и температура. При уменьшении концентрации соли путем разбавления раствора увеличивается относительная концентрация молекул воды, и по принципу Ле Шателье равновесие реакции гидролиза смещается в сторону образования продуктов гидролиза, т. е. степень гидролиза соли увеличивается.

Реакция гидролиза протекает с поглощением теплоты (эндотермическая реакция). Поэтому при повышении температуры по принципу Ле Шателье равновесие реакции гидролиза также смещается в сторону образования продуктов гидролиза, т. е. степень гидролиза соли увеличивается.

Итак, для уменьшения степени гидролиза растворы солей следует хранить концентрированными и при низких температурах.

Возможны следующие случаи гидролиза солей: гидролиз по аниону, по катиону, по катиону и аниону одновременно.

Гидролиз по аниону. Ему подвергаются соли, образованные катионом сильного основания и анионом слабой кислоты (K₂CO₃, Na₂S, Na₂SO₃, K₃PO₄ и др.). При гидролизе создается щелочная среда (рН > 7). Например:

реакция не идет;

Молекулярное уравнение гидролиза –

Как видно, гидролизу подвергается анион слабой кислоты , входящий в состав соли, и реакция сопровождается образованием малодиссоциированных молекул уксусной кислоты CH₃COOH и ионов , за счет которых реакция среды стала щелочной.

Гидролиз многозарядного аниона протекает ступенчато в связи со ступенчатой диссоциацией многоосновных кислот, при обычных условиях главным образом по первой ступени. Например:

реакция не идет;

(1-я ступень);

(2-я ступень).

Молекулярные уравнения соответственно имеют вид

Гидролиз по катиону. Ему подвергаются соли, образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты (NH₄Br, ZnCl₂, Cu(NO₃)₂ и др.). Среда при гидролизе – кислая (рН < 7). Например:

реакция не идет.

Молекулярное уравнение гидролиза –

Согласно уравнению гидролизу подвергается катион слабого основания , входящий в состав соли, и реакция сопровождается образованием малодиссоциированных молекул гидроксида аммония NH₄OH и ионов . При увеличении концентрации ионов концентрация ионов уменьшается. Поэтому растворы солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой, имеют кислую реакцию.

Гидролиз многозарядного катиона протекает ступенчато, при обычных условиях главным образом по первой ступени. Например:

(1-я ступень гидролиза),

реакция не идет.

Молекулярное уравнение 1-й ступени гидролиза −

Уравнение гидролиза образовавшейся основной соли сульфата гидроксомеди (вторая ступень гидролиза)

(2-я ступень гидролиза)

Молекулярное уравнение 2-й ступени гидролиза −

Образующиеся при гидролизе по первой ступени ионы смещают равновесие второй ступени гидролиза влево, т. е. подавляют гидролиз по второй ступени.

Гидролиз по катиону и аниону. По катиону и аниону гидролизуются соли, образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, например ацетат алюминия Al(CH₃COO)₃. Гидролиз соли протекает ступенчато до образования основных солей – ацетатов гидроксо- и дигидроксоалюминия.

Уравнения гидролиза ацетата алюминия −

Молекулярные уравнения −

При гидролизе катиона образуются ионы , при гидролизе аниона − ионы ; эти ионы соединяются: , образуя молекулы воды, что приводит к смещению обоих равновесий вправо, и гидролиз усиливается.

Реакция растворов солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием, зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания, образующих соль. Если константа диссоциации кислоты больше константы диссоциации основания, то раствор имеет слабокислую реакцию, при обратном соотношении констант диссоциации – слабощелочную.

Если кислота и основание, образующие соль, не только слабые электролиты, но и неустойчивые, разлагаются с образованием летучих продуктов, то гидролиз соли может протекать необратимо, т. е. соль подвергается полному гидролизу. Например, при взаимодействии в растворе сульфата алюминия с карбонатом натрия выпадает осадок гидроксида алюминия и выделяется диоксид углерода:

в ионно-молекулярной форме – соответственно

Экспериментальная часть

Цель работы: изучить поведение солей в водных растворах и научиться определять характер среды, т. е. рН раствора, а также изучить факторы, влияющие на степень гидролиза.

Приборы и реактивы. Штативы с пробирками, спиртовки, индикаторы (универсальный индикатор со стандартной шкалой рН), 0,5н растворы солей: карбоната натрия, сульфата алюминия, хлорида натрия, хлорида олова, соляная кислота, едкий натр.

Опыт № 1

Гидролиз по аниону (соль образована слабой кислотой и сильным основанием.

На полоску универсального индикатора нанести каплю раствора карбоната натрия. Полученную окраску индикатора сравнить со стандартной шкалой рН. Определить рН раствора этой соли. Написать уравнения гидролиза соли карбоната натрия в молекулярной и ионно-молекулярной формах.

Опыт № 2