Материал: 1010

NH4+ + HOH ↔ NH4OH + H+.

Если катион соли многозарядный, то в результате гидролиза получается не основание, а основная соль. Гидролиз протекает по первой ступени. Например:

AlCl3 + H2O ↔ AlOHCl2 + HCl;

в ионной форме:

Al3+ + HOH ↔ AlOH2+ + H+.

3. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой. Например, CH4COONH4, Pb(CH3COO)2. При этом связываются с

ионами соли и ионы водорода, и гидроксид-ионы воды. Среда раствора зависит от силы кислоты и силы основания. Если сильнее кислота, образующая соль, то среда будет кислая, если сильнее основание, – щелочная. Среда может быть нейтральной, если кислота и основание, образующие соль, имеют одинаковые константы диссоциаций или степень диссоциации. Например:

CH3COONH4 + H2O ↔ CH3COОH + NH4OH;

в ионной форме:

CH3COO-+ NH4+ + H2O ↔ CH3COOН + NH4OH;

Pb(CH3COO)2 + 2H2O ↔ 2CH3COOH + Pb(OH)2 ;

(NH4)2S + H2O ↔ 2NH4OH + H2S.

Степень гидролиза β, то есть отношение числа гидролизованных молекул к общему числу растворенных молекул, выражается обычно в процентах и зависит от концентрации соли, природы соли и температуры. Степень гидролиза тем выше, чем слабее кислота или основание, образующие соль. Гидролиз усиливается при разбавлении раствора и повышении температуры.

Так как гидролиз – процесс обратимый, его можно усилить или ослабить. Например, гидролиз соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием, можно ослабить, добавив в раствор любой сильной кислоты, и усилить, добавив щелочи. Гидролиз соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием, можно ослабить, добавив любой щелочи, и усилить, добавив сильной кислоты.

45

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Опыт1.Влияниеприродысолинамеханизмпротеканиягидролиза.

В пяти пробирках приготовьте нейтральный раствор лакмуса. Для этого в каждую пробирку налейте одинаковое количество дистиллированной воды и добавьте в каждую пробирку по 3 капли лакмуса. Цвет растворов во всех пробирках должен быть одинаковым. Дальше добавьте в каждую пробирку по нескольку кристаллов указанных солей: в первую – ацетата натрия, во вторую – хлорида алюминия, в третью – силиката натрия, в четвертую – хлорида калия. Пятую пробирку оставьте в качестве контрольной. Какую реакцию среды следует ожидать в растворах указанных средних солей?

Размешайте раствор в каждой пробирке легким встряхиванием. Как изменилась окраска раствора лакмуса от добавления каждой соли? Какая реакция среды характеризуется получившимся цветом лакмуса? Результаты своих наблюдений запишите в виде табл. 4.

Таблица 4

Результаты изменения окраски раствора лакмуса в ходе гидролиза солей

В результате какого процесса могли появиться избыточные ионы Н+ или ОН- в водном растворе средних солей? Напишите в молекулярном и ионном видах уравнения соответствующих реакций. Укажите вид гидролиза: простая форма или ступенчатая.

Сформулируйте определение процесса гидролиза и сделайте общий вывод о реакции среды водных растворов солей, образованных:

а) сильным основанием и сильной кислотой; б) слабым основанием и сильной кислотой; в) слабым основанием и слабой кислотой.

46

Опыт 2. Образование основных и кислых солей при ступенчатом

гидролизе.

а) Гидролиз ацетата алюминия.

Налейте в пробирку по 1 мл растворов сульфата алюминия и ацетата натрия. Напишите молекулярное уравнение образования в растворе ацетата алюминия. Содержимое пробирки слегка подогрейте. Наблюдайте образование осадка основной соли алюминия. Продуктом какой ступени гидролиза является образовавшаяся основная соль? Напишите молекулярные и ионные уравнения по ступеням. На какой ступени степень гидролиза больше? почему? Результатом гидролиза каких солей являются основные соли?

б) Гидролиз карбоната натрия.

Налейте в пробирку 1,5 мл нейтрального раствора лакмуса и добавьте несколько кристаллов карбоната натрия. Содержимое пробирки размешайте легким встряхиванием. В какой цвет окрасился раствор лакмуса? В результате какого процесса эти ионы появились? Отсутствие выделения двуокиси углерода указывает на то, что непрочная угольная кислота при этом почти не образуется, следовательно, гидролиз протекает практически лишь по первой ступени, до образования гидрокарбоната натрия. Напишите в молекулярном и ионном виде уравнение реакции. В результате гидролизакаких солей образуются кислые соли?

Опыт 3. Особые случаи полного гидролиза.

В пробирку налейте 1 мл раствора хлорида алюминия, добавьте такой же объем раствора карбоната натрия. Наблюдайте выпадение осадка гидроксида алюминия, сопровождающееся выделением пузырьков двуокиси углерода. Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции. Почему не получился карбонат алюминия?

Опыт4.Исследованиефакторов,влияющихнастепеньгидролиза солей.

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

В две пробирки налейте на 1/2 объема дистиллированной воды. В одну пробирку добавьте немного кристаллического сульфита натрия, в другую – карбоната натрия. По отсутствию выделения СО2 и SO2 убедитесь, что гидролиз протекает лишь по первой ступени. Напишите уравнения реакций гидролиза обеих солей.

47

Вкаждую пробирку добавьте 1 − 2 капли фенолфталеина. В раство-

ре какой соли окраска фенолфталеина интенсивнее? В каком случае концентрация ионов ОН- более высока и, следовательно, степень гидролиза

больше? Объясните наблюдаемое явление, сравнив константы диссоциа-

ции угольной и сернистой кислот. Ион SO32- или ион CO32- сильнее связывает ионы Н+ ивызывает большеенакоплениеионов ОН-.

Степень гидролиза какой соли: хлорида алюминия или хлорида магния при одинаковых концентрациях и температуре должна быть

больше? Напишите уравнение реакции по первой ступени и решите, в каком случае концентрация ионов H+ должна быть выше. Проверьте своё заключение, определив при помощи лакмусовой бумажки приближенное значение рH в растворах этих солей.

Сделайте общий вывод о влиянии силы кислоты и основания, образующих соль, на степень её гидролиза.

б) Влияние температуры на степень гидролиза солей.

Налейте в пробирку до половины ее объема дистиллированной воды и внесите в нее немного кристаллического ацетата натрия. Напишите ионное уравнение гидролиза этой соли. Кислая или щелочная среда должна быть в растворе этой соли? Добавьте к раствору каплю фенолфталеина. Наблюдайте очень слабое порозовение раствора.

Половину полученного раствора отлейте в другую пробирку и оставьте для сравнения, а пробирку с оставшимся раствором осторожно подогрейте на пламени спиртовки. Как изменяется окраска

раствора при нагревании? Какой вывод об изменении концентрации ионов ОН- в растворе можно сделать на основании изменения окраски фенолфталеина? В каком направлении сместилось равновесие гидролиза? Укажите причину увеличения степени гидролиза соли с повышением температуры раствора.

в) Влияние разбавления раствора на степень гидролиза солей.

Впробирку внесите 2 − 3 капли раствора нитрата трехвалентного висмута и постепенно по каплям прибавьте воду до выпадения белого осадка дигидроксонитрата висмута. Этот осадок образуется на второй ступени гидролиза. Напишите ионные уравнения первой и второй ступеней гидролиза нитрата трехвалентного висмута. Напишите формулу для вычисления константы гидролиза нитрата висмута по первой ступени. При помощи этого выражения покажите, как меняется степень гидролиза соли с разбавлением раствора. Сделайте выводы.

48

Вопросы для самоконтроля

1.Какой процесс называется гидролизом?

2.Что такое водородный показатель?

3.Приведите примеры солей, водные растворы которых имеют:

а) рН < 7; б) рН > 7; в) рН = 7.

4.Какие соли не подвергаются гидролизу? Почему?

5.Имеются растворы солей KCl, NaCl, CuCl2 и AlCl3. В каких раство-

рах концентрация иона Н+ равна концентрации иона ОН-?

6.Можно ли, пользуясь фенолфталеином, отличить водный раствор

Na2SiO3 от раствора Na2SO4?

7.При действии на раствор соли трехвалентного железа раствором карбоната натрия в осадок выпадает гидроксид железа. Почему? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций.

8.Написать молекулярные и ионные уравнения ступенчатого гидролиза сульфата железа (III) и сульфида натрия. Как можно увеличить ступень гидролиза этих солей?

9.Каким образом можно подавить гидролиз соли Al(NO3)3?

10.Какие соли подвергаются полномугидролизу?Приведите примеры.

Тест для подготовки к экзамену

1.Какаяизприведенныхсолейвводномрастворегидролизунеподвергается?

1)MnSO4 ;

2)NaNO3;

3)K3PO4;

4)AlCl3.

2.Водный раствор какой соли имеет кислую реакцию среды?

1)K2Cr2O7;

2)KCN;

3)Na3PO4;

4)FeCl2.

3.При гидролизе какой соли образуется основная соль?

1)Na2S;

2)ZnCl2;

3)KCl;

4)NH4Cl.

49