Материал: 1010

33.Какое определение гомогенной реакции является правильным?

1)это реакция, в которой все вещества находятся в одном агрегатном состоянии;

2)это реакция, протекающая на границе раздела фаз;

3)это реакция, протекающая в объёме одной фазы;

4)это реакция, в которой нет твердых веществ.

34.В химической реакции СН4(газ) + 2Н2О(газ) → СО2(газ) + 4Н2(газ) концентрация какого из веществ изменяется быстрее всего?

1)метана;

2)воды;

3)углекислого газа;

4)водорода.

35.Константа скорости реакции не зависит от

1)температуры;

2)концентрации реагентов;

3)природы реагирующих веществ;

4)катализатора.

36.Активированным комплексом называется

1)промежуточное состояние, когда старые связи наполовину разрушены, а новые только начинают формироваться;

2)устойчивое комплексное соединение;

3)состояние,когдасвязивисходныхмолекулахполностьюразрушены;

4)состояние реакционной системы с минимальной энергией.

37.Скорость реакции А + В → АВ при концентрации вещества А, рав-

ной 2 моль/л, и концентрации вещества В, равной 0,5 моль/л, и константе скорости реакции, равной 10-3 л/моль∙с, равна

1)1 моль/л∙с;

2)0,1 моль/л∙с;

3)0,01 моль/л∙с;

4)0,001 моль/л∙с.

40

Ответы на тест:

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

(Время на самостоятельную работу − 14 часов)

Чтобы понять тему «Гидролиз солей», необходимо вспомнить, что такое сильные и слабые электролиты.

Электролитами называются вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Из основных классов неорганических соединений к ним относятся кислоты, основания и соли. Электролиты в водном растворе диссоциируют (распадаются) на ионы: катионы – положительно заряженные ионы и анионы – отрицательно заряженные ионы.

Все кислоты при электролитической диссоциации в качестве катиона образуют только ионы водорода.

Например:

HNO3 ↔ H+ + NO3-;

CH3COOH ↔ H+ + CH3COО-.

Основность кислот определяется числом ионов водорода, образующихся при диссоциации. Так, HNO3 и HC1 – одноосновные кислоты (образуется только один ион водорода), H2SO4 и H2CrO4 – двухосновные кислоты, а H3PO4 и H3BO3 – трехосновные.

41

Двухосновные и многоосновные кислоты диссоциируют ступен-

чато (постепенно). Например:

Н3 РО4 ↔ Н+ + Н2 РО4-; Н2 РО4 - ↔ Н+ + НРО4 2-;

НРО42- ↔ Н+ + РО43-.

Легче всего диссоциация идет по первой ступени, в меньшей степени – по второй и в незначительной степени – по третьей.

Основаниями называются электролиты, при диссоциации которых в

качествеанионаобразуютсятолькогидроксид-ионыОН-.Например: KOH ↔ K+ + OH-;

NH4OH ↔ NH+4 + OH-.

Кислотность оснований определяется числом гидроксид-ионов, образующихся при диссоциации. Так, KOH, NaOH – однокислотные основания,Ca(OH)2,Ba(OH)2 двухкислотные,Fe(OH)3 –трехкислотное.

Двух- и многокислотные основания диссоциируют ступенчато:

Mg(OH)2 ↔ MgOH+ + OH- (первая ступень); MgOH- ↔ Mg2+ + OH- (вторая ступень).

Солями называются электролиты, при диссоциации которых обра-

зуются катионы металлов и анионы кислотных остатков. Например:

KCI ↔ K+ + CI-; Na3PO4 ↔ 3Na+ + PO43-.

Электролитическая диссоциация – процесс обратимый, поэтому в растворах электролитов присутствуют ионы и недиссоциированные молекулы, растворы электролитов характеризуются степенью диссоциации (альфа). Степень диссоциации – это отношение числа продиссоциированных молекул к общему числу растворенных молекул (см. приложение, табл. 1 и 2). Степень диссоциации измеряется в долях единицы или процентах. Степень диссоциации зависит от природы электролита, концентрации и температуры. В зависимости от величины степени диссоциации в водном растворе электролиты подразделяют на сильные и слабые.

Сильным электролитом является раствор, в котором степень диссоциации при 0,1 N концентрации и комнатной температуре выше 0,35 (35 %). К сильным электролитам относятся кислоты: H2SO4, HCI, HNO3, HCIO4, HBr и т.д.; основания : гидроксиды щелочных и щелоч-

но-земельных металлов – KOH, NaOH, CsOH, LiOH, RbOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, Sr(OH)2 и все растворимые соли.

К слабым электролитам и электролитам средней силы относят-

ся кислоты: CH3COOH, H2SO3, H2CO3, H3BO3, HNO2, H2SiO3, HCN,

42

H2S и т.д.; основание NH4OH, Mg(OH)2 и все нерастворимые основания.

Вода также является слабым электролитом, степень ее диссоциации

равна 2·10-9. Она диссоциирует на ионы водорода и гидроксид-ион:

Н2O ↔ H+ + OH-.

При диссоциации абсолютно чистой воды, которую принимают за эталон нейтральности, концентрации ионов водорода и гидроксидионов равны, и произведение их концентраций, называемое ионное

произведение воды КН2О, равно 10-14 (при 25 оС):

Kн2о =[H+]·[OH-]=10-14,следовательно,[H+]=[OH-]=10-7моль/л.

В кислой среде концентрация ионов водорода больше концентрации гидроксид-ионов, в щелочной – меньше, но численное значение KH2O в любом растворе остается постоянным (10-14). Например, если при добавлении кислоты концентрация ионов водорода стала равной 10-3 моль/л, то

OH 10 14 10 11 моль/л.

103

Кислотность и щелочность среды можно характеризовать концентрацией водородных ионов: для нейтрального раствора [H+] = 10-7, для щелочного [H+] < 10-7, для кислого раствора [H+] > 10-7. Так как концентрация ионов водорода [H+] может изменяться в широких пределах, ее удобно выразить в логарифмической шкале, вводя так назы-

Растворы кислот имеют рН < 7, растворы щелочей рН > 7, а растворы солей вследствие гидролиза имеют различное значение рН.

Гидролизом солей называется обратимый процесс взаимодействия ионов соли с ионами воды с образованием слабодиссоциирующих кислот, оснований или ионов. Изменение рН среды можно оценить по окраске индикатора, которая сопровождается изменением концентрации ионов Н+ или ОН-.

Гидролиз солей в большинстве случаев обратим. Гидролизу подвергаются только те соли, в состав которых входят или ионы слабой кислоты, или ионы слабого основания. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются, так как ионы таких солей не могут образовать с ионами воды слабодиссоции-

43

рующих ионов или молекул. Поэтому водные растворы таких солей,

как NaCI , Ba(NO3)2, имеют рН 7.

Различают три случая гидролиза солей.

1. Соли, образованные сильными основаниями и слабой кислотой. Например, NаCN, CH3COONа, К2S и др. Их гидролиз обусловлен

связыванием ионов водорода воды в слабодиссоциирующую кислоту или ее ион. При этом накапливаются гидроксид-ионы и среда раствора становится щелочной, рН > 7.

Рассмотрим гидролиз цианида калия KCN. В водном растворе молекулы этой соли диссоциируют на ионы К+ и CN-. Ионы калия не связывают ионы ОН- воды, так как КОН сильное основание, а циа- нид-ион связывается с ионами водорода воды в слабодиссоциируемые молекулы НСN:

KCN + H2O ↔ KOH + HCN;

в ионной форме:

CN- + H+OH- ↔ HCN + OH-.

Избыточные гидроксид-ионы обуславливают щелочную реакцию раствора, поэтому рН > 7.

Соли, образованные сильным основанием и слабой многоосновной кислотой, гидролизуются ступенчато, при этом образуются кислые соли. Так, Na2CO3 диссоциирует на ионы Na+ и СО32-. Ионы СО32- связываются с ионами водорода воды, образуя сначала не молекулы Н2СО3, а ионы, и только на второй ступени гидролиза получается Н2СО3:

Na2CO3+H2O ↔ NaHCO3+H2O (первая ступень);

в ионной форме:

CO32- + HOH ↔ HCO3-+OH-;

NaHCO3 + H2O ↔ NaOH + H2CO3 (вторая ступень);

в ионной форме:

HCO3- + HOH ↔ H2CO3 + OH-.

В обычных условиях гидролиз идет только по первой ступени. Вторая ступень возможна только при нагревании и разбавлении. 2.Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой.

Например, NH4CI, Cu(NO3)2, FeSO4, AlCl3, Fe2(SO4)3.

При этом гидроксид-ионы воды связываются с катионом соли с образованием слабого основания или его иона, а избыточные ионы водорода воды обуславливают кислую реакцию раствора, рН>7.

Например:

NH4NO3 + H2O ↔ NH4OH + HNO3;

в ионной форме:

44