• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Гідроліз солей

Реакції у розчинах електролітів. Іонні рівняння

Згідно з теорією електролітичної дисоціації, реакції у розчи­нах електролітів відбуваються між іонами.

Реакції між іонами відбуваються лише тоді, коли внаслідок їхньої взаємодії утворюється малорозчинна або летка сполука або слабкий електроліт..

Розглянемо приклади утворення малорозчинних продуктів ре­акції. Якщо до розчину нітрату барію добавити розчин сульфату калію або іншої солі, яка у своєму складі має сульфат-іон (напри­клад, сульфат амонію, натрію), то випадає білий осад суль­фату барію. Замість розчину солі можна добавити сірчану кислоту. Запишемо кілька рівнянь реакцій утворення сульфату барію:

Ва (N0₃)₂ + K₂S0₄ = BaS0₄↓ + 2KNO₃;

Ba (N0₃)₂ + Na₂S0₄ = BaS0₄↓ + 2NaN0₃;

Ba (NO₃)₂ + H₂S0₄ = BaS0₄↓+ 2HN0₃.

Наведені рівняння свідчать проте, що утворення малороз­чинного у воді сульфату барію є наслідком взаємодії лише двох іонів Ва²⁺ і S0₄^2-. Справді, якщо записати добре розчинні і сильні електроліти для всіх трьох рівнянь реакції утворення BaS0₄ у ви­гляді іонів і скоротити однакові іони в цих рівняннях, то можна бачити, що фактично реакція відбувається між іонами Ва²⁺ і S0₄^2-, а всі інші іони ніяких змін не зазнають. Наприклад:

Ва²⁺ + 2N0₃^- + 2К⁺ + SO₄^2- = BaS0₄ ↓ + 2K⁺ + 2NO₃^-;

Ва²⁺ + SO₄^2- = BaS0₄ ↓.

Ці рівняння є іонно-молекулярними рівняннями утворення суль­фату барію. Повним йонно-молекулярним і скороченим йонно-молекулярним рівняннями.

Прикладом реакції з утворенням леткої речовини є реакція взаємодії сульфіду калію і хлороводневої кислоти, оскільки роз­чинність сірководню у воді незначна і при нагріванні розчину різко зменшується:

K₂S + 2НС1 = 2КС1 + H₂S↑;

2К⁺ + S^2- + 2Н⁺ + 2СГ = 2К⁺ + 2СГ + H₂S↑;

2Н⁺ + S^2- = H₂S↑.

Приклади утворення малодисоційованої сполуки - це зви­чайні реакції нейтралізації, які є зворотними відносно реакції дисоціації води, і утворення слабкої кислоти або слабкої основи:

2NaC10 + H₂S0₄ = Na₂S0₄ + 2НС10;

C10^- + H⁺ = HC10.

NH₄Br + KOH = KBr + NH₃ • Н_аО;

NH₄⁺ + О Н^- = NH₃ • Н₂0

Електролітична дисоціація води на іони водню і гідроксилу спри­чинює те, що вони можуть утворювати з іонами солей слабкі або малорозчинні електроліти. Внаслідок цього концентрація іонів води змінюється і багато які розчини середніх солей мають кислу або лужну реакцію. рН розчинів таких солей може бути більше або менше семи.

Взаємодія солі з водою, яка призводить до утворення слабкого або погано розчинного електроліту, називається гідролізом солі. Гідроліз можна визначити як реакцію обмінного розкла­дання солі водою або як процес, обернений реакції нейтралізації. Отже, гідроліз - це рівноважний процес і можна створити умови, за яких сіль гідролізувати не буде. Гідроліз солі є окремим випад­ком взаємодії іонів солі з розчинником - водою. Взаємодія солі з розчинником, що супроводиться утворенням слабкого електроліту, називається сольволізом.

Гідролізу зазнають солі, що утворюються за участю слабких кислот і основ. Солі, які є похідними сильних кислот і основ, не гідролізують, оскільки їх іони (катіони й аніони) не зв'язують іони води (ОН^- або Н⁺), а отже, і не зміщують її іонну рівновагу. Тому розчини таких солей, як NaC10₄, KСІ, KN0₃, Na₂S0₄, СаС1₂, Ba (N0₃)₂ не гідролізують, їх розчини нейтральні (рН = 7).

Залежно від типу солі механізм гідролізу останньої може бути різним. У водному розчині катіони гідратуються за рахунок донорно-акцепторного, а аніони — за рахунок водневого зв'язку.

Розглянемо типові випадки гідролізу солей.

1. Сіль, утворена слабкою основою і сильною кислотою. Це най­поширеніший випадок, оскільки більшість гідроксидів металів, зокрема багатовалентних, є слабкими основами. Солі слабких основ і сильних кислот гідролізують з утворенням слабкої основи (якщо це сіль однокислотної основи) або основних солей. При цьому утворюється вільна сильна кислота, а розчини таких солей мають кислу реакцію (рН < 7). Наприклад, гідроліз NH₄C1 відбувається відповідно до рівнянь:

NH₄C1 + Н₂0 ↔ NH₃ ·Н₂0 + HC1;

NH₄⁺ + СІ^- + H₂0 ↔ NH₃ • H₂0 + Н⁺ + СІ^-;

NH₄⁺ + Н₂0 ↔ NH₃ • Н₂0 + Н⁺.

Іони NH₄⁺ взаємодіють з іонами гідроксилу води, утворюючи слабкий електроліт NH₃·H₂0. Іони водню води не утворюють з іонами СІ^- молекул, оскільки НСІ - це сильний електроліт. Отже, у розчині створюється певний надлишок іонів водню і тому розчин NH₄C1 має кислу реакцію.

Подібно, проте ступінчасто, гідролізують солі, утворені багатокислотними слабкими основами. При цьому гідроліз солі відбу­вається переважно за першим ступенем:

ВіСІ₃ + Н₂0 ↔ Ві (ОН) СІ₂ + HC1;

Ві³⁺ + Н₂0 ↔ ВіОН²⁺ + Н⁺ (перший ступінь);

Ві (ОН) С1₂ + Н₂0 ↔ Ві (OH)₂СІ + HC1;

Ві (ОН)²⁺ + Н₂0 ↔ Ві (ОН)₂⁺ + H⁺ (другий ступінь);

Ві (ОН)₂СІ + Н₂0 ↔ Ві (0Н)₃ + НСІ;

Ві (OH)₂⁺ + H₂0 ↔ Ві(ОН)₃ + Н⁺.

Такі самі рівняння реакцій гідролізу можна записати для солей AlСІ₃, FeCl₃, Fe (C10₄)₃ та ін.

Оскільки гідроліз солі є оборотним процесом, то, щоб запобігти її гідролізу (змістити рівновагу вліво), до розчину треба добавити відповідну кислоту, наприклад НСІ (при гідролізі хлоридів металів).

2. Сіль, утворена слабкою кислотою і сильною основою. Прикла­дом таких солей є KCN, СН₃СООК, К₂С0₃, Na₂S, К₃Р0₄ та ін. Запишемо рівняння гідролізу деяких з них:

KCN + Н₂0 ↔ HCN + КОН;

CN^- + Н₂0 ↔ HCN + ОН^-.

Як видно, внаслідок гідролізу солі утворюється деякий надли­шок іонів ОН^- і тому розчини солей, утворених сильною основою і слабкою кислотою, мають лужну реакцію (рН >7). Солі багатоосновних кислот гідролізують ступінчасто:

К₂С0₃ + Н₂0 ↔ КНС0₃ + КОН;

CO₃^2- + Н₂О ↔ НСО₃^- + ОН^- (перший ступінь);

КНСО₃ + Н_а0 ↔ Н₂С0₃ + КОН;

НСО₃^- + Н₂0 ↔ Н₂С0₃ + ОН^- (другий ступінь).

Отже, солі, що складаються з аніонів слабких кислот і катіонів сильних основ, гідролізують з утворенням слабкої кислоти або кислої солі. Зміщення рівноваги гідролізу вліво в бік утворення середньої солі можна здійснити, добавляючи до розчину солі роз­чин відповідного лугу.

3. Сіль, утворена слабкою основою і слабкою кислотою. Гідроліз таких солей відбувається досить повно, оскільки внаслідок гідро­лізу утворюються дві малодисоційовані або малорозчинні речовини.

Багато які солі цього типу гідролізують необоротно.

Прикладом повного гідролізу солі є взаємодія сульфіду алюмі­нію з водою:

A1₂S₃ + 6Н₂0 = 2А1 (ОН)₃ ↓ + 3H₂S↑.

3. Лабораторна робота. «Реакції в розчинах електролітів»

Дослід 1. Зміщення рівноваги в бік утворення газоподібних та малодисоційованих сполук.

А) До 1 мл розчину натрій карбонату додайте 1 мл розчину нітратної кислоти ( 2,0 н). Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакції в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

Б) До 1 мл розчину натрій карбонату додайте 1 мл розчину нітратної кислоти ( 2,0 н). Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакції в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

В) До 1 мл розчину калій гідроксиду додайте 1-2 краплі фенолфталеїну, потім долийте розчин нітратної кислоти (0,5 н) до зникнення забарвлення індикатору. Напишіть рівняння реакції в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

Дослід 2. Зміщення рівноваги в бік утворення важкорозчинних сполук.

А) В чотири окремі пробірок налийте по 1 мл розчинів натрій хлориду, калій хлориду, кальцій хлориду, алюміній хлориду. Потім в кожну пробірку додайте по 1-2 краплі розчину арґентум нітрату.

Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакцій в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

Б) В чотири окремі пробірок налийте по 1 мл розчинів натрій сульфату, калій сульфату, купрум сульфату, алюміній сульфату. Потім в кожну пробірку додайте по 1-2 краплі розчину барій нітрату або хлориду.

Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакцій в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

В) У три окремі пробірки налийте по 1 мл розчину плюмбум нітрату. Потім у пробірки додайте по 1-2 краплі розчинів солей: у першу – калій йодиду; у другу – калій хромату; у третю – натрій сульфіду.

Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакцій в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

Читайте також:

1. Взаємодія йонів солі, що утворюються в результаті електролітичної дисоціації з молекулами води, називається гідролізом солі.
2. ГІДРОЛІЗ АЦИЛГАЛОГЕНІДІВ.
3. Гідроліз солей
4. Гідроліз.
5. Обмін білків, жирів, вуглеводів, води і мінеральних солей
6. ОБМІН ВОДИ І МІНЕРАЛЬНИХ СОЛЕЙ
7. Стабильность оксокислот хлора и их солей.
8. Яка роль солей-плавителів та їх дія у виробництві плавлених сирів?
9. Яка роль солей-плавителів та їх дія у виробництві плавлених сирів?

Переглядів: 7880