Гидролиз солей

Гидролиз солей - это реакция обмена ионов соли с водой, в результате которой изменяется кислотность раствора. Гидролиз – процесс обратный реакции нейтрализации. Если реакция нейтрализации процесс экзотермический и необратимый, то, следовательно, гидролиз – процесс эндотермический и обратимый.

2KOH + H₂SO₃ = K₂SO₃ + H₂O OH^- + SO₃^2- + H₂O реакция нейтрализации

K₂SO₃+ H₂O = KOH + KHSO₃ SO₃^2- + HOH = HSO₃^- +OH^- реакция гидролиза

При гидролизе смещается равновесие диссоциации воды вследствие связывания одного из ее ионов в слабый электролит соли. При связывании ионов Н⁺ в растворе накапливаются ионы ОН⁻, реакция среды будет щелочная, а при связывании ионов ОН⁻ накапливаются ионы Н⁺ - среда будет кислая.

Разберем случаи гидролиза, пользуясь понятиями "слабый" и "сильный" электролит.

Соль образована сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз протекает по аниону). Это имеет место при гидролизе соли СНзСООК. Ионы соли СНзСОО⁻ и К⁺ взаимодействуют с ионами Н⁺ и ОН⁻ из воды. При этом ацетат-ионы (СНзСОО⁻) связываются с ионами водорода (Н⁺) в молекулы слабого электролита - уксусной кислоты (CHзCOOH), а ионы ОН⁻ накапливаются в растворе, сообщая ему щелочную реакцию, так как ионы К⁺ не могут связать ионы ОН⁻ (КОН является сильным электролитом).

Уравнения гидролиза соли СНзСООК будут иметь следующий вид:

СНзСООК + H₂O ↔ КОН + СНзСООН молекулярнфя форма

К⁺ + СНзСОО⁻ + НОН ↔ K⁺ + ОН⁻ + СНзСООН полная ионная форма

СНзСОО⁻ + НОН ↔ ОН⁻ + СНзСООН сокращенная ионная форма

При написании уравнений гидролиза можно исходить из сокращенного ионного уравнения с переходом к молекулярному, минуя полное ионное уравнение гидролиза.

Гидролиз соли Na₂S протекает ступенчато. Соль образована сильным основанием и слабой двухосновной кислотой. В этом случае анион соли S²⁻ связывает ионы Н⁺ воды и в растворе накапливаются ионы ОН⁻, тогда уравнение в ионной форме по первой ступени примет вид

S²⁻ + НОН ↔ HS⁻ + ОН⁻ (среда щелочная)

Na₂S + Н₂О ↔ NaHS + NaOH молекулярное уравнение

Вторая ступень (гидролиз соли NaHS):

HS⁻ + НОН ↔ H₂S + ОН⁻ сокращенная ионная форма

NaHS + Н₂О ↔ NaOH + H₂S молекулярная форма

Вторая ступень гидролиза практически не проходит при обычных условиях, так как, накапливаясь, ионы ОН⁻ сообщают раствору с и л ь н о щ е л о ч н у ю . реакцию, что приводит к реакции нейтрализации, сдвигу равновесия влево.

Соль образована слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз протекает по катиону). Это имеет место при гидролизе соли NH₄Cl (NH₄ОH - слабое основание, НСl - сильная кислота). Отбросим ион Сl⁻, так как он с катионом воды дает сильный электролит, тогда уравнение гидро-лиза примет следующий вид:

NH₄⁺ + НОН ↔ NH₄OH + Н⁺ сокращенная ионная форма

NH₄Cl + Н₂О ↔ NH₄OH + НСl молекулярная форма

Ионы ОН⁻ воды связываются в слабый электролит, а ионы Н⁺ накапливаются в растворе – cреда кислая .

Гидролиз соли Zn(NO₃)₂ протекает ступенчато по катиону слабого основания. Первая ступень гидролиза в сокращенной форме примет вид

Zn²⁺ + НОН ↔ ZnOH⁺ + H⁺

ионы ОН⁻ связаны, а ионы Н⁺ накапливаются. При написании уравнения гидролиза соли в молекулярной форме прибавляем ион сильного электролита, который не участвовал в гидролизе, т.е. NO₃⁻:

Zn(NO₃)₂ + Н₂О ↔ ZnOHNO₃ + HNO₃

Вторая ступень гидролиза в сокращенной ионной форме будет иметь вид

ZnOH⁺ + НОН ↔ Zn(OH)₂ + H⁺

в молекулярной форме ZnOHNO₃ + Н₂О ↔ Zn(OH)₂ + HNO₃

Вторая ступень гидролиза практически не происходит при обычных условиях, так как в результате накопления ионов H⁺ создается сильнокислая среда и гидроксид цинка растворяется .

Соль образована слабым основанием и слабой кислотой (гидролиз протекает по катиону и аниону). Это имеет место при гидролизе соли СН₃СООNH₄ . Запишем уравнение в ионной форме:

NH₄⁺ + CH₃COO⁻ + НОН ↔ NH₄OH + СН₃СООН

Образуются слабое основание и слабая кислота, степень диссоциации которых приблизительно одинакова, поэтому при наличии гидролиза среда будет приблизительно нейтральная.

Гидролиз соли Al₂S₃ протекает полно и необратимо, так как в результате продукты реакции выделяются из ее среды в виде осадка и газа:

Al₂S₃ + 6Н₂О → 3Н₂S↑ + 2Аl(ОН)₃↓

2Аl³⁺ + 3S²⁻ + 6НОН = 3Н₂S↑ + 2Аl(ОН)₃↓

Необратимый гидролиз протекает для солей, которые образованы слабым основанием и слабой кислотой. В этом случае, гидролиз протекает до конца, т.е. до образования слабого труднорастворимого основания и слабой кислоты. Именно гидролиз является причиной того, что водные растворы некоторых солей приготовить нельзя, например CuCO₃, AI₂S₃ и др. Необратимо протекает гидролиз, если одновременно ввести в раствор соль, образованную тяжелым металлом, и соль, образованную слабой летучей кислотой ( например, AICI₃ + Na₂S + H₂O ).

Разбавление и нагревание растворов усиливает гидролиз солей, т.е. происходит активизация последующих ступеней гидролиза, что в конечном счете приводит к образованию слабого основа-ния и слабой кислоты:

Пример 1. Гидролиз Fе(СНзСОО)₃ на холоде протекает с образованием FеОН(СН₃СОО)₂, а при кипячении получается осадок Fе(ОН)₂СН₃СОО и даже Fе(ОН)₃.

Пример 2. Если в раствор Fe₂(SO₄)₃ добавить раствор карбоната калия, то в результате гидролиза выпадет осадок Fе(ОН)₃ и будет выделяться углекислый газ.

Fe₂(SO₄)₃ + 3К₂СО₃ + 3Н₂О → 2Fе(ОН)₃↓ + 3СО₂↑ + 3K₂SO₄ молекулярное уравнение

2Fe⁺³ + 3СО₃^2- + 3НОН = 2Fе(ОН)₃↓ + 3СО₂↑ сокращенное уравнение

Соль образована сильным основанием и сильной кислотой (гидролизу не подвергается). При растворении в воде нитрата калия в присутствии индикатора окраска лакмуса не изменяется. Уравнение реакции в молекулярной и ионной формах имеет вид

КNО₃ + H₂O ↔ КОН + HNO₃,

K⁺ + NО₃⁻ + НОН ↔ К⁺ + ОН⁻ + Н⁺ + NО₃⁻. Среда нейтральная.

ЗАДАЧИ

107. Какая среда (щелочная, кислая или нейтральная) будет в водных растворах следующих солей: АlСl₃, KNO₃, CuSO₄, Na₂CO₃, (NH₄)₂S? Напишите уравнения гидролиза в полной и сокращенной ионной формах.

108. Какие соли подвергаются гидролизу: BaCl₂, Рb(NО₃)₂, К₃РO₄, Na₂CO₃, ZnBr₂? Напишите возможные уравнения гидролиза в ионном виде.

109. Подвергаются ли гидролизу растворы следующих солей: NaNO₃, MgS, CuI₂, (NН₄)₂СО₃? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах, где это возможно.

110. Напишите уравнения гидролиза следующих солей по первой ступени в молекулярной и

ионной формах: а) СuSO₄, К₂SO₃, (СНзСОО)₂Ва, (NH₄)₃PO₄;

б) Fe(OH)₂NO₃, AlOHCl₂, Na₂HPO₄.

107. Какая среда (щелочная, кислая или нейтральная) будет в водных растворах следующих cолей: А1С1₃, KNO₂, CuSO₄, Na₂SО₃, (NH₄)₂S? Ответ подтвердите соответствующими реакциями гидролиза.

108. Какие из солей подвергаются гидролизу: CaCl₂, Рb(NО₃)₂, Nа₃РO₄, К₂СО₃, ZnBr₂?

Напишите возможные уравнения гидролиза в ионном виде.

107. Напишите все три ступени гидролиза для раствора СrС1₃ (в молекулярной и ионной формах). Дайте названия всем солям.

108. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах всех ступеней гидролиза для раствора Nа₃РO₄. Дайте названия всем солям.

109. Объясните, почему раствор К₃РO₄ имеет сильнощелочную среду, а раствор КН₂РO₄ –слабокислую?

110. Напишите уравнения всех ступеней гидролиза в молекулярной и ионной формах следующих основных солей: ВiOН(NО₃)₂, (CuOH)₂SO₄, FeOHCl, Fe(OH)₂NО₃. Дайте названия всем этим солям.

111. Напишите уравнения всех ступеней гидролиза в молекулярной и ионной формах

следующих кислых солей: К₂НРO₄, NH₄НСO₃, Ва(НS)₂, Са(НSO₃)₂. Дайте названия всем

этим солям.

107. Укажите реакцию на индикатор водных растворов следующих солей:NH₄Al(SO₄)_{2 *} 12H₂O; FeSO_4*(NH₄)₂SO_4*6H₂O; CuSO_4*5H₂O; Nа₂СО₃•10H₂O. Напишите уравнения гидролиза в ионном виде.

108. Напишите уравнения гидролиза растворов солей, для которых реакция среды существенно не изменяется: (NН₄)₂СО₃, MgS, AgNО₃, Сr₂(SO₄) ₃.

109. Сульфиды трехвалентных металлов подвергаются полному и необратимому гидролизу.

Как протекает гидролиз Сг₂S₃?

107. При смешивании растворов AgNО₃ и К₂СО₃ выделяется газ и выпадает осадок Ag₂О. Напишите соответствующие уравнения реакций.

108. При смешивании растворов Cr₂(SO₄)₃ и Na₂S образуется осадок Сr(ОН)₃. Напишите соответствующие уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

109. Составьте ионные и молекулярные уравнения реакций, протекающих при смешивании

растворов Аl₂(SO₄) ₃ и Na₂CO₃; Fе(NО₃)₃ и K₂S; СrСl₃ и К₂СО₃, учитывая, что гидролиз

доходит до конца.

107. Какие соли подвергаются гидролизу: хлорид калия, сульфит калия, хлорид цинка, нитрат

кальция, нитрит кальция?

107. Почему, сливая водные растворы солей соответствующих металлов и сульфидов щелочных металлов, нельзя получить сульфиды алюминия и хрома (III)?

108. В какой цвет будет окрашен лакмус в водных растворах CuSO₄, К₂СО₃, CaS, NаNО₃, K₂S, ZnCl₂, NaCN?

109. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза солей: Fе₂(SO₄) ₃, FеС1₃,

Zn(NО₃)₂. ZnSO₄, NH₄Cl, MgSO₄. Укажите как можно усилить или ослабить гидролиз.

107. Выберите ряд, в котором все соли подвергаются гидролизу: a)MgCl₂, Na₃PO₄, К₂SО₃;

б) Мg(NО₃)₂, Ba(NО₃)₂, NaCI; в) KBr, K₂S, Сu(NО₃)₂.

107. Напишите в молекулярной форме уравнения гидролиза к каждому из ионных уравнений: а) Сr³⁺ + H₂O ↔ (CrOH)²⁺ + H⁺ 6).S²⁻ + H₂O ↔ (HS) ⁻ + OH⁻

108. Какие из приведенных ниже солей гидролизуются? Для каждой из гидролизующихся солей напишите в молекулярно-ионной форме уравнение гидролиза и укажите реакцию водного раствора соли: a) NaBr; б) KNO₂; в) HCOONH₄; г) KI; д) СНзСООК; е)Ca(CN)₂; ж) Ca(NO₂)₂; з) Ва(СНзСОО)₂; и) (NH₄)SО_4.