Занятие 33. Гидролиз

& Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Что называют гидролизом солей? В чем причина гидролиза солей?

2. Случаи обратимого гидролиза: по катиону, по аниону, по катиону и по аниону.

3. Полный необратимый гидролиз. Совместный гидролиз.

4. Биологическая роль гидролиза.

Типовые задачи с решениями

Задача № 1

Для гидролизующихся веществ написать уравнения реакций гидролиза:

CuCl₂, Na₂CO₃, CrS, Cr₂S₃, NaCl, тристеарид, глицилглицин, этилэтаноат.

Решение:

а) CuCl₂ – соль, растворимая в воде, образована катионом слабого основания и анионом сильной кислоты, подвергается гидролизу. Гидролиз протекает по катиону слабого основания:

CuCl₂ = Cu²⁺ + 2Cl^–

Cu²⁺ + HOH ((;(( (CuOH)⁺ + H⁺ I ступень, pH<7

CuCl₂ + HOH ((;(( (CuOH)Cl + HCl

CuOHCl  (CuOH)⁺ + Cl

(CuOH)⁺ + HOH ((;(( Cu(OH)₂ + H⁺ II ступень

CuOHCl + HOH ((;(( Cu(OH)₂ + HCl

При обычных условиях гидролиз протекает только по I ступени.

б) Na₂CO₃ – соль, растворимая в воде, образована катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, подвергается гидролизу.

Гидролиз протекает по аниону слабой кислоты:

Na₂CO₃ = 2Na⁺ + CO

CO + HOH ((;(( HCO + OH I ступень, pH>7

Na₂CO₃ + HOH ((;(( NaHCO₃ + NaOH

NaHCO₃ = Na⁺ + HCO

HCO + HOH ((;(( H₂CO₃ + OH II ступень

NaHCO₃ + HOH ((;(( H₂CO₃ + NaOH

в) CrS – труднорастворимая соль, не гидролизуется из-за низкой концентрации ионов в водном растворе.

г) Cr₂S₃ – соль, образована слабым нерастворимым в воде основанием и слабой, летучей кислотой. В водном растворе соль не существует, так как подвергается полному гидролизу: Cr₂S₃ + 6HOH2Cr(OH)₃+ 3H₂S.

д) NaCl – соль растворима в воде, образована катионом сильного основания и анионом сильной кислоты. Гидролизу не подвергается.

Задача № 2

Установите соответствие между названием соли и реакцией среды в водном растворе.

Название соли Реакция среды

1) Хлорид цинка А) Кислая

2) Хлорид калия Б) Нейтральная

3) Силикат натрия В) Щелочная

4)Нитрат калия

Решение:

1. Реакция среды в водном растворе соли зависит от того, подвергается ли данная соль гидролизу и как реакция гидролиза протекает.

Гидролизу подвергаются соли, образованные слабым основание и сильной кислотой (в задании это хлорид цинка); сильным основанием и слабой кислотой (в задании это силикат натрия); слабым основанием и слабой кислотой (таких солей в задании нет).

Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются и характер водной среды не меняют. Такими солями в задании являются хлорид калия (2) и нитрат калия (4), следовательно, в водных растворах этих солей среда нейтральная (Б).

2. Для определения реакции среды в растворах остальных солей необходимо написать уравнения процессов гидролиза.

Обратите внимание! Гидролиз – процесс обратимый (и в левой, и в правой частях уравнения гидролиза есть слабый электролит), гидролиз преимущественно протекает по первой ступени:

ZnCl₂ + H₂O ((;(( ZnOHCl + HCl;

Zn²⁺ + HOH ((;(( ZnOH⁺ + H⁺, среда кислая (А);

Na₂SiO₃ + H₂O ((;(( NaHSiO₃ + NaOH;

SiO + H₂O ((;(( HSiO + OH^–, среда щелочная (В).

Правильный ответ:

1	2	3	4
А	Б	В	Б

Задача № 3

Что произойдет при сливании растворов хлорида алюминия и карбоната натрия? Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнения данной реакции.

Решение:

0. Соль AlCl₃ образована слабым основание и сильной кислотой, а соль Na₂CO₃ образована сильным основанием и слабой кислотой. Казалось бы в результате данной реакции должен образоваться карбонат алюминия, но такая соль в водном растворе не существует, поэтому вместо нее образуются продукты полного гидролиза.

1. Запишем молекулярное уравнение реакции:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3Н₂О = 2Al(ОН)₃ + 3СО₂ + 6NaCl;

Запишем уравнение реакции в сокращенном ионном виде:

2Al³⁺ + 3+ 3Н₂О = 2Al(ОН)₃ + 3СО₂.

Задача № 4

Как можно усилить протекание следующей реакции в растворе:

K₂S + Н₂О ((;(( KHS + KOH?

Решение:

Равновесия, которые устанавливаются в растворах гидролизующихся солей, могут смещаться в ту или иную сторону в соответствии с принципом Ле Шателье. На положение равновесия и глубину протекания гидролиза влияют температура, концентрация соли и добавление в раствор соли небольших количеств сильных кислот или сильных оснований.

Рассмотрим влияние различных факторов на смещение гидролитического равновесия.

а) Гидролиз является эндотермической реакцией, поэтому для усиления гидролиза раствор соли надо нагреть;

б) Разбавление растворов солей смещает равновесие вправо, т.е. усиливает гидролиз;

в) Добавление небольшого количества сильной кислоты (Н⁺) вызывает усиление гидролиза данной соли, т.к. введенные ионы водорода связывают гидроксид-ионы, образующиеся в результате гидролиза.

Ответ: усилить гидролиз данной соли возможно повышая температуру, разбавляя раствор и добавляя сильную кислоту.

Упражнения и задачи для самостоятельного решения.

1. Для гидролизующихся солей напишите уравнения реакций гидролиза в молекулярной и ионной формах: K₃PO₄, BaCO₃, Na₂S, KNO₃, CuSO₄, CaCl₂? Укажите рН растворов.

2. В растворе какого вещества концентрация ионов Н⁺ наибольшая: MgCl₂, KNO₃, Na₂SO₃, КНСО₃? Ответ обоснуйте с помощью уравнений реакций.

3. Водные растворы каких из нижеперечисленных веществ будут вызывать изменение окраски индикатора: NaCl, NaCN, KH₂PO₄, FeCl₃, KClO₄, NH₄Cl, Ba(NO₃)₂, FeSO₄. Напишите ионные и молекулярные уравнения процессов, протекающих при взаимодействии указанных солей с водой.

4. Закончите уравнения следующих реакций гидролиза и расставьте коэффициенты: Al₂(SO₄)₃+Na₂SO₃+H₂O  ; AlCl₃+(NH₄)₂S+H₂O  ; FeCl₃+K₂CO₃+H₂O  ; CuSO₄+Na₂CO₃+H₂O  (CuOH)₂CO₃+ … ; Cr₂(SO₄)₃+Na₂S+H₂O  .

5. С помощью какого одного реактива можно различить растворы хлорида калия, хлорида цинка и сульфита калия? Напишите уравнения реакций.

6. К водному раствору, содержащему 3,17 г хлорида хрома(III) прилили раствор, содержащий 3,85 г сульфида калия. Какое вещество образуется? Какова его масса? (Ответ: 2,06 г).

7. Установите соответствие между названием соли и ее способностью к гидролизу.

Название соли Способность к гидролизу

А) карбонат натрия 1) гидролиз по катиону

Б) хлорид аммония 2) гидролиз по аниону

В) сульфат калия 3) гидролиз по катиону и аниону

Г) сульфид алюминия 4) гидролизу не подвергается

1	2	3	4

Дополнительные задания

1. Установите соответствие между формулой соли и средой раствора этой соли.

Формула соли Среда раствора

А) LiCl 1) кислая

Б) FeCl₃ 2) щелочная

В) KNO₃ 3) нейтральная

Г) Al₂(SO₄)₃

Ответ

1	2	3	4

2. Установите соответствие между формулой соли и окраской индикатора в ее водном растворе.

Формула соли Окраска индикатора

А) K₂S 1) лакмус красный, фенолфталеин малиновый

Б) Al(NO₃)₃ 2) лакмус красный, фенолфталеин бесцветный

В) Na₃PO₄ 3) лакмус синий, фенолфталеин малиновый

Г) NaClO₄ 4) лакмус синий, фенолфталеин бесцветный

5) лакмус фиолетовый, фенолфталеин малиновый

6) лакмус фиолетовый, фенолфталеин бесцветный

Ответ

1	2	3	4