Маругин, В..А. Неорганическая химия

Понятие о степени гидролиза

Количественно гидролиз характеризуют степенью гидролиза, под кото-

рой понимают отношение концентрации гидролизованной части соли к общей концентрации ее в растворе.

Степень гидролиза (h) выражают в процентах.

h = ССгидробщ100%,

где Cгидр – число молей гидролизованной соли; Cобщ – общее число молей растворенной соли.

Степень гидролиза зависит от «силы» кислоты или основания, концентрации раствора, температуры.

Индивидуальные задания Пробный вариант

1.Напишите 3 уравнения реакций, которые могут произойти между взятыми попарно следующими веществами: карбонат бария, азотная кислота, гидроксид железа (II), гидроксид калия.

Карбонат бария и гидроксид железа (II) не растворяются в воде.

Для каждой реакции напишите молекулярное, полное ионномолекулярное и сокращенное ионно-молекулярное уравнения.

2.Заполните таблицу

рН	[Н+]	[ОН–]	Среда
5
	10–3
		10–6

3.Вычислите концентрацию катионов водорода и гидроксид-ионов в брусничном соке, рН которого 2,42.

4.Напишите молекулярные, полные ионно-молекулярные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения для реакций гидролиза (1 ступень) следующих солей: а) силикат калия; б) сульфат железа (II).

141

5.Почему изменяется величина рН при растворении данных солей в воде? Чему будет равна величина рН в растворе данной соли (больше или меньше 7)? В какой цвет окрасится лакмус?

6.Какой осадок выделяется при сливании разбавленных растворов солей: силикат натрия и хлорид аммония (происходит полный гидролиз)?

Какое влияние оказывает вода при взаимодействии этих солей?

Алгоритм ответа

1. Напишите 3 уравнения реакций, которые могут произойти между взятыми попарно следующими веществами: карбонат бария, азотная кислота, гидроксид железа (II), гидроксид калия.

Карбонат бария и гидроксид железа (II) не растворяются в воде.

Для каждой реакции напишите молекулярное, полное и сокращенное ион- но-молекулярное уравнения.

Ответ. См. тему «Классы неорганических соединений» и пример 1.

Карбонат бария – BaCO3, средняя соль; Азотная кислота – HNO3, кислота; Гидроксид железа (II) – Fe(OH)2, основание;

Гидроксид калия – KOH, сильное основание, щелочь. Между собой могут реагировать:

а) соль и кислота; б) кислота и основание; в) кислота и щелочь.

а) BaCO3↓ + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2↑ + H2O BaCO3↓ + 2H+ + 2NO3 = Ba2+ +2NO3 + CO2↑ + H2O BaCO3↓ + 2H+ = Ba2+ + CO2↑ + H2O

б) 2HNO3 + Fe(OH)2↓ = Fe(NO3)2 + 2H2O

2H+ + 2NO3 + Fe(OH)2↓ = Fe2+ + 2NO3 + 2H2O

2H+ + Fe(OH)2↓ = Fe2+ + 2H2O

в) HNO3 + KOH = KNO3 + H2O

H+ + NO3 + K+ + OH = K+ + NO3 + H2O

H+ + OH = H2O.

142

2. Заполните таблицу.

Решение.

рН		[Н+]	[ОН-]	Среда
5		10 5	10 9	кислая
3		10 3	10 11	кислая
8		10 8	10 6	щелочная
а) Дано: рН = 5;		среда кислая, т.к. рН < 7.

Из уравнения pH= –lg[H+] следует, [H+] = 10–рН.

Подставляя в него величину рН, равную 5, находим [H+] = 10 5.

Согласно соотношению [H+]·[OH ] = 10–14, находим [OH ]:

[OH−]= 10−−14 = 10 9. 10 5

Аналогичным образом находим остальные неизвестные значения.

3. Вычислите концентрацию катионов водорода и гидроксид-ионов в брусничном соке, рН которого 2,42.

Решение. См. пример 5.

Для вычисления концентрации ионов водорода можно воспользоваться уравнением:

[Н+] = 10–рН.

Подставляем в это уравнение цифровое значение рН и получаем: [Н+] = 10–2,42.

По таблице логарифмов (см. выше) в колонке «десятые доли рН» находим цифру 4, двигаясь по этой строке вправо до столбца «сотые доли рН» с цифрой

2, находим на пересечении цифру 0,380. Следовательно [Н+] = 0,380.10–2.

Преобразуем, как в примере 5 и получаем:

[Н+] = 3,80.10–3 моль/л.

143

Для вычисления концентрации ионов [ОН–] необходимо воспользоваться соотношением

рН + рОН = 14.

Отсюда, рОН = 14 – 2,42 = 11,58.

Далее расчет следует проводить так же, как выполнено выше

[ОН–] = 10–11,58.

По таблице в колонке «десятые доли рОН» находим цифру 5, двигаясь по этой строке вправо до столбца «сотые доли рН» с цифрой 8, находим на пересечении цифру 0,263.

Получаем, [ОН–] = 0,263.10–11, преобразуем в 2,63.10–12. Следовательно, концентрация ионов [ОН–] = 2,63.10–12 моль/л.

Ответ: [Н+] = 3,80.10–3 моль/л, [ОН–] = 2,63.10–12 моль/л.

4. Напишите молекулярные, полные ионно-молекулярные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения для реакций гидролиза (1 ступень) следующих солей: а) силикат калия; б) сульфат железа (II).

Решение.

а) Соль K2SiO3 образована сильным основанием KOH и слабой кислотой Н2SiO3, гидролизу будет подвергаться ион SiO32 :

K2SiO3 + HOH	KHSiO3 + KOH
2K+ + SiO32 + HOH	K+ + HSiO3 + K+ + OH
SiO32 + HOH	HSiO3 + OH .

б) Соль FeSO4 образована слабым основанием Fe(OH)2 и сильной кислотой H2SO4, следовательно, гидролизу будет подвергаться ион Fe2+:

FeSO4 +2HOH	(FeOH)2SO4 + H2SO4
Fe2+ + SO42 +HOH	FeOH+ + H+ + SO42
Fe2+ + HOH	FeOH+ + H+.

5. Почему изменяется величина рН при растворении данных солей в воде? Чему будет равна величина рН в растворе данной соли (больше или меньше 7)? В какой цвет окрасится лакмус?

144

Решение.

При гидролизе соли K2SiO3 образуется избыток ионов OH , следовательно, значение рН возрастает, среда раствора становится щелочной, лакмус окрасится в синий цвет.

При гидролизе соли FeSO4 образуется избыток ионов H+, следовательно, значение рН уменьшается, среда раствора становится кислой, лакмус окрасится

вкрасный цвет.

6.Какой осадок выделяется при сливании разбавленных растворов солей: силикат натрия и хлорид аммония (происходит полный гидролиз)?

Какое влияние оказывает вода при взаимодействии этих солей?

Решение.

При взаимодействии Na2SiO3 и NH4Cl теоретически должны получиться соли: Na2SiO3 + NH4Cl = (NH4)2 SiO3 + 2NaCl.

В приложении 11 видим, что соль NaCl растворима в воде, а в клеточке с солью (NH4)2SiO3 прочерк. Это обозначает, что такая соль в присутствии воды существовать не может, происходит полный гидролиз, соль разлагается в присутствии воды.

Можно такое уравнение написать в двух вариантах:

а) Na2SiO3 +2NH4Cl + 2H2O = H2SiO3↓ + 2NH4OH + 2NaCl;

б) (NH4)2 SiO3 + 2H2O = H2SiO3↓ + 2NH4OH.

Вариант 1

1.Напишите 3 уравнения реакций, которые могут произойти между взятыми попарно следующими веществами: карбонат серебра, азотная кислота,

гидроксид меди, гидроксид калия.

Карбонат серебра и гидроксид меди не растворяются в воде.

Для каждой реакции напишите молекулярное, полное и сокращенное ионно-молекулярное уравнения.

2.Заполните таблицу

рН	[Н+]	[ОН–]	Среда

145

6

10–2

10–5

3.Вычислите концентрацию катионов водорода и гидроксид-ионов в вине, рН которого 2,90.

4.Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения для реакций гидролиза (1 ступень) следующих солей: а) силикат натрия; б) сульфат цинка.

5.Почему изменяется рН при растворении данных солей в воде? Чему будет равна величина рН в растворе данной соли (больше или меньше 7)? В какой цвет окрасится лакмус?

6.Какой осадок выделяется при сливании разбавленных растворов солей:

силикат калия и нитрат аммония (происходит полный гидролиз)?

Какое влияние оказывает вода при взаимодействии этих солей?

Вариант 2

1.Напишите 3 уравнения реакций, которые могут произойти между взятыми попарно следующими веществами: карбонат магния, серная кислота,

гидроксид цинка, гидроксид калия.

Карбонат магния и гидроксид цинка не растворяются в воде.

Для каждой реакции напишите молекулярное, полное и сокращенное ионно-молекулярное уравнения.

2.Заполните таблицу

рН	[Н+]	[ОН–]	Среда
2
	10–4
		10– 4

146

3.Вычислите рН водопроводной воды, в 1 л которой содержится 7,94.10-7 мг катионов водорода.

4.Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения для реакций гидролиза (1 ступень) следующих солей: а) силикат ка-

лия; б) сульфат железа (II).

5.Почему изменяется рН при растворении данных солей в воде? Чему будет равна величина рН в растворе данной соли (больше или меньше 7)? В какой цвет окрасится лакмус?

6.Какой осадок выделяется при сливании разбавленных растворов солей:

силикат калия и хлорид аммония (происходит полный гидролиз)?

Какое влияние оказывает вода при взаимодействии этих солей?

Вариант 3

1.Напишите 3 уравнения реакций, которые могут произойти между взятыми попарно следующими веществами: фосфат магния, соляная кислота,

гидроксид алюминия, гидроксид калия.

Фосфат магния и гидроксид алюминия не растворяются в воде.

Для каждой реакции напишите молекулярное, полное и сокращенное ионно-молекулярное уравнения.

2.Заполните таблицу

рН	[Н+]	[ОН–]	Среда
12
	10–10
		10–10

3. Вычислите концентрацию катионов водорода и гидроксид-ионов в виноградном соке, рН которого 3,10.

147

4.Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения для реакций гидролиза (1 ступень) следующих солей: а) сульфид ка-

лия; б) сульфат алюминия.

5.Почему изменяется рН при растворении данных солей в воде? Чему будет равна величина рН в растворе данной соли (больше или меньше 7)? В какой цвет окрасится лакмус?

6.Какой осадок выделяется при сливании разбавленных растворов солей:

карбонат калия и хлорид аммония (происходит полный гидролиз)?

Какое влияние оказывает вода при взаимодействии этих солей?

Вариант 4

1.Напишите 3 уравнения реакций, которые могут произойти между взятыми попарно следующими веществами: фосфат кальция, азотная кислота,

гидроксид магния, гидроксид калия.

Фосфат кальция и гидроксид магния не растворяются в воде.

Для каждой реакции напишите молекулярное, полное и сокращенное ионно-молекулярное уравнения.

2.Заполните таблицу

рН	[Н+]	[ОН–]	Среда
11
	10–1
		10–1

3.Вычислите концентрацию катионов водорода и гидроксид-ионов в соке, отжатом из картофеля, если его рН 5,64 .

4.Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения для реакций гидролиза (1 ступень) следующих солей: а) нитрат цинка; б) фосфат натрия.

148

5.Почему изменяется рН при растворении данных солей в воде? Чему будет равна величина рН в растворе данной соли (больше или меньше 7)? В какой цвет окрасится метил-оранж?

6.Какой осадок выделяется при сливании разбавленных растворов солей:

силикат калия и нитрат цинка (происходит полный гидролиз)?

Какое влияние оказывает вода при взаимодействии этих солей?

Вариант 5

1.Напишите 3 уравнения реакций, которые могут произойти между взятыми попарно следующими веществами: карбонат кальция, соляная кислота,

гидроксид железа (II), гидроксид калия.

Карбонат кальция и гидроксид железа не растворяются в воде.

Для каждой реакции напишите молекулярное, полное и сокращенное ионно-молекулярные уравнения.

2.Вычислите рН яблочного сока, в 250 мл которого содержится 0,1 мг катионов водорода.

3.Заполните таблицу

рН	[Н+]	[ОН–]	Среда
10
	10–3
		10–3

4.Напишите молекулярные, полные ионно-молекулярные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения для реакций гидролиза (1 ступень) следующих солей: а) нитрат алюминия; б) фосфат калия.

5.Почему изменяется рН при растворении данных солей в воде? Чему будет равна величина рН в растворе данной соли (больше или меньше 7)? В какой цвет окрасится лакмус?

149

6. Какой осадок выделяется при сливании разбавленных растворов солей:

а) нитрат алюминия; б) фосфат калия (происходит полный гидролиз)?

Какое влияние оказывает вода при взаимодействии этих солей?

Вариант 6

1.Напишите 3 уравнения реакций, которые могут произойти между взятыми попарно следующими веществами: карбонат серебра, соляная кислота,

гидроксид алюминия, гидроксид калия.

Карбонат серебра и гидроксид алюминия не растворяются в воде.

Для каждой реакции напишите молекулярное, полное и сокращенное ионно-молекулярное уравнения.

2.Заполните таблицу

рН	[Н+]	[ОН–]	Среда
1
	10–5
		10–5

3.Вычислите концентрацию катионов водорода и гидроксид-ионов в ежевичном соке, рН которого 2,73.

4.Напишите молекулярные, полные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения для реакций гидролиза (1 ступень) следующих солей: а) нитрат ам-

мония; б) сульфид натрия.

5.Почему изменяется рН при растворении данных солей в воде? Чему будет равна величина рН в растворе данной соли (больше или меньше 7)? В какой цвет окрасится лакмус?

6.Какой осадок выделяется при сливании разбавленных растворов солей:

карбонат калия и хлорид аммония (происходит полный гидролиз)?

Какое влияние оказывает вода при взаимодействии этих солей?

150