Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задачи для самостоятельного решения. 225. Вычислить концентрацию [Н+], если концентрация [ОН−] (моль/л) равна:




224. [Н +] = 10-5 моль/л. Вычислить [ОН].

225. Вычислить концентрацию [Н+], если концентрация [ОН] (моль/л) равна:

а) 4·10-10; б) 1,6·10-13; в) 5·10-6; г) 3,2·10-7.

226. Вычислить концентрацию [ОН-], если концентрация [Н+] (моль/л) равна:

а) 2·10-4; б) 8·10-7; в) 3·10-14; г) 10-9.

227. Вычислить рН растворов, в которых концентрация [Н +] (моль/л) равна:

а) 10-3; б) 3·10-11; в) 4,8·10-5; г) 7·10-13.

228. Вычислить рН растворов, в которых концентрация [ОН] (моль/л) равна:

а) 6,5·10-3; б) 2·10-12; в) 1,8·10-5; г) 3·10-10.

229. Вычислить концентрацию ионов [Н+] в растворе, рН которого равна 4,8.

230. Вычислить концентрацию ионов [Н+] в растворе, рН которого равна 10,25.

231. Вычислить концентрацию ионов [ОН] в растворе, рН которого 3,1.

232. Вычислить концентрацию ионов [ОН] в растворе, рН которого 11,7.

 

7. 3. 4. Гидролиз солей

 

Гидролиз – это процесс разложения веществ водой (“гидро” – вода, ”лизис- разложение”).

Гидролиз солей – это процесс разложения соли водой, сопровождающийся образованием малодиссоциирующих веществ (слабых электролитов – оснований и/или кислот).

К сильным кислотам и основаниям относятся:

- минеральные кислоты – HI, HBr, HCl, HClO4, HClO3, H2SO4, HNO3, HМnO4;

- щёлочи – LiOH, NaOH, KOH, CsOH, RbOH, FrOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2, Ra(OH)2.

К слабым кислотам и основаниям относятся:

- практически все органические кислоты;

- основания, за исключением щелочей;

- минеральные кислоты, за исключением сильных кислот.

Если молекулы слабого электролита образуются за счет катионов, входящих в состав исходной соли, то говорят, что гидролиз идёт по катиону, а если за счет анионов, то говорят, что гидролиз идёт по аниону.

Например, при растворении NH4Cl в воде происходят следующие процессы:

NH4Cl <=> NH4+ + Cl -

Н2О <=> OH + H +

NH4OH (слаб.) HCl (сильн.)

Катионы NH4+ связываются с ионами OH в молекулы слабого электролита NH4OH, что равносильно удалению катионовNH4+ и анионов OH из раствора.

Поэтому говорят, что NH4Cl гидролизуется по катиону.

Гидролизу подвергаются соли, образованные:

· слабым основанием и сильной кислотой (например, MgCl2, Zn(NO3)2, CuSO4), и гидролиз идет по катиону;

· слабой кислотой и сильным основанием (например, Na2CO3, K2S, CH3COONa), и гидролиз идет по аниону;

· слабым основанием и слабой кислотой (например, CH3COONH4, (NH4)2S), и гидролиз идет и по катиону и по аниону одновременно.

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой(например, NaCl, Na2SO4, KNO3)гидролизу не подвергаются, так как в этом случае не образуются молекулы слабого электролита.

KNO3 <=> K + + NO3

H2O <=> OH + H+

 

KOH и HNO3 – сильные электролиты.

Таким образом, гидролиз соли происходит если соль образована и/или слабой кислотой и/или слабым основанием.

Уравнения реакций гидролизапишутся аналогично другим ионным уравнениям: малодиссоциированные (в том числе и вода) и малорастворимые, а также газообразные продукты гидролиза и исходные вещества пишутся в виде молекул, сильные электролиты записываются в ионной форме.

Краткое ионное уравнение показывает какие ионы (Н+ или ОН) накапливаются в растворе данной соли при растворении, что позволяет определить реакцию среды рассматриваемой соли. Так, если в кратком ионном уравнении обнаруживаются ионы Н+, то реакция среды раствора этой соли будет кислой, а гидролиз будет идти по катиону. Если в кратком ионном уравнении обнаруживаются ионы ОН, то реакция среды раствора этой соли будет щелочной, а гидролиз будет идти по аниону. Если же краткое ионное уравнение показывает, что в растворе присутствуют и ионы Н+‚ и ионы ОН, то реакция среды будет нейтральной, а гидролиз будет идти и по аниону‚ и по катиону.

 

Пример 1. Составить уравнения гидролиза нитрата аммония (NH4NO3) и определить реакцию среды в растворе этой соли.

1) Запишем уравнение реакции гидролиза в молекулярной форме:

NH4NO3 + НОН <=> NH4ОН + НNO3.

2) Составим полное ионное уранение данной реакции:

NH4 + + NO3 + НОН <=> NH4ОН + Н + + NO3 .

3) Составим краткое ионное уравнение данной реакции:

NH4+ + НОН ↔ NH4ОН + Н+

Краткое ионное уравнение реакции гидролиза NH4NO3 показывает, что соль гидролизуется по катиону, а накопление в растворе ионов Н + приводит к тому, что реакция среды будет кислой (рН < 7).

В общем случае:

- если соль образована сильным основанием и слабой кислотой, то рН >7;

- если соль образована слабым основанием и сильной кислотой, то рН < 7;

- если соль образована слабым основанием и слабой кислотой, то рН ≈ 7;

- если соль образована сильным основанием и сильной кислотой, то рН=7

Гидролиз солей, образованных слабым многоосновным основанием или слабой многоосновной кислотой, протекает ступенчато. Число ступеней гидролиза равно заряду аниона слабой кислоты или заряду катиона слабого основания. Если гидролиз идёт и по катиону‚ и по аниону, то число ступеней равно наибольшему из зарядов.

Гидролиз по второй и, особенно, по третьей ступени выражен незначительно:

- при гидролизе солей, образованных слабым многокислотным основанием и сильной кислотой, образуются основные соли (содержащие катион металла и анионы ОН - и кислотного остатка, например, FeOHCl2 – гидроксохлорид железа (III);

- при гидролизе солей, образованных слабой многоосновной кислотой и сильным основанием, образуются кислые соли (содержащие анионы кислотного остатка и катионы металла‚ и Н+, например, KHCO3 – гидрокарбонат калия).

Пример 2. Составить уравнения гидролиза и определить реакцию среды в растворе хлорида железа (III).

Реакция гидролиза FeCl3 проходит в три стадии, так как заряд иона железа равен 3+ :

1) составим молекулярное, полное и краткое ионное уравнение первой ступени гидролиза:

молекулярное уравнение: FeCl3 + НОН <=> FeOHCl2 + HCl,

полное ионное уравнение: Fe3+ +3Cl - + НОН<=> (FeOH)2+ + 2Cl-+ H + + Cl

краткое ионное уравнение: Fe3+ +НОН<=>(FeOH)2+ + H+

2) составим молекулярное, полное и краткое ионное уравнение второй ступени гидролиза:

FeOHCl2+ НОН <=> Fe(OH)2Cl + HCl,

FeOH2++ 2Cl- + НОН <=> [Fe(OH)2]+ + Cl+ H+ + Cl

FeOH2+ + НОН<=>[Fe(OH)2]+ + H+

3) составим молекулярное, полное и краткое ионное уравнение третьей ступени гидролиза:

Fe(OH)2Cl + НОН <=> Fe(OH)3 ↓ + HCl,

[Fe(OH)2]+ + Cl- +НОН <=>Fe(OH)3↓ + H+ + Cl

[Fe(OH)2]+ + НОН <=> Fe(OH)3↓ + H+

4) общее уравнение реакции гидролиза в молекулярной полной и краткой ионной форме имеет вид:

FeCl3 + 3НОН<=> Fe(OH)3 ↓ + 3HCl,

Fe3+ + 3Cl- +3 НОН <=> Fe(OH)3↓ + 3H+ + 3Cl

Fe3+ +3НОН <=> Fe(OH)3↓ + 3H+

Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым трехкислотным основанием и сильной кислотой идёт по катиону, в три стадии, а накопление ионов Н+ приводит к тому, что рН<7.

Пример 3. Составить уравнения гидролиза и определить реакцию среды в растворе карбоната калия.

Реакция гидролиза карбоната калия (К2СО3) идёт в две ступени, так как соль образована двухосновной кислотой (Н2СО3), заряд карбонат-аниона равен “2“.

1) Составим молекулярное, полное и краткое ионное уравнение первой ступени:

К2СО3 + НОН <=> КНСО3 + КОН,

+ + СО32- + НОН<=>К+ + НСО3+ К+ + ОН

СО32- +НОН<=>НСО3- + ОН

2) составим молекулярное, полное и краткое ионное уравнение второй ступени:

КНСО3 + НОН <=> Н2СО3 + КОН,

К+ + НСО3 + НОН <=> Н2СО3 + К+ + ОН ,

НСО3 + НОН <=> Н2СО3 + ОН .

3) Общее уравнение гидролиза в молекулярной, полной и краткой ионной форме:

К2СО3 + 2 НОН <=> Н2СО3 + 2 КОН,

+ + СО32- +2НОН<=>Н2СО3 + 2К+ + 2ОН

СО32- + 2 НОН <=> Н2СО3 + 2ОН.

 

Реакция среды раствора К2СО3 – щелочная (рН>7), гидролиз по аниону.

 







Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 458. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.007 сек.) русская версия | украинская версия