Гидролиз солей различных типов

ГИДРОЛИЗ

Методические указания к лабораторным работам по курсу

«Химия»

Составители: Белова С.Б.

Гришина Н.Д.

Горлачева Т.К.

МОСКВА 2006

Цель работы Получить экспериментальные навыки практического подтверждения процесса гидролиза и его влияния на изменение PH раствора солей, a также теоретические навыки составления уравнений гидролиза.

ВВЕДЕНИЕ

Растворы солей, образованных катионами слабых оснований или анионами слабых кислот, показывают либо кислую реакцию (pH < 7), либо щелочную (pH > 7). В рамках ионной теории Аррениуса это объясняется протеканием реакции гидролиза. В общем случае гидролиз определяется как взаимодействие соли с водой:

Гидролиз — это реакция, обратная нейтрализации:

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

Возможность и характер протекания гидролиза определяется природой соли, т. е. природой кислоты и основания, из которых образована соль.

1. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются и их водные растворы нейтральные (табл.1, №1).

Пример.

2. Водные растворы солей, образованных анионами сильных кислот и катионами слабых оснований имеют кислую реакцию (табл.1, №2).

Пример. Нитрат аммония — соль слабого основания (гидрата аммиака) и сильной азотной кислоты — диссоциирует в водном растворе на катионы аммония и нитрат - ионы

,

а на последующей стадии катионы аммония обратимо реагируют с водой:

; .

Процесс гидролиза можно описывать в виде системы двух уравнений – молекулярного и ионного:

(молекулярное уравнение),

(ионно-молекулярная форма).

В результате гидролиза раствор нитрата аммония показывает кислую реакцию (pH < 7).

Если соль образована катионами слабого основания многовалентного металла, то продуктом гидролиза будет гидроксокатион основания. Гидролиз подобных солей протекает ступенчато.

Пример. Гидролиз сульфата железа(II) протекает по первой ступени с образованием сульфата гидроксожелеза:

I.

или в ионно-молекулярной форме:

Гидролиз по второй ступени происходит в ничтожно малой степени:

II.

или

3. Водные растворы солей, образованных анионами слабых кислот и катионами сильных оснований, имеют щелочную реакцию (табл.1, №3).

Пример. Нитрит натрия — соль сильного основания и слабой кислоты — диссоциирует в водном растворе на катионы натрия и нитрит– ионы

,

а на последующей стадии нитрит-ионы обратимо реагируют с водой:

.

Или:

(молекулярное уравнение)

(ионно-молекулярная форма)

В результате гидролиза реакция раствора нитрита натрия щелочная .

Если соль образована анионами многоосновной слабой кислоты, то продуктом реакции гидролиза будет гидроанион — анион кислотного остатка, содержащий водород. Гидролиз солей такого типа протекает ступенчато.

Пример. Первая ступень гидролиза карбоната натрия протекает согласно уравнению:

I.

или в ионно-молекулярной форме:

Образовавшаяся кислая соль NaHCO₃ при соответствующих условиях в свою очередь подвергается гидролизу:

II.

или

4. Для хорошо растворимых солей, образованных анионами слабой кислоты и катионами слабого основания, реакция растворов зависит от степени протекания обратимых стадий взаимодействия с водой (табл.1, №4).

Примеры.

4а). Гидролиз нитрита аммония протекает по следующим стадиям:

;

Известно, что гидролиз катионов аммония протекает полнее, чем нитрит-ионов (гл.2, формулы 1, 2, табл.2), следовательно, больше образуется катионов (по сравнению с анионами ), поэтому раствор будет слабокислотным .

4б). Раствор цианида аммония имеет сильнощелочную реакцию вследствие большей степени протекания второй из обратимых реакций гидролиза:

;

4в). Гидролиз ацетата аммония протекает по следующим стадиям:

;

Степень протекания обеих обратимых реакций одинаковая, поэтому раствор ацетата аммония нейтральный .

Обратимая реакция гидролиза соли протекает тем полнее, чем более слабыми являются образующие соль основание (глава 2, формула1) или (и) кислота (глава 2, формулы 2, 3). Так, из основания и кислоты, образующих цианид аммония , более слабым электролитом является циановодород, чем гидрат аммиака (табл.2). Поскольку реакция раствора обеспечивается относительно более сильным электролитом, то раствор цианида аммония должен быть щелочным.

Обобщая все сказанное, можно утверждать, что