Уравнения реакций и продукты гидролиза различных солей железа (III)

 

Как усилить гидролиз хлорида железа (III)


Задача 1136. 
Добавление каких веществ усилит гидролиз FeCl3: а) H2SO4; б) ZnCl2;  в) (NH4)2CO3; г) Zn?
Решение:
FeCl3 – соль сильной кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону с образованием избытка ионов водорода Н+:

Fe3+ + H2O ↔ FeOH2+ + H+

а) При добавлении H2SO4 в раствор соли FeCl3 уменьшится степень гидролиза соли, так как дополнительное количество ионов водорода Н+ от серной кислоты (H2SO4 ↔ 2H+ + SO42-)будет способствовать смещению равновесия в системе в сторону уменьшения концентрации ионов Н+, гидролиз соли уменьшится.

б) ZnCl2 – соль сильной кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону с образованием избытка ионов водорода Н+:

Zn2+ + H2O ↔ ZnOH+ + H+

Дополнительное количество ионов водорода, образуемое при гидролизе ZnCl2, будет уменьшать гидролиз FeCl3, так как, согласно принципу Ле Шателье, равновесие системы сместится влево, в сторону уменьшения концентрации ионов Н+.

в) (NH4)2CO3 – соль слабого основания и слабой кислоты гидролизуется как по катиону, так и по аниону:

(NH4)2CO3 ↔ 2NH4+ + CO32-;

NH4+ + H2 NH4OH + H+;

CO32- + H2↔ HCO + OH

При гидролизе образуется избыточное количество ионов Н+ и OH, которые связываясь друг с другом, образуют воду (Н+OH ↔ Н2О). Поэтому при смешении растворов (NH4)2CO3 и FeCl3 гидролиз обеих солей будет взаимно усиливаться, так как, согласно принципу Ле Шателье, равновесие  в системе сместится вправо, в сторону увеличения гидролиза.

г) Цинк в ряду напряжений металлов стоит перед водородом, поэтому при введении металлического цинка в раствор соли FeCl3 (кислая среда) будет наблюдаться окисление атомов цинка и восстановление ионов водорода:

Zn + 2H+  Zn + H2,

что будет уменьшать концентрацию ионов водорода. Уменьшение концентрации ионов Н+ согласно принципу Ле Шателье будет способствовать смещению равновесия системы вправо, в сторону увеличения концентрации ионов Н+, т. е. гидролиз соли будет увеличиваться.

К тому же цинк как более активный металл будет вытеснять железо из его солей, дополнительно будет протекать реакция обмена между цинком и железом:

3Zn + 2FeCl3 ↔ 3ZnCl2 + 2Fe

Таким образом, цинк будет вступать в реакцию обмена с солью FeCl3 и дополнительно будет способствовать усилению гидролиза соли.


Продукты взаимодействия карбоната натрия с водным раствором сульфата железа (III)

Задача 1137. 
Каковы продукты взаимодействия карбоната натрия с водным раствором Ее2(SO4)3: а) Ее(ОН)3 и СО2 б) Ее2(СО3)3 и Na2SO4?
Потому что: 1) протекает реакция обмена; 2) происходит взаимное усиление процесса гидролиза двух солей.
Решение:
N2CO3соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону с образованием избытка ионов ОН:

I ступень 2Na+ + CO32-;

I ступень CO32- + H2O ↔ HCO +  ОН;

II ступень HCO + H2O ↔ H2CO3 ОН;

Уравнение реакции гидролиза имеет вид:

N2CO3 + H2O ↔ CO2↑+ 2NaOH

При гидролизе образуется избыточное количество ионов ОН.

Ее2(SO4)3 соль сильной кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону с дополнительным образованием ионов Н+:

Fe3+ + H2O  ↔ FeOH2+ + H+

При смешении растворов N2CO3 и Ее2(SO4)3 избыточные ионы Н+ и ОН, связываясь друг с другом образуют воду
+ОН ↔ Н2О). В результате уменьшения в системе ионов Н+ и ОН согласно принципу Ле Шателье равновесие сместится в сторону увеличения концентраций ионов Н+ и ОН-, т. е. гидролиз обеих солей будет усиливаться. Гидролиз Ее2(SO4)3:

Таким образом, гидролиз обеих солей будет протекать до конца с образованием Ее(ОН)3 и СО2:

I ступень Fe3+ + H2O ↔ FeOH2+ + H+;

II ступень FeOH2+ + H2O ↔ Fe(OH)2+ + H+;

III ступень Fe(OH)2+ + H2O ↔ Fe(OH)3 + H+

Уравнение реакции гидролиза будет иметь вид:

Ее2(SO4)3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3H2SO4

Значит, при смешении растворов Na2CO3 и Ее2(SO4)3 будет протекать реакция по схеме:

3Na2CO3 + Ее2(SO4)3 + 3Н2О ↔ 2Fe(OH)3↓ +  3CO2↑ + 3Na2SO4 (молекулярная форма);

2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O ↔ 2Fe(OH)3↓ +  3CO2

Таким образом, при смешении растворов Na2CO3 и Ее2(SO4)3 образуются нерастворимый Fe(OH)3 и газообразный СО2, так как происходит взаимное усиление процесса гидролиза обеих солей.