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:
а) FeCl₃ – соль сильной кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону с образованием избытка ионов водорода Н⁺:

Fe³⁺ + H₂O ⇔ FeOH²⁺ + H⁺

При добавлении H₂SO₄ в раствор соли FeCl₃ уменьшится степень гидролиза соли, так как дополнительное количество ионов водорода Н⁺ от серной кислоты (H₂SO₄ ⇔ 2H⁺ + SO₄^2-)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⁺ + CO₃^2-;

NH₄⁺ + H₂O ⇔ NH₄OH + H⁺;

CO₃^2- + H₂O ⇔ 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:
N₂CO₃ – соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону с образованием избытка ионов ОН¯:

N₂CO₃ ⇔ 2Na⁺ + CO₃^2-;

I ступень CO₃^2- + 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 (Н⁺ + 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⁺ + 3CO₃^2-  + 3H₂O ⇔
⇔ 2FeOH)₃↓ +  3CO₂↑ (ионно-молекулярная форма).

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.

---