Правильное составление ионно-молекулярных и молекулярных уравнений гидролиза солей
Решение задач по химии на гидролиз солей
Задание 211.
Какие из солей RbCl, Сr2(SО4)3, Ni(NО3)2, Na2SO3 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН ( > 7 <) имеют растворы этих солей?
Решение:
Гидролиз солей: RbCl, Сr2(SО4)3, Ni(NО3)2, Na2SO3
а) PbСl2 - соль слабого многокислотного основания Pb(OH)2 и сильной одноосновной кислоты.
В этом случае катионы Pb2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли PbOH+. Образование Pb(OH)2 не происходит, потому что ионы PbOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Pb(OH)2. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
PbCl2 ⇔ Pb2+ + 2Cl-;
Pb2++ H2O ⇔ PbOH+ + H+.
или в молекулярной форме:
PbCl2 + Н2О ⇔ PbOCl + HCl.
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору PbCl2 кислую среду, рН < 7.
в) Сr2(SO4)3 - соль слабого многокислотного основания Сr(OH)3 и сильной многоосновной кислоты H2SO4.
В этом случае катионы Cr3+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли CrOH2+. Образование Cr(OH)2+ и Cr(OH)3 не происходит, потому что ионы CrOH2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Cr(OH)2+ и молекулы Cr(OH)3. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
Cr2(SO4)3 ⇔ 2Cr3+ + 3SO42-
Cr3+ + H2O ⇔ CrOH2+ + H+.
Молекулярная форма процесса:
Cr2(SO4)3 + 2H2O ⇔
⇔ 2CrOHSO4 + H2SO4.
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Cr2(SO4)3 кислую среду, рН < 7.
в) Ni(NO3)2 - соль слабого многокислотного основания Ni(OH)2 и сильной одноосновной кислоты HNO3.
В этом случае катионы Ni2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли NiOH+. Образование Ni(OH)2 не происходит, потому что ионы NiOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Ni(OH)2. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
Ni(NO3)2 ⇔ Ni2+ + 2NO3-
Ni2++ H2O ⇔ NiOH+ + H+.
или в молекулярной форме:
Ni(NO3)2 + Н2О ⇔ NiOHNO3 + HNO3.
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Ni(NO3)2 кислую среду, рН < 7.
г) Na2SO3 - соль сильного однокислотного основания NaOH и слабой многоосновной кислоты H2SO3.
В этом случае анионы SO32- связывают ионы водорода Н+ воды, образуя анионы кислой соли HSO3-. Образование H2SO3 не происходит, так как ионы HSO3- диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H2SO3. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
Na2SO3 ⇔ 2Na+ + SO32-;
SO32- + H2O ⇔ HSO3- + ОH-.
или в молекулярной форме:
Na2SO3 + Н2О ⇔ NaHSО3 + NaOH.
В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na2SO3 щелочную среду, рН > 7.
Задание 212.
К раствору Al2(SO4)3 добавили следующие вещества: а) Н2SО4; б) КОН; в) Na2SO3; г) ZnSO4. В каких случаях гидролиз сульфата алюминия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Решение:
Гидролиз соли Al2(SO4)3
а) Соль Al2(SO4)3 гидролизуется по катиону, а H2SO4 диссоциирует в водном растворе:
Al2(SO4)3 ⇔ 2Al3+ + 3SO42-;
Al3+ + H2O ⇔ AlOH2+ + H+;
H2SO4 ⇔ 2H+ + SO42-.
Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт угнетение гидролиза соли Al2(SO4)3, ибо образуется избыток ионов водорода Н+ и равновесие гидролиза сдвигается влево.
б) KOH диссоциирует в водном растворе:
Al2(SO4)3 ⇔ 2Al3+ + 3SO42-;
Al3+ + H2O⇔ AlOH2+ + H+;
KOH ⇔ K+ + OH-.
Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт гидролиза соли Al2(SO4)3 и диссоциации КОН, ибо ионы Н+ и ОН-, связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н2О (Н+ + ОН- = Н2О). При этом гидролитическое равновесие соли Al2(SO4)3 и диссоциация КОН сдвигаются вправо и гидролиз соли и диссоциация основания идут до конца с образованием осадка Al(OH)3. По сути, при смешивании Al2(SO4)3 и КОН протекает реакция обмена. Ионно-молекулярное уравнение процесса:
2Al3+ + 6OH- ⇔ 2Al(OH)3 ↓;
Молекулярное уравнение процесса:
Al2(SO4)3 + 6KOH ⇔ 2Al(OH)3↓ + 3K2SO4.
в) Соль Al2(SO4)3 гидролизуется по катиону, а соль Na2SO3 – по аниону:
Al3+ + H2O ⇔ AlOH2+ + H+;
SO32- + H2O ⇔ HSO3- + ОH-.
Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н+ и ОН-, связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н2О (Н+ + ОН- ⇔ Н2О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка Al(OH)3 и слабого электролита H2SO3:
2Al3+ + 3SO32- + 6H2O ⇔
⇔ 2Al(OH)3 ↓ + 3H2SO3
(ионно-молекулярная форма);
Al2(SO4)3 + 3Na2SO3 + 6H2O ⇔
⇔ 2Al(OH)3↓ + 3H2SO3 + 3Na2SO4
(молекулярная форма).
г) Соль Al2(SO4)3 и соль ZnSO4 гидролизуется по катиону:
Al3+ + H2O ⇔ AlOH2+ + H+;
Zn2+ + H2O ⇔ ZnOH+ + H+.
Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное угнетение гидролиза каждой из них, ибо избыточное количество ионов Н+ вызывает смещение гидролитического равновесие влево, в сторону уменьшения концентрации ионов водорода Н+.
Задание 213.
Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: Na2СО3 или Na2SO3; FеСl3 или FeCl2? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Решение:
Гидролиз солей
а) Na2CO3 и Na2SO3 – соли сильного основания и слабой кислоты гидролизуются по аниону:
СO32- + H2O ⇔ HСO3- + ОH-;
SO32- + H2O ⇔ HSO3- + ОH-.
При равных условиях гидролизу в большей степени будет подвергаться соль, у которой константа диссоциации кислоты, образующая соль, будет меньшей, т. е. гидролизу в большей степени подвергается соль, образованная относительно менее сильной кислотой. Так как КD(H2CO3) < КD(H2SO3). КD(H2CO3) = 4,5 . 10-7; КD(H2SO3) = 1,4 . 10-2], следовательно, гидролизу в большей степени будет подвергаться Na2CO3.
б) FеСl3 или FeCl2 - соли слабого основания и сильной кислоты гидролизуются по катиону:
Fe3+ + H2O ⇔ FeOH2+ + H+;
Fe2+ + H2O ⇔ FeOH+ + H+.
При равных условиях гидролизу в большей степени будет подвергаться соль, у которой константа диссоциации основания, образующая соль, будет меньшей, т. е. гидролизу в большей степени подвергается соль, образованная относительно менее сильным основанием.
Так как КD[(Fe(OH)3] < КD[(Fe(OH)2]. КD[(Fe(OH)3] = 1,82 . 10-11;
КD[(Fe(OH)2]=1,3 . 10-4], следовательно, гидролизу в большей степени будет подвергаться FeCl3.
Задание 214.
При смешивании растворов Al2(SO4)3 и Na2CO3 каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение происходящего совместного гидролиза.
Решение:
Гидролиз соли Al2(SO4)3
Соль Al2(SO4)3 гидролизуется по катиону, а соль Na2SO3 – по аниону:
Al3+ + H2O ⇔ AlOH2+ + H+;
CO32- + H2O ⇔ HCO3- + ОH-.
Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н+ и ОН-, связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н2О (Н+ + ОН- ⇔ Н2О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка Al(OH)3, газа СО2 и слабого электролита H2О:
2Al3+ + 3СO32- + 3H2O ⇔
⇔ 2Al(OH)3↓ + СО2↑ + Н2О
(ионно-молекулярная форма);
Al2(SO4)3 + 3Na2СO3 + 3H2O ⇔
⇔ 2Al(OH)3↓ + СО2↑ + 3Na2СO4
(молекулярная форма).
Задание 215.
Какие из солей NaBr, Na2S, K2CO3, CoCl2 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
Решение:
Гидролиз солей: Na2S, K2CO3, CoCl2
а) NaBr – соль сильного основания и сильной кислоты гидролизу не подвергается, так как ионы Na+, Br- не связываются ионами воды H+ и OH-. Ионы Na+, Br-, H+ и OH- останутся в растворе. Таким образом, обратная гидролизу реакция нейтрализации протекает практически до конца. Так как в растворе соли присутствуют равные количества ионов H+ и OH-, то раствор имеет нейтральную среду, рН = 0.
б) Na2S – соль сильного однокислотного основания NaOH и слабой многоосновной кислоты H2S. В этом случае анионы S2- связывают ионы водорода Н+ воды, образуя анионы кислой соли НS-. Образование H2S не происходит, так как ионы НS- диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H2S. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
Na2S ⇔ 2К+ + S2-;
S2- + H2O ⇔ НS- + ОH-.
или в молекулярной форме:
Na2S + 2Н2О ⇔ NaНS + NaОН.
В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na2S щелочную среду, рН > 7.
в) К2CO3 - соль сильного однокислотного основания КOH и слабой двухосновной кислоты Н2СО3. В этом случае анионы CO32- связывают ионы водорода Н+ воды, образуя анионы кислой соли HCO3-. Образование H2CO3 не происходит, так как ионы HCO3- диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H2CO3. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
К2CO3 ⇔ 2Cs+ + CO32-;
CO32- + H2O ⇔ HCO3- + ОH-.
или в молекулярной форме:
К2CO3 + Н2О ⇔ СО2↑ + 2КOH.
В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору К2CO3 щелочную среду, рН > 7.
г) СоСl2 - соль слабого многокислотного основания Со(OH)2 и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Со2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли СоOH+. Образование Со(OH)2 не происходит, потому что ионы СоOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Со(OH)2. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
СоCl2 ⇔ Со2+ + 2Cl-;
Со2++ H2O ⇔ СоOH+ + H+.
или в молекулярной форме:
СоCl2 + Н2О ⇔ СоOHCl + HC.l
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору СоCl2 кислую среду, рН < 7.
