Правильное составление ионно-молекулярных и молекулярных уравнений гидролиза 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:
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+ + H2 CrOH2+ + H+

 Молекулярная форма процесса:

Cr2(SO4)3 + 2H2⇔  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++ H2 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- + H2 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) Н24; б) КОН; в) Na2SO3; г) ZnSO4. В каких случаях гидролиз сульфата алюминия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Решение:
а) Соль Al2(SO4)3 гидролизуется по катиону, а H2SO4 диссоциирует в водном растворе:

Al2(SO4)3   2Al3+ + 3SO42-;
Al3+ + H2 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+ + H2 AlOH2+ + H+;
SO32- + H2 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- + 6H2 2Al(OH) + 3H2SO3 (ионно-молекулярная форма);
Al2(SO4)3 + 3Na2SO3 + 6H2 2Al(OH)3 + 3H2SO3 + 3Na2SO4 (молекулярная форма).

г) Соль Al2(SO4)3  и соль ZnSO4 гидролизуется по катиону:

Al3+ + H2 AlOH2+ + H+;
Zn2+ + H2 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:
а) Na2CO3  и  Na2SO3 – соли сильного основания и слабой кислоты гидролизуются по аниону:

СO32-   + H2  HСO3- + ОH-;
SO32- + H2 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+ + H2 FeOH2+ + H+;
Fe2+ + H2 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:
Соль Al2(SO4)3 гидролизуется по катиону, а соль Na2SO3 – по аниону:

Al3+ + H2 AlOH2+ + H+;
CO32- + H2 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- + 3H2 2Al(OH)3↓ + СО2↑ + Н2О (ионно-молекулярная форма);
Al2(SO4)3 + 3Na2СO3 + 3H22Al(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:
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:

Na2 2К+ + S2-;
S2- + H2 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- + H2 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++ H2 СоOH+ + H+

или в молекулярной форме:

СоCl2  + Н2О  СоOHCl + HCl

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору СоCl2 кислую среду, рН < 7.