Определение рН раствора соли. Гидролиз соли
Решение задач на гидролиз соли
Задание 216.
Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: NaCN или NaClO; MgCl2 или ZnCl2? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Решение:
Гидролиз солей: NaCN, NaClO
а) NaCN и NaClO – соли сильного однокислотного основания NaOH и слабых кислот соответственно HCN и HClO гидролизуются по аниону:
CN- + H2O ⇔ HCN + OH-;
ClO- + H2O ⇔ HClO + OH-.
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(HCN) < КD(HClO). КD(HCN) = 7,9 . 10-10; КD(HClO) = 5,01 . 10-8], следовательно, гидролизу в большей степени будет подвергаться NaCN.
б) Соль MgCl2 и ZnCl2 как соли слабого многокислотного основания и сильной кислоты гидролизуются по катиону. При равных условиях гидролизу в большей степени будет подвергаться соль слабого основания и сильной кислоты, которая образована относительно менее сильным основанием, т. е. константа диссоциации которого имеет меньшее численное значение. Так как константа диссоциации Zn(OH)2 меньше, чем Mg(OH)2, то гидролиз соли ZnCl2 протекает более интенсивнее, чем соли MgCl2 [КDZn(OH)2 = 4 . 10-5; КD(Mg(OH)2 = 2,5 . 10-3].
Задание 217.
Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза соли, раствор которой имеет: а) щелочную реакцию; б) кислую реакцию.
Решение:
Гидролиз солей
а) Щелочную реакцию имеет раствор соли, гидролизующейся по аниону. Например, соль KCN образована сильным однокислотным основанием КОН и сильной одноосновной кислотой HCN. В этом случае ионы CN-, связывая водородные ионы воды, образуя молекулы кислоты HCN. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
KCN ⇔ K+ + CN-;
CN- + H2O ⇔ HCN + OH-
В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору КCN щелочную среду, рН > 7.
б) Кислую реакцию в водном растворе будет иметь соль, которая гидролизуется по катиону. Например,– соль слабого многокислотного основания Со(ОН)2 и сильной одноосновной кислоты HNO3. В этом случае катионы Со2+ связывают гидроксид-ионы ОН-, образуя катион основной соли СоОН+. Образование молекул Со(ОН)2 не происходит, так как ионы СоОН+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Со(ОН)2. В обычных условиях гидролиз протекает по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение реакции гидролиза:
Со2+ + Н2О ⇔ СоОН+ + Н+
Или в молекулярной форме:
Co(NO3)2 + Н2О ⇔ СоОНNO3 + HNO3
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Co(NO3)2 кислую среду, рН < 7.
Задание 218.
Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы следующих солей: К3РО4, Pb(NO3)2, Na2S? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Решение:
Гидролиз солей
а) Ортофосфат калия К3PO4 – соль слабой многоосновной кислоты Н3РО4 и сильного однокислотного основания КОН. В этом случае анионы РО43- связывают ионы водорода Н+ воды, образуя анионы кислой соли HРО42-. Образование H2РО4- и Н3РО4 не происходит, так как ионы HРО42- диссоциируют гораздо труднее, чем ионы H2РО4- и молекулы Н3РО4. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
К3PO4 ⇔ 3К+ + РО43-;
РО43- + H2O ⇔ HРО42- + ОH-
или в молекулярной форме:
К3PO4 + Н2О ⇔ К2HPO4 + КOH
В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору К3PO4 щелочную среду, рН > 7.
б) Pb(NO3)2 - соль слабого основания и сильной 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:
Pb(NO3)2 ⇔ Pb2+ + 2NO3-;
Pb2++ H2O ⇔ PbOH+ + H+
или в молекулярной форме:
Pb(NO3)2 + Н2О ⇔ PbOHNO3 + HNO3
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Pb(NO3)2 кислую среду, рН < 7.
в) ZnСl2 - соль слабого многокислотного основания Zn(OH)2 и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Zn2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли ZnOH+. Образование Zn(OH)2 не происходит, потому что ионы СоOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)2. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
ZnCl2 ⇔ Zn2+ + 2Cl-;
Zn2++ H2O ⇔ ZnOH+ + H+
или в молекулярной форме:
ZnCl2 + Н2О ⇔ ZnOHCl + HCl
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору ZnCl2 кислую среду, рН < 7.
Задание 219.
Какие из солей К2СО3, FeCl3, K2SO4, ZnCl2 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
Решение:
Гидролиз солей
а) 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.
б) FeСl2 - соль слабого многокислотного основания Fe(OH)2 и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Fe2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли FeOH+. Образование Fe(OH)2 не происходит, потому что ионы СоOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Fe(OH)2. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
FeCl2 ⇔ Fe2+ + 2Cl-;
Fe2++ H2O ⇔ FeOH+ + H+
или в молекулярной форме:
FeCl2 + Н2О ⇔ FeOHCl + HCl
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору FeCl2 кислую среду, рН < 7.
в) K2SO4 – соль сильной многоосновной кислоты H2SO4 и сильного однокислотного основания КОН. В этом случае в растворе данной соли присутствуют ионы К+ и SO42-, образовавшиеся в результате диссоциации соли:
K2SO4 ⇔ 2К+ + SO42-
Ионы К+ и SO42- не связываются с ионами воды Н+ и ОН-, поэтому обратная гидролизу реакция нейтрализации практически необратима. Таким образом, соль K2SO4 гидролизу не подвергается.
г) ZnСl2 - соль слабого многокислотного основания Zn(OH)2 и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Zn2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли ZnOH+. Образование Zn(OH)2 не происходит, потому что ионы СоOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)2. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:
ZnCl2 ⇔ Zn2+ + 2Cl-;
Zn2++ H2O⇔ ? ZnOH+ + H+
или в молекулярной форме:
ZnCl2 + Н2О ⇔ ZnOHCl + HCl
В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору ZnCl2 кислую среду, рН < 7.
Задание 220.
При смешивании растворов Al2(SO4)3 и Na2S каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.
Решение:
Гидролиз солей
Соль Al2(SO4)3 гидролизуется по катиону, а соль Na2S – по аниону:
Al3+ + H2O ⇔ AlOH2+ + H+;
S2- + H2O ⇔ HS- + 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 H2S:
2Al3+ + 3S2- + 6H2O ⇔ 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ (ионно-молекулярная форма);
Al2(SO4)3 + 3Na2S + 6H2O ⇔ 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 3Na2SO4 (молекулярная форма).
