Некоторые вопросы химии в рамках
подготовки к ЕГЭ
1. Гидролиз растворов
солей
Гидролиз соли – это взаимодействие её
ионов с водой, приводящее к появлению кислотной или щелочной среды, но не
сопровождающиеся образованием осадка или газа (для средних
солей).
Процесс гидролиза протекает только с участием растворимых солей и
состоит из двух этапов: 1) диссоциация соли в
растворе – необратимая
реакция
2) собственно гидролиз, т.е.
взаимодействие ионов соли с водой, - обратимая
реакция. Для процесса гидролиза мы
рассматриваем соли как производные оснований и солей. Для определения среды
раствора солей и характера гидролиза солей необходимо знать сильные и слабые
основания и кислоты. К сильным основаниям относятся щелочи (гидроксиды щелочных
и щелочноземельных металлов). Остальные гидроксиды, включая гидрат аммиака и
амины, являются слабыми. К сильным кислотам из бескислородных относятся HCL, HBr, HI, HCNS. А для определения силы
кислородсодержащих кислот можно воспользоваться правилом Полинга. Если
формулу кислоты представить в виде ЭОm(ОН)n, то при n=0-1,5 кислота будет слабой, а при n=2 – сильной. Например: HNO2 NO(OH) m =1
слабая
HNO3 NO(OH) m =2
сильная
HРO3 РO2(OH) m =2
сильная
H3РO4 РO
(OH)3 m =1
слабая H4РO7 Р2O3 (OH)4 m =1,5 (на 1Р) слабая и т.д.
Все органические кислоты, спирты, фенол, а также HF, H2S, HCN относятся к слабым кислотам. Тип
гидролиза определяется по слабому иону, входящему в состав соли, а характер
среды – по сильному иону.
1.Гидролиз
растворов солей, образованных сильными основаниями и сильными кислотами
·
Гидролизу
не подвергается, т.к. в воде эти соли только лишь диссоциируют при растворении
·
Характер
среды в растворах солей - нейтральный
2. Гидролиз растворов солей, образованных сильными
основаниями и слабыми кислотами
·
Гидролизуются
по аниону
·
Характер
среды в растворах солей –
щелочной
KNO2
|
+
|
H2O
|
|
HNO2
|
+
|
KOH
|
NO2 -
|
+
|
HOH
|
|
HNO2
|
+
|
OH-
|
Анион слабой кислоты притягивает к себе катион
водорода (Н+) воды, образуя молекулу этой кислоты, а гидроксид –
анион остается свободным
2 BaS
|
+
|
2 H2O
|
|
Ba(HS)2
|
+
|
Ba(OH)2
|
S2-
|
+
|
HOH
|
|
HS-
|
+
|
OH-
|
Гидролиз – обратимая реакция и протекать до конца
(до образования многоосновной кислоты) он не может.
Степень гидролиза соли по аниону зависит
от степени диссоциации продукта гидролиза – одноосновной кислоты (НNО2, НСLО, НСN, и т.д.) или её гидроаниона (НСО3-,
НРО42-,НS-). Чем слабее кислота, тем
выше степень её гидролиза. Так ионы СО32- , РО43-,
S2- подвергаются гидролизу в большей
степени, чем ион NO2 -, т.к. диссоциация
кислот Н2СО3, Н3РО4
, Н2S по второй ступени, а Н3РО4
– и по третьей ступени протекает значительно хуже, чем диссоциация
кислоты HNO2. Поэтому растворы Na2СО3, К3РО4
, ВаS будут сильно щелочными.
Если в концентрированный раствор сильно
гидролизующийся по аниону соли внести алюминий, то он (из – за амфотерности)
прореагирует с OH- :
2
|
AL
|
+
|
6
|
H2O
|
=
|
2
|
[AL (OH)4]-
|
+
|
H2
|
|
|
|
2 AL
|
+
|
8 H2O
|
+
|
2 Na2СО3
|
=
|
2
|
NaHСО3
|
+
|
2
|
Na [AL (OH)4]
|
+
|
3 H2
|
3.Гидролиз растворов солей,
образованных слабыми основаниями и сильной кислотой.
·
Гидролизуются
по катиону
·
Среда раствора
соли - кислотная
Гидролизу
подвергаются катионы только малорастворимых основных и амфотерных
гидроксидов и катион аммония NH4+ . Гидролизуемый катион притягивает к
себе гидроксоанион (OH-) воды и образует соответствующий
гидроксокатион, а катион водорода (Н+) остается свободным.
NiCL2
|
+
|
H2O
|
|
NiOHCL
|
+
|
HCL
|
Ni2+
|
+
|
HOH
|
|
NiOH+
|
+
|
Н+
|
Катион
NH4+ в этом случае образует слабое
основание – гидрат аммиака
NH4 NO3
|
+
|
H2O
|
|
NH3
|
·
H2O
|
+HNO3
|
NH4+
|
+
|
HOH
|
|
NH3
|
·
H2O
|
+Н+
|
2
|
CuSO4
|
+
|
2
|
H2O
|
|
(CuOH)2SO4
|
+H2SO4
|
|
Cu2+
|
+
|
HOH
|
|
|
CuOH+
|
+ H+
|
Если
в концентрированный раствор сильно гидролизующийся по катиону соли внести
магний или цинк, то будет выделяться газ – водород.
2
|
ALCL3
|
+
|
2
|
H2O
|
+
|
Zn
|
|
2
|
ALOH CL2
|
+
|
ZnCL2
|
+
|
H2
|
4. Гидролиз солей, образованных
слабыми кислотами и слабыми основаниями.
Соли, образованные катионами
малорастворимых основных или амфотерных гидроксидов и анионами слабых кислот
(сульфиды и ортофосфаты), малорастворимы в воде и не гидролизуются.
·
Растворимые
соли – некоторые фториды, ацетаты и другие гидролизуются по катиону и аниону.
·
Среда
раствора определяется тем ионом соли, у которого степень гидролиза выше (в
большинстве случаев выше степень гидролиза катионов и среда раствора
слабокислотная)
|
CuF2
|
+
|
H2O
|
|
CuOHF
|
+ HF
|
|
|
Cu2+
|
+
|
F-
|
|
CuOH
|
+ HF
|
|
|
CH3COONH4
|
+
|
H2O
|
|
CH3COOH
|
+
|
NH3
|
·
H2O
|
|
CH3COO-
|
|
NH4+
|
|
CH3COOH
|
+
|
|
·
H2O
|
Cоли, которые разлагаются водой (AL2S3, Cr2S3,BeS, (CH3COO)3Cr) гидролизуются необратимо
AL2S3
|
+
|
6
|
H2O
|
=
|
AL(OH)3
|
+
|
Н2S
|
(CH3COO)3Cr
|
+
|
2
|
H2O
|
=
|
Cr (CH3COO)(ОН)2
|
+
|
CH3COOH
|
Некоторые нерастворимые карбонаты (MgCO3, ZnCO3, FeCO3, CuCO3 ) в воде гидролизуются с
образованием нерастворимых основных солей и углекислого газа. Подобные соли
нельзя получить реакциями обмена.
2
|
FeSO4
|
+
|
2
|
H2O
|
+
|
2
|
Na2CO3
|
=
|
2
|
Na2SO4 +
Fe(OH)CO3 + CO2
|
2
|
Fe2+
|
+
|
H2O
|
+
|
2
|
CO32-
|
=
|
Fe(OH)CO3 + CO2
|
|
|
2
|
CrCL3
|
+
|
6
|
H2O
|
+
|
3
|
Na2S
|
=
|
6
|
NaCl + 2 Cr(ОН)3
|
+ H2S
|
|
2
|
Cr3+
|
+
|
6
|
H2O
|
+
|
3
|
S2-
|
=
|
2 Cr(ОН)3 + 3H2S
|
|
|
|
|
Al2(SO4)3
|
+
|
6
|
H2O
|
+
|
3
|
K2S
|
=
|
3 K2SO4 + 2
Al(OH)3
|
+
|
H2S
|
|
2
|
Al3+
|
+
|
6
|
H2O
|
+
|
3
|
S2-
|
=
|
2 Al(OH)3
|
+ H2S
|
|
|
CrCL3
|
+
|
2
|
H2O
|
+
|
3
|
CH3COONa
|
=
|
3 NaCl + Cr (CH3COO)(ОН)2 + 2 CH3COOH
|
|
Cr3+
|
+
|
2
|
H2O
|
+
|
3
|
CH3COO-
|
=
|
|
Cr (CH3COO)(ОН)2
|
+
|
2 CH3COOH
|
Особенности гидролиза кислых
солей
Кислые соли в большинстве растворимы
в воде. Если соль образована сильным основанием и сильной кислотой- она не
подвергается гидролизу, но среда такого раствора кислотная из-за процесса
диссоциации (т.к. они диссоциируют полностью)
КНSО4 = К+ +Н+
+ SО42-
КНСr2О7 = К+ +Н+
+ Сr2О7 2- среда
кислотная
Если соль образована сильным
основанием и слабой кислотой, то характер среды зависит от поведения
гидроанионов в воде.
Поведение гидроаниона в
воде двойственно – либо неполная диссоциация по типу слабой кислоты:
Н2РО4
- Н+ + НРО42 - (α1)
НСО3 -
Н+ + СО3 2- (α1)
либо взаимодействие с водой
(обратимый гидролиз)
Н2РО4 -
+ H2O Н3РО4 +
OH- (α2)
НСО3 -
+ H2O Н2СО3
+ OH- (α2)
При α1 > α2 преобладает
диссоциация и раствор будет кислым, а при α1 < α2 преобладает
гидролиз и раствор соли будет щелочным. Так кислыми будут растворы солей с
анионами НSО3 -, НSeО3 - , Н2РО4
- , Н2АSО4
-. Растворы солей с другими анионами (их большинство) будут щелочными.
Шпаргалка по гидролизу
о
с
н
о
в
а
н
и
я
|
|
кислоты
|
сильные
|
слабые
|
HCL,HBr,HI,HSCN,HNO3,H2SO4,HCLO3,
HCLO4, H2CrO4, H2Cr2O7,HMnO4
|
HF,H2S,HNO2,H2SO3,H2CO3,H3PO4,H2SiO3,
H4P2O7, HCLO, HCLO2, HCN, органические
кислоты, спирты, фенол
|
сильные
гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов
|
·
Тип гидролиза
(определяется по слабому иону)- не подвергаются гидролизу
·
Характер среды
(определяется по сильному иону)- нейтральный
·
рН =7
лакмус –фиолетовый, метилоранж-
оранжевый, фенолфталеин – бесцветный
|
·
Тип гидролиза
(определяется по слабому иону)- по аниону
·
Характер среды
(определяется по сильному иону)- щелочной
·
рН ≥7
лакмус –фиолетовый, метилоранж- оранжевый,
фенолфталеин – бесцветный
|
слабые нерастворимые основные и амфотерные
гидроксиды, гидрат аммиака, амины
|
·
Тип гидролиза
(определяется по слабому иону)- по катиону
·
Характер среды
(определяется по сильному иону)- кислотный
·
рН ≤7
лакмус –фиолетовый, метилоранж-оранжевый,
фенолфталеин – бесцветный
|
·
Тип гидролиза
(определяется по слабому иону)- по катиону и аниону
·
Характер среды определяется
тем ионом соли, у которого степень гидролиза выше
·
рН зависит от характера
среды
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.