Отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов принято называть водородным показателем рН

рН = –lg [H⁺].

Тогда рН различных растворов будут иметь следующие значения :

кислый pH < 7;

нейтральный pH = 7;

щелочной pH > 7.

Гидролиз

Гидролиз солей — это взаимодействие вещества с водой, при котором составные части вещества соединяются с составными частями воды.

Различают несколько случаев гидролиза

1. Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой одноосновной кислотой, идет с образованием сильного основания и слабой кислоты. (гидролиз по аниону)

NaCH₃COO + H₂O NaOH + CH₃COOH

Na⁺ + CH₃COO^- + H₂O Na⁺ + OH^- + CH₃COOH

CH₃COO^- + H₂O OH^- + CH₃COOH рН > 7

Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой многоосновной кислотой, протекает ступенчато:

1 ступень:

Na₂CO₃ + H₂O NaHCO₃ + NaOH

2Na⁺ + CO₃^2- + H₂O Na⁺ + HCO₃^- + Na⁺ + OH^-

CO₃^2- + H₂O HCO₃^- + OH^- pH > 7

2 ступень:

NaHCO₃ + H₂O NaOH + H₂CO₃

HCO₃^- + H₂O OH^- + H₂CO₃ pH > 7

2. Гидролиз соли слабого основания и сильной кислоты, идет с образованием основной соли и кислоты (гидролиз по катиону):

ZnCl₂ + H₂O ZnOHCl + HCl

Zn²⁺ + 2Cl^- + H₂O (ZnOH)⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^-

Zn²⁺ + H₂O (ZnOH)⁺ + H⁺ pH < 7

3. Гидролиз соли слабого основания и слабой одноосновной кислоты, идет с образованием слабого основания и слабой кислоты (гидролиз по катиону и аниону).

CH₃COONH₄ + H₂O CH₃COOH + NH₄OH

CH₃COO^- + NH₄⁺ NH₄OH + CH₃COOH

Уксусная кислота и гидроксид аммония — малодиссоциирующие вещества, однако незначительно они диссоциируют. В зависимости от степени диссоциации и определяют рН. В данном случае степени диссоциации для СН₃СООН и NH₄OH равны (a= 1,3 %).

Следовательно, рН = 7.

 

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой одноосновной кислотой, идет ступенчато и продуктами являются основные соли и кислота:

Al(CH₃COO)₃ + H₂O AlOH(CH₃COO)₂ + CH₃COOH

Al³⁺ + H₂O (AlOH)²⁺ + CH₃COOH

AlOH(CH₃COO)₂ + H₂O Al(OH)₂CH₃COO + CH₃COOH

(AlOH)²⁺ + H₂O Al(OH)⁺ + CH₃COOH

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой летучей многоосновной кислотой, идет до конца (продукты гидролиза - слабое основание и слабая кислота).

Al₂S₃ + 6H₂O 2Al(OH)₃ ¯ + 3H₂S.

4. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются. Например,

NaCl + H₂O NaOH + HСl

Na⁺ + Cl^- + H₂O Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^-

H₂O H⁺ + OH^-.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ СРЕДЫ. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Цель работы: Исследование процесса гидролиза солей и установление

факторов, влияющих на гидролиз

Опыт 1. Определение рН раствора уксусной кислоты, аммиака, воды

Налейте в три пробирки растворы уксусной кислоты, аммиака и воду. В каждую пробирку добавьте 2-3 капли метилового оранжевого. Сравните окраску исследуемых растворов со шкалой индикаторной бумаги и, выбрав соответствующие значения рН, запишите в тетрадь.

Опыт 2. Реакции растворов различных солей

В четыре пробирки налейте по 2-3 мл следующих веществ: в первую — дистиллированной воды, во вторую — раствора Na₂CO₃ или K₂CO₃, в третью — раствора Al₂(SO₄)₃, в четвертую — раствора KNO₃. В каждую пробирку прилейте по несколько капель имеющегося в наличии индикатора. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

Опыт 3. Усиление гидролиза при разбавлении раствора

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора Bi(NO₃)₃ или SbCl₃, разбавьте водой до образования осадка. Осадок оставьте для последующего опыта 4. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза, зная, что в результате ступенчатого гидролиза в осадок выпала основная соль.

Опыт 4. Влияние увеличения концентрации водородных

ионов на равновесие гидролиза Bi(NO₃)₃ или SbCl₃

В пробирку с осадком оксосоли BiОNO₃ или SbОCl, оставшимся от предыдущего опыта, прибавьте несколько капель концентрированной азотной (для BiОNO₃) или хлороводородной (для SbОCl) кислоты. Наблюдайте исчезновение осадка. Напишите уравнение реакции. Дайте объяснение.

Опыт 5. Влияние температуры на гидролиз ацетата натрия

К 2-4 мл раствора уксуснокислого (ацетата) натрия NaCH₃COO прибавьте 1-2 капли фенолфталеина и нагрейте до кипения. Обратите внимание на появление розовой окраски, исчезающей при охлаждении раствора.

Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакции гидролиза ацетата натрия. Объясните наблюдаемые явления, имея в виду, что фенолфталеин служит индикатором на ионы ОН^-.

Опыт 6. Полный гидролиз

К 1-2 мл раствора Al₂(SO₄)₃ прилейте такой же объем раствора соды Na₂CO₃. Наблюдайте выделение углекислого газа СО₂ и образование осадка Al(OH)₃. Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнение происходящих реакций.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 5

Вариант 1

1. Определите рН 0,01 М раствора гидроксида бария.

2. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза раствора солей Pb(NO₃)₂.

Вариант 2

1. Определите рН и рОН 0,1-молярного раствора едкого натра.

2. Как влияет на гидролиз сульфида натрия добавление щелочи?

Вариант 3

1. Концентрация гидроксид-ионов в растворе равна 10^-10 моль/л. Чему равен рН этого раствора?

2. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза раствора соли KCN.

Вариант 4

1. Определите [H⁺] и [OH^-] в растворе, рН которого равен 7,0.

2. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соли: SrCl₂.

Вариант 5

1. Вычислите рН 0,2 н раствора NH₄Cl.

2. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соли KNO₂.

Вариант 6

1. Для реакции некоторой соли рН равно 4. Определите концентрацию ионов водорода и гидроксида в этом растворе.

2. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соли NH₄NO₃. Как влияет на гидролиз добавление СН₃СООН?

Вариант 7

1. Вычислите рН 3,5 % (по массе) раствора HСl (r = 1,01 г/мл).

2. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза CrCl₃. Укажите значение рН раствора этой соли.

Вариант 8

1. Закончите уравнения следующих реакций с учетом возможности необратимого гидролиза взятых солей:

Al₂(SO₄)₃ + Na₂S =...; FeCl₃ + (NH₄)₂CO₃ =....

2. Вычислите значения рН растворов, в которых концентрация ОН^- ионов (моль/л) равна 8 • 10^-9, 3 • 10^-6. Какова реакция среды этих растворов?