Гідроліз солей. Водневий показник

Теоретична частина

Гідроліз солі – хімічна взаємодія іонів розчинної солі з водою з утворенням слабкого електроліту. Це призводить до накопичення іонів Н⁺ або ОН^–і, відповідно, до зміни реакції середовища розчину солі. Гідролізу підлягають солі, утворені за участю слабких кислот або слабких основ. Солі, які є похідними сильних кислот і сильних основ, не гідролізують, оскільки їхні іони не зв’язують іони води (Н⁺ або ОН^–) в слабкий електроліт, а отже, не зміщують її іонну рівновагу. Солі, до складу яких входять багатозарядні іони, гідролізують ступінчасто (за стадіями). При цьому гідроліз солі переважно відбувається за першим ступенем.

Розрізняють три основних типи гідролізу солей:

1. За катіоном – він характерний для солей, утворених катіоном слабкої основи і аніоном сильної кислоти. Наприклад:

Al₂(SO₄)₃ + 2HOH 2AlOHSO₄ + H₂SO₄ (I);

2Al³⁺ + 3SO + 2HOH 2AlOH²⁺ + 2SO + 2H⁺ + SO ;

2Al³⁺ + 2HOH 2AlOH²⁺ + 2H^+;

Al³⁺ + HOH AlOH²⁺ + H⁺, рН < 7.

2AlOHSO₄ + 2HOH [Al(OH)₂]₂SO₄ + H₂SO₄ (II);

2AlOH²⁺ + 2SO + 2HOH 2[Al(OH)₂]⁺ + SO₄ + 2H⁺ + SO ;

2AlOH²⁺ + 2HOH 2[Al(OH)₂]⁺ + 2H⁺;

AlOH²⁺ + HOH [Al(OH)₂]⁺ + H⁺, рН < 7.

Третій ступінь гідролізу Al₂(SO₄)₃ практично не відбувається. Внаслідок накопичення іонів H⁺ процес зміщується в бік вихідних сполук.

2.За аніоном – він характерний для солей, утворених катіоном сильної основи і аніоном слабкої кислоти. Наприклад:

Na₃PO₄ + НОН Na₂НPO₄ + NaОН (перший ступінь);

3Na⁺ + PO + НОН 2Na⁺ + НPO + Na⁺ + ОН^–;

PO + НОН НPO + ОН^–, рН > 7.

Na₂НPO₄ + НОН NaН₂PO₄ + NaОН;

2Na⁺ + НPO + НОН Na⁺ + Н₂PO + Na⁺ + ОН^–;

НPO + НОН Н₂PO + ОН^–, рН > 7.

Третій ступінь гідролізу з утворенням ортофосфатної кислоти Н₃PO₄ практично не відбувається.

3.Гідроліз солі за катіоном і аніоном – він характерний для солей, утворених катіоном слабкої основи і аніоном слабкої кислоти. Наприклад:

NH₄СN + HOH NH₄OH + HCN;

NH₄⁺ + CN^- + HOH NH₄OH + HCN.

Скорочене іонне рівняння в цьому випадку не записують.

Гідроліз солей, утворених багатозарядними катіоном або аніоном, відбувається ступінчасто (переважно за першим ступенем).

Багато солей цього типу гідролізують необоротно. Прикладом солей, які зазнають повногогідролізу, є солі слабких основ і дуже слабких, нестій-ких або летких кислот: Cr₂S₃, Al₂S₃, Fe₂(CO₃)₃, Al₂(CO₃)₃, CuSiO₃, Ag₂SiO₃, Fe₂(SO₃)₃, SnCO₃, інші. Їх гідроліз супроводжується повним розкладанням солі з виділенням вільних кислот і гідроксидів.

Рівняння реакцій повного гідролізу солей записують лише у молекулярному вигляді:

Al₂S₃ + 6HOH ® 2Al(OH)₃¯ + 3H₂S­.

Через повний гідроліз ці солі не можуть бути одержані з водних розчинів.

Реакцію середовища розчинів характеризують за допомогою величини водневого показника рН.

Водневий показник рН – це негативний десятковий логарифм концентрації іонів Гідрогену в розчині.

рН = – lg[H⁺]

Якщо рН = 7 – середовище нейтральне; рН < 7 – кисле; рН > 7 – лужне.

Експериментальна частина

Дослід 4.2.1. Вплив температури на гідроліз солей

Налити у дві пробірки по 5-6 крапель 2 н розчину CH₃COONa. У кожну пробірку додати 1 краплю розчину фенолфталеїну. Одну пробірку залишити для порівняння, а другу нагріти до кипіння. Що спостерігається? Охолодити пробірку до кімнатної температури, спостерігати зникнення забарвлення індикатора. Написати реакцію гідролізу натрій ацетату і пояснити явище, що спостерігається.

Дослід 4.2.2. Повний гідроліз

Налити у пробірку 2–3 мл розчину алюміній сульфату і додати такий самий об’єм розчину натрій карбонату. Спостерігати випадіння аморфного осаду та виділення бульбашок газу. Визначити рН розчину за допомогою універсального індикатору. Осад промити 2–3 рази гарячою водою і перевірити на розчинність у хлоридній кислоті (чи виділяється газ?) та у надлишку лугу. Записати рівняння реакцій.

Дослід 4.2.3. Визначення реакції середовища у розчинах солей

за допомогою універсального індикатору

Визначити середовище у розчинах солей (вказує викладач), дослідивши їх дію на універсальний індикатор шляхом нанесення краплі розчину на індикаторний папірець. Результати випробування занести в таблицю:

Формула солі	Колір рН-індикаторного папірця	рН
Na2CO3
ZnCl2
KCl
Al2(SO4)3

Записати рівняння реакцій гідролізу вказаних солей.