Значения рН растворов гидролизующихся солей

Растворы гидролизующихся солей находят применение в медицинской практике. Так, при попадании на кожу растворов кислот пораженные участки обрабатывают сначала водой, а затем раствором карбоната натрия Na₂CO₃. Такой способ позволяет нейтрализовать остатки кислоты, так как водный раствор Na₂CO₃ имеет щелочную реакцию. Однако растворы Na₂CO₃ вряд ли следует применять для снижения повышенной кислотности желудочного сока ввиду достаточно высокой щелочности. Для этих целей применяют растворы гидрокарбоната натрия NaHCO₃, которые характеризуются более низким значением pH. В этой связи, для точного использования препарата, действие которого основано на гидролизе, врачу необходимо уметь оценивать величины pH растворов гидролизующихся солей.

1. В растворах солей типа NH₄Cl:

,

(8)

или

.

(8´)

где , pC, - отрицательные десятичные логарифмы соответствующих величин.

Так как при t⁰ = 20-25⁰C = 14, то , следовательно:

(8´´)

2. В растворах солей типа CH₃COONa:

(9)

или

(9´)

3. В растворах солей типа NH₄CN:

(10)

или

(10´)

В случае равенства = дробная часть формулы обратится в ноль и рН = 7.

Если соль гидролизуется в несколько ступеней, то можно считать, что значение рН раствора этой соли будет определяться только первой ступенью гидролиза.

Эталоны решения задач

1. Вычислить константу и степень гидролиза соли NH₄Cl в растворе с С(NH₄Cl) = 0,1 моль/л, если (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5.

Решение.

слабое основание

сильная кислота

NH₄Cl + H-OH ⇄ NH₃∙H₂O + HCl

2. Вычислить константу и степень гидролиза Na₂CO₃ по первой ступени в растворе с С(Na₂CO₃) = 0,01 моль/л, если для H₂CO₃ = 4×10^-7; = 5×10^-11.

Решение.

Гидролиз Na₂CO₃ протекает ступенчато:

Na₂CO₃ + H-OH ⇄ NaHCO₃ + NaОН (1 ступень)

В сокращенном виде уравнение выглядит так:

сильное основание

слабая кислота

CO₃^2- + H-OH ⇄ HCO₃^- + ОН^-

 

NaHCO₃ + H-OH ⇄ H₂CO₃ + NaОН (2 ступень)

сильное основание

слабая кислота

HCO₃^- + H-OH ⇄ H₂CO₃ + ОН^-

 

Гидролиз Na₂CO₃ по первой ступени приводит к образованию гидрокарбонат-иона HCO₃^-, который является слабым электролитом:

HCO₃^- ⇄ H⁺ + СО₃^2-

Данное уравнение соответствует диссоциации H₂CO₃ по второй ступени и характеризуется константой (H₂CO₃) = 5×10^-11.

Поэтому:

3. Сравнить степень гидролиза NaNO₂ в растворах соли с концентрациями 0,1 и 0,001 моль/л, если (HNO₂) = 4×10^-4.

Решение.

Введем обозначения: С₁ = 0,1 моль/л; С₂ = 0,001 моль/л.

Тогда: ; .

Разделим одно выражение на другое и получим:

4. Рассчитать рН раствора соли NaCN с C(NaCN) = 0,01 моль/л, если (HCN) = 8×10^–10. Указать характер среды.

Решение.

сильное основание

слабая кислота

NaCN + H-OH ⇄ HCN + NaOH

 

1 способ:

pH > 7 среда щелочная.

2 способ:

5. Рассчитать рН раствора соли NH₄CN с молярной концентрацией 0,002 моль/л, если (HCN) = 8×10^–10, (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^–5. Указать характер среды.

Решение.

слабое основание

слабая кислота

NH₄CN + H-OH ⇄ HCN + NH₃×H₂O

 

pH > 7 среда слабощелочная.

6. Найти разность значений рН растворов Na₂S и NaHS с одинако-выми концентрациями солей, если (Н₂S) = 7, (Н₂S) = 13.

Решение.

Вычтем из первого уравнения второе и получим:

Вопросы для самоконтроля

1. Какой процесс называется гидролизом соли?

2. Какова причина изменения рН раствора за счет гидролиза?

2. Какие типы солей подвергаются гидролизу в растворе? Приведите примеры.

3. Почему соли типа NaCl, KI, СаС1₂ не подвергаются гидролизу?

4. В каких случаях при гидролизе солей образуются кислые (основные) соли? Приведите примеры.

5. В каких случаях происходит необратимый гидролиз соли? Приведите примеры.

6. Какие продукты образуются при взаимодействии хлорида хрома (III) и сульфида аммония (NH₄)₂S в водном растворе?

7. Что называется константой гидролиза? От каких факторов зависит и от каких не зависит константа гидролиза?

8. Что называется степенью гидролиза? Как она связана с константой гидролиза различных типов солей?

9. Какие факторы влияют на величину степени гидролиза соли?

10. Почему степень гидролиза увеличивается при повышении температуры?

11. Для, каких солей разбавление раствора практически не влияет на степень гидролиза?

12. Каким способом можно гидролизовать FeCl₃ до образования Fe(OH)₃?

13. При гидролизе каких солей рН раствора близок к 7?

14. Почему раствор NaHCO₃ имеет слабощелочную реакцию, а раствор NaHSO₃ - слабокислую? (H₂CO₃) = 4×10^-7, (H₂SO₃) = 1,7×10^-2.

15. Необходимо приготовить раствор соли FeSO₄, при гидролизе которой образуется малорастворимое соединение (раствор мутнеет). В какой среде (кислой или щелочной) следует готовить раствор, чтобы избежать его помутнения? Почему?

Варианты задач для самостоятельного решения

Вариант №1

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Na₂SO₄, FeCl₂, Na₂S.

2. Рассчитать константу и степень гидролиза NH₄NO₃ в растворе с С(NH₄NO₃) = 0,001 моль/л, если (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5.

3. Вычислить значение pH раствора СН₃СООК с C(СН₃СООК) = 0,005 моль/л, если (СН₃СООН) = 1,8×10^-5.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза Na₂CO₃ по второй ступени в растворе с С(Na₂CO₃) = 0,1 моль/л, если для H₂CO₃ = 4×10^-7; = 5×10^-11.

Вариант №2

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: MnSO₄, KI, Na₂SiO₃.

2. Рассчитать константу и степень гидролиза NaCN в растворе с С(NaCN) = 0,01 моль/л, если (HCN) = 8×10^-10.

3. Вычислить значение рН раствора NaNO₂ с C(NaNO₂) = 0,01 моль/л, если (HNO₂) = 4×10^-4.

4. Сравнить величины констант гидролиза Pb(NO₃)₂ по первой и по второй ступени, если для Pb(OH)₂ = 9,6×10^-4; = 3×10^-8.

Вариант №3

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Ca(NO₃)₂, Na₂SO₃, Cu(NO₃)₂.

2. Вычислить константу и степень гидролиза КClO в растворе с C(КClO) = 0,1 моль/л, если (НClO) = 5,6×10^-8.

3. Вычислить значение рН раствора соли KCN с C(KCN) = 0,05 моль/л, если (HCN) = 8×10^-10.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза Na₃PO₄ по первой ступени в растворе с С(Na₃PO₄) = 0,1 моль/л, если для H₃PO₄ = 7,6×10^-3; = 5,9×10^-8, = 3,3×10^-13.

Вариант №4

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: K₃PO₄, CaCl₂, ZnCl₂.

2. Сравнить степень гидролиза NaCN в растворах с молярной концентрацией эквивалента соли 0,1 и 0,001 моль/л если (HCN) = 8×10^-10.

3. Вычислить значение рН раствора NH₄NO₃ с C(NH₄NO₃) = 0,1 моль/л, если (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5.

4. Рассчитать степень гидролиза KHCO₃ в растворе с С(KHCO₃) = 0,05 моль/л, если для H₂CO₃ = 4×10^-7; = 5×10^-11.

Вариант №5

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: CuSO₄, Li₂S, NaBr.

2. Рассчитать константу и степень гидролиза NaNO₂ в растворе с С(NaNO₂) = 0,01 моль/л, если (HNO₂) = 4×10^-4.

3. Вычислить значение рН раствора NH₄I с концентрацией соли 0,02 моль/л, если (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5.

4. Сравнить величины констант гидролиза Na₂SiO₃ по первой и по второй ступени, если для H₂SiO₃ = 1,3×10^-10; = 2×10^-12.

Вариант №6

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: SrCl₂, Fe(NO₃)₃, K₂S.

2. Сравнить величины степени гидролиза NaF в растворах с молярной концентрацией эквивалента соли 0,2 и 0,002 моль/л. (HF) = 6,6×10^-4.

3. Вычислить значение pH раствора НСООNa с молярной концентрацией соли 0,05 моль/л, если (НСООН) = 2,2×10^-4.

4. Рассчитать степень гидролиза NaHS в растворе с С(NaHS) = 0,05 моль/л, если для H₂S = 1×10^-7; = 1×10^-13.

Вариант №7

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: NaNO₃, ZnSO₄, Ca(OCl)₂.

2. Рассчитать константу гидролиза и степень гидролиза NH₄NO₂ в растворе с С(NH₄NO₂) = 0,05 моль/л, если (HNO₂) = 4×10^-4, (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5.

3. Вычислить значение рН раствора C₆H₅COONa с концентрацией соли 0,01 моль/л, если (C₆H₅COOH) = 6,3×10^-5.

4. Рассчитать степень гидролиза Na₃PO₄ по второй ступени в растворе с С(Na₃PO₄) = 0,01 моль/л, если для H₃PO₄ = 7,6×10^-3; = 5,9×10^-8, = 3,3×10^-13.

Вариант №8

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Pb(NO₃)₂, CaS, KC1.

2. Сравнить величины констант и степеней гидролиза солей NaF и NaCN в растворах с одинаковыми концентрациями, если (HF) = 6,6×10^-4; (HCN) = 8×10^-10.

3. Вычислить значение рН раствора CH₃COONH₄ с молярной концентрацией соли 0,05 моль/л, если (CH₃COOH) = 1,8×10^-5; (NH₃×H₂O) = 1,8×10^-5.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза Na₂C₂O₄ по первой ступени в растворе с концентрацией соли 0,05 моль/л, если для Н₂C₂O₄ = 5,9×10^-2, = 6,4×10^-5.

 

Вариант №9

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Ba(NO₃)₂, NiCl₂, K₂SO₃.

2. Pассчитать константу гидролиза и степень гидролиза CH₃COONH₄ в растворе с С(CH₃COONH₄) = 0,002 моль/л, если (CH₃COOH) = 1,8×10^-5; (NH₃×H₂O) = 1,8×10^-5.

3. Вычислить значение рН раствора соли KF с концентрацией 0,001 моль/л, если (HF) = 6,6×10^-4.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза тартрата натрия по первой ступени в растворе с концентрацией соли 0,05 моль/л, если винная кислота является двухосновной и имеет = 9,1×10^-4, = 4,3×10^-5.

Вариант №10

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: CoSO₄, Na₂C₂O₄, Sr(NO₃)₂.

2. Сравнить величины констант и степеней гидролиза NH₄F в растворах с концентрациями 0,02 моль/л и 0,002 моль/л, если (HF) = 6,6×10^-4, (NH₃×H₂O) = 1,8×10^-5.

3. Вычислить значение рН раствора NH₄CN с концентрацией 0,01 моль/л, если (HCN) = 8×10^-10, (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5.

4. Сравнить величины констант гидролиза Na₂S по первой и по второй ступени, если (H₂S) = 1×10^-7; (H₂S) = 1×10^-13.

Вариант №11

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: BaS, K₂SO₄, CrCl₃.

2. Вычислить константу и степень гидролиза HCOONa в растворе с молярной концентрацией соли 0,001 моль/л, если (HCOOH) = 2,2×10^-4.

3. Вычислить значение рН раствора NH₄F с концентрацией 0,02 моль/л, если (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5, (HF) = 6,6×10^-4.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза сукцината натрия по первой ступени в растворе с концентрацией соли 0,05 моль/л, если янтарная кислота является двухосновной и имеет = 1,6×10^-5, = 2,3×10^-6.

Вариант №12

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Ni(NO₃)₂, K₂CO₃, ВаС1₂.

2. Сравнить величины констант и степеней гидролиза NH₄NO₃ в растворах с концентрациями соли 0,02 и 0,002 моль/л, если (NH₃×H₂O) = 1,8×10^-5.

3. Вычислить значение рН раствора KClO с концентрацией соли 0,04 моль/л, если (HClO) = 5,6×10^-8.

4. Рассчитать степень гидролиза Na₃PO₄ по третьей ступени в растворе с С(Na₃PO₄) = 0,001 моль/л, если для H₃PO₄ = 7,6×10^-3; = 5,9×10^-8, = 3,3×10^-13.

Вариант №13

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: NaI, K₂SiO₃, Fe₂(SO₄)₃.

2. Вычислить константу и степень гидролиза C₂H₅COONa в растворе с С(C₂H₅COONa) = 0,l моль/л, если (C₂H₅COOH) = 1,3×10^-5.

3. Вычислить значение рН раствора NaHCO₃ с концентрацией 0,1 моль/л, если (Н₂СО₃) = 4×10^-7, (H₂CO₃) = 5×10^-11.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза о-фталата натрия по первой ступени в растворе с концентрацией соли 0,05 моль/л, если о-фталевая кислота является двухосновной и имеет = 10^-3, = 6×10^-6.

Вариант №14

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Na₂HPO₄, KNO₃, Bi(NO₃)₃.

2. Вычислить степень гидролиза NH₄F в растворе с С(NH₄F) = 0,02 моль/л, если (HF) = 6,6×10^-4, (NH₃×H₂O) = 1,8×10^-5.

3. Рассчитать значение рН раствора Na₂C₂O₄ с С(Na₂C₂O₄) = 0,01 моль/л, если (Н₂C₂O₄) = 5,9×10^-2, (Н₂C₂O₄) = 6,4×10^-5.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза гидросукцината натрия в растворе с концентрацией соли 0,05 моль/л, если янтарная кислота является двухосновной и имеет = 1,6×10^-5, = 2,3×10^-6.

Вариант №15

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: NaClO₄, Na₂SeO₃, FeCl₃.

2. Вычислить константу и степень гидролиза лактата натрия в растворе с С(CH₃CH(OH)COONa) = 0,02 моль/л, если (CH₃CH(OH)COOH) = 1,4×10^-4.

3. Вычислить значение рН раствора Na₂CO₃ с концентрацией 0,1 моль/л, если (Н₂СО₃) = 4×10^-7, (Н₂СО₃) = 4,7×10^-11.

4. Сравнить величины констант гидролиза ZnCl₂ по первой и по второй ступени, если для Zn(OH)₂ = 4×10^-5; = 1,5×10^-9.

Вариант №16

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: NiSO₄, Li₂SO₃, LiCl.

2. Сравнить величины констант и степеней гидролиза солей KNO₂ и KCN в растворах с одинаковыми концентрациями, если (HCN) = 8×10^-10, (HNO₂) = 4×10^-4.

3. Вычислить значение рН раствора NH₄NO₂ с концентрацией соли 0,05 моль/л, если (HNO₂) = 4×10^-4, (NH₃×H₂O) = 1,8×10^-5.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза селенита натрия по первой ступени в растворе с C(Na₂SeO₃) = 0,02 моль/л, если для H₂SeO₃ = 3,5×10^-3, = 5×10^-8.

Вариант №17

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Na₂Te, MnCl₂, KBr.

2. Рассчитать константу и степень гидролиза C₆H₅COONa в растворе с С(C₆H₅COONa) = 0,002 моль/л, если (C₆H₅COOH) = 6,3×10^-5.

3. Вычислить значение рН раствора KBrO с концентрацией соли 0,05 моль/л, если (HBrO) = 2×10^-8.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза селенида натрия в растворе с C(Na₂Se) = 0,02 моль/л, если для H₂Se = 1,4×10^-4, = 5×10^-11.

Вариант №18

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Ca(CH₃COO)₂, Sb(NO₃)₃, BaBr₂.

2. Вычислить константу и степень гидролиза NH₄Br в растворе с С(NH₄Br) = 0,05 моль/л, если (NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5.

3. Сравнить значения рН растворов KF и KCN с одинаковыми концентрациями, если (HF) = 6,6×10^-4, (HCN) = 8×10^-10.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза цитрата натрия по первой ступени в растворе с концентрацией соли 0,02 моль/л, если лимонная кислота является трехосновной и имеет = 1,2×10^-3, = 7,3×10^-5, = 1,6×10^-6.

 

Вариант №19

1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: Na₂Se, Sn(NO₃)₂, Li₂SO₄.

2. Вычислить степень гидролиза NH₄CN в растворе с C(NH₄CN) = 0,02 моль/л, если (HCN) = 8×10^-10, (NH₃×H₂O) = 1,8×10^-5.

3. Вычислить значение рН раствора Na₃PO₄ с концентрацией соли 0,01 моль/л, если для H₃PO₄ = 7,6×10^-3; = 5,9×10^-8, = 3,3×10^-13.

4. Рассчитать константу и степень гидролиза цитрата натрия по второй ступени в растворе с концентрацией соли 0,002 моль/л, если лимонная кислота является трехосновной и имеет = 1,2×10^-3, = 7,3×10^-5, = 1,6×10^-6.

Вариант №20

1. 1. Написать уравнения гидролиза (в молекулярном и ионном виде) и определить реакцию среды водных растворов перечисленных солей: K₂C₂O₄, Al₂(SO₄)₃, LiNO₃.

2. Сравнить величины констант и степеней гидролиза солей KF и CH₃COOK в растворах с одинаковыми концентрациями, если (HF) = 6,6×10^-4, (CH₃COOH) = 1,8×10^-5.

3. Вычислить значение рН раствора Na₂HPO₄ с концентрацией соли 0,01 моль/л, если для H₃PO₄ = 7,6×10^-3; = 5,9×10^-8, = 3,3×10^-13.

4. Сравнить величины констант гидролиза адипината натрия по первой и по второй ступени, если адипиновая кислота является двухосновной и имеет = 3,9×10^-5; = 3,9×10^-6.

 

БЛОК ИНФОРМАЦИИ