Растворы электролитов. Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ

Напишите уравнения диссоциации на ионы следующих веществ: KHSO₃; HMnO₄; Cr₂(SO₄)₃; КН₂РО₄; А1(ОН)₂С1; Ва(ОН)₂; Zn(OH)₂.

4 Напишите выражение константы диссоциации сероводородной кислоты по первой и второй ступеням.

5 Что нужно сделать, чтобы понизить степень диссоциации сероводородной кислоты? Изменится ли при этом константа диссоциации?

6 На основании сравнения констант диссоциации определите, какая кислота сильнее − сероводородная или угольная, синильная или уксусная?

7 Напишите следующие реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном видах:

a) ZnS + HCI →

б) Li₂CO₃ + HNO₃ →

в) Cr(OH)₃ + NaOH →

г) Сr(ОН)₃ + H₂SO₄ →

д) Na₂CO₃ + ZnCI₂ →

8 Как доказать, что гидроксид олова (II) обладает амфотерными свойствами, а гидроксид магния − нет?

Лабораторная работа № 2

Гидролиз солей

Краткие сведения из теории

Обменная реакция между водой и химическим соединением называется его гидролизом. В результате протекания процесса гидролиза соли в растворе появляется некоторое избыточное количество ионов  или , сообщающее раствору кислотные или основные свойства. Таким образом, процесс гидролиза соли обратен процессу нейтрализации, т. е. процессу взаимодействия кислот с основаниями.

Гидролиз солей можно упрощенно представить следующими схемами:

где  – катион,  – анион.

Гидролиз приводит к образованию малодиссоциирующих кислот, оснований, кислых или основных солей. Тип реакции гидролиза зависит, прежде всего, от химической природы катионов и анионов, образующих соли, и их поляризующего действия на молекулы воды, зависящего от заряда и радиуса ионов. Чем больше заряд и меньше радиус ионов соли, тем сильнее их электростатическое и поляризационное взаимодействие с водой, слабее диссоциация образующихся частиц ⁾ и  и в большей степени происходит гидролиз.

Влияние на молекулы воды невелико у катионов щелочных и щелочноземельных металлов, однозарядных анионов, например , , , у некоторых двухзарядных, например , т.е. соли, образованные анионом сильной кислоты и катионом сильного основания, гидролизу не подвергаются, например KCl, NaNO₃.

Гидролизу подвергается не вся соль в растворе. Отношение числа гидролизованных молекул соли к общему числу растворенных молекул называется  степенью гидролиза h:

где  – концентрация гидролизованной части соли;

 – общая концентрация растворенной соли.

Процесс гидролиза является обратимым. В растворе соли, подвергшейся гидролизу, устанавливается равновесие между солью и продуктами гидролиза:

Этому равновесию соответствует константа

Так как концентрация воды в разбавленных растворах солей является практически постоянной величиной, то , где величина  называется  константой  гидролиза  соли:

Значение  определяет способность данной соли подвергаться гидролизу: чем больше , тем больше степень гидролиза соли.

В величине  проявляется природа соли: чем слабее кислота (основание), тем больше степень гидролиза ее соли, так как константа гидролиза соли  связана с константой диссоциации кислоты  (константой диссоциации основания ) зависимостью

На состояние равновесия между солью и продуктами гидролиза  влияет концентрация каждого из участвующих в реакции веществ и температура. При уменьшении концентрации соли путем разбавления раствора увеличивается относительная концентрация молекул воды, и по принципу Ле Шателье равновесие реакции гидролиза смещается в сторону образования продуктов гидролиза, т. е. степень гидролиза соли увеличивается.

Реакция гидролиза протекает с поглощением теплоты (эндотермическая реакция). Поэтому при повышении температуры по принципу Ле Шателье равновесие реакции гидролиза также смещается в сторону образования продуктов гидролиза, т. е. степень гидролиза соли увеличивается.

Итак, для уменьшения степени гидролиза растворы солей следует хранить концентрированными и при низких температурах.

Возможны следующие случаи гидролиза солей: гидролиз по аниону, по катиону и аниону одновременно.

Гидролиз по аниону. Ему подвергаются соли, образованные катионом сильного основания и анионом слабой кислоты (K₂CO₃, Na₂S, Na₂SO₃, K₃PO₄ и др.). При гидролизе создается щелочная среда (рН > 7). Например:

 реакция не идет;

Молекулярное уравнение гидролиза –

Как видно, гидролизу подвергается анион слабой кислоты , входящий в состав соли, и реакция сопровождается образованием малодиссоциированных молекул уксусной кислоты CH₃COOH и ионов