гидролиз солей
.pdfI.Влияние природы кислоты и основания, которые образовали данную соль, на процесс гидролиза
1. Гидролиз солей, образованных слабыми кислотами и сильными основаниями.
Опыт 1. В пробирку налейте примерно 1 мл раствора соли (или растворите несколько кристалликов соли в небольшом количестве воды), соответствующей вашему варианту. Добавьте в пробирку с раствором соли 1–2 капли фенолфталеина. Как изменилась окраска раствора? Сделайте вывод о характере среды в растворе соли. Напишите уравнения гидролиза соли в молекулярной и ионной формах.
2. Гидролиз солей, образованных слабыми основаниями и сильными кислотами.
Опыт 2. В пробирку налейте примерно 1 мл раствора соли (или растворите несколько кристалликов соли в небольшом количестве воды), соответствующей вашему варианту. С помощью индикатора (метиловый оранжевый или универсального индикатора) определите характер среды в растворе исследуемой соли. Напишите уравнения гидролиза соли в молекулярной и ионной формах.
3. Гидролиз солей, образованных слабыми основаниями и слабыми кислотами.
Опыт 3. В пробирку налейте примерно 1 мл раствора соли (или растворите несколько кристалликов соли в небольшом количестве воды), соответствующей вашему варианту. С помощью универсального индикатора определите характер среды в растворе соли. Как изменилась окраска универсальной бумаги? Напишите уравнения гидролиза соли в молекулярной и ионной формах.
4. Гидролиз солей, образованных сильными основаниями и сильными кислотами.
Опыт 4. В пробирку налейте примерно 1 мл раствора соли (или растворите несколько кристалликов соли в небольшом количестве воды), соответствующей вашему варианту. С помощью универсального индика-
51
тора определите характер среды в растворе соли. Как изменилась окраска универсальной бумаги? Напишите уравнения гидролиза соли в молекулярной и ионной формах, если он протекает.
II.Факторы, влияющие на степень гидролиза
1.Влияние природы (силы) кислоты и основания, образующих соль, на степень гидролиза соли.
Опыт 5. В две пробирки налейте примерно по 1 мл растворов указанных ниже солей (или растворите несколько кристалликов солей в небольшом количестве воды):
а) карбоната натрия Na2CO3 и сульфида натрия Na2S; б) карбоната натрия Na2CO3 и силиката натрия Na2SiO3;
в) карбоната натрия Na2CO3 и ацетата натрия CH3COONa; г) хлорида магния MgCl2 и хлорида алюминия А1С13.
Вслучаях «а, б и в» в каждую пробирку добавьте по 1 капле фенолфталеина. В растворе какой соли появилась более интенсивная окраска? Как это связано с концентрацией гидроксид-ионов или ионов водорода и степенью гидролиза соли? Вычислите степень гидролиза и рН в растворах солей. Напишите уравнения гидролиза соли в молекулярной и ионной формах.
Вслучае «г» с помощью универсального индикатора определите характер среды в растворах солей. Как изменилась окраска универсальной бумаги? Вычислите степень гидролиза и рН в растворах солей. Напишите уравнения гидролиза солей в молекулярной и ионной формах.
2. Влияние температуры на степень гидролиза.
Опыт 6. В две пробирки налейте примерно по 1 мл раствора соли: а) силиката натрия Na2SiO3;
б) карбоната натрия Na2CO3; в) ацетата натрия CH3COONa;
г) гидрокарбоната натрия NаНCO3;
52
д) хлорида железа(III) FeCl3;
е) сульфата алюминия Аl2(SO4)3.
В случае «а, б, в, г» в каждую пробирку добавьте по 1 капле фенолфталеина. В случае «г, е» с помощью универсального индикатора определите характер среды в растворах солей. Одну из пробирок нагрейте. Отметьте наблюдаемую окраску индикатора. Сравните интенсивность окраски в пробирках. Как изменилась окраска универсальной бумаги?
Объясните наблюдаемое различие в интенсивности окраски растворов и универсальной индикаторной бумаги. Как это связано с концентрацией гидроксид-ионов или ионов водорода и степенью гидролиза соли? Напишите уравнения гидролиза соли в молекулярной и ионной формах.
3. Взаимодействие двух солей, взаимно усиливающих гидролиз друг друга.
Опыт 7. В пробирку налейте примерно 1 мл раствора соли: а) сульфата алюминия Al2(SO4)3;
б) хлорида железа(III) FeCl3; в) сульфата хрома(III) Cr2(SO4)3.
В пробирку добавьте около 1 мл раствора соды (карбоната натрия). Что происходит? Почему образовался осадок? Какой газ при этом выделялся? Напишите уравнения совместного гидролиза солей в молекулярной и ионной формах.
Контрольные вопросы и задачи
1.Какой процесс называется гидролизом? Какие соли могут подвергаться гидролизу? Как протекает процесс гидролиза?
2.Что называется константой гидролиза и степенью гидролиза?
3.Какова взаимосвязь между степенью гидролиза соли и ее концентраци-
ей?
4.Какая из указанных ниже солей подвергается гидролизу: NaClО, Na2SiO3, AlCl3, Na2SO4, Аl2S3, ZnSO4?
53
5.Какую реакцию среды должны показывать водные растворы нитрата бария, нитрата аммония, цианида калия, сульфата алюминия?
6.Определите характер среды в растворах солей (рН < 7, рH > 7 или рН = 7) в растворах солей: NH4NO3, CH3COONa, Cr2(SO4)3, СаCl2, MgCl2.
7.Какая из двух приведенных солей: а) Na2CO3 и Na2SiO3; б) MgCl2 и А1С13; в) ZnCl2 и CdС12 будет подвергаться гидролизу в большей степени? Почему?
8.Усиление или подавление гидролиза цианида калия вызовет прибавление к раствору соли: а) кислоты, б) щелочи, в) хлорида аммония?
9.Усиление или подавление гидролиза хлорида олова(II) вызовет прибавление к раствору соли: а) кислоты, б) щелочи, в) хлорида аммония?
10.Вычислить константу гидролиза, степень гидролиза и рН в растворах солей: а) Na2CO3; б) NH4Cl; в) Na3PO4; г) FeCl3; д) Аl2(SO4)3.
11.При сливании растворов FeC13 и Na2CO3 выпадает осадок гидроксида железа(III) и выделяется газ. Почему? Составьте соответствующие уравнения реакций.
12.При смешивании растворов солей хлорида хрома(III) и карбоната на-
трия образуется осадок Cr(OH)3 и выделяется газ. Объясните причину этого явления и напишите соответствующее уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном видах.
13.Какие вещества называются индикаторами? Можно ли при помощи индикатора отличить друг от друга растворы солей:
a)NaClO4 и NaClO;
б) BaCl2 и ZnCl2;
в) K2CO3 и А12(SО4)3?
14. Зависит ли окраска индикатора от характера среды? Можно ли с помощью индикатора различить растворы солей:
a) Al2(SO4)3 иK2SO4; б) BaCl2 и BeCl2;
в) NaClO и NH4Cl
54
Приложение
Таблица 1.
Растворимость оснований и солей в воде
|
|
|
|
|
|
|
Анионы |
|
|
|
|
|
|
|
|
Катионы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ˉ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2- |
2- |
- |
3- |
2- |
2- |
COO |
|
|
|
- |
F |
Cl |
Br |
I |
S |
3 |
4 |
3 |
4 |
3 |
3 |
3 |
|
|
|
OH |
SO |
SO |
NO |
PO |
CO |
SiO |
CH |
|||||
|
|
|
|
|
- |
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
- |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H + |
|
|
P |
P |
P |
P |
P↑ |
P↑ |
P |
P |
P |
P↑ |
H |
P |
|
NH4+ |
P↑ |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
_ |
P |
||
Na+ , K+ |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
||
Mg 2+ |
M |
H |
P |
P |
P |
P |
H |
P |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Ca 2+ |
M |
H |
P |
P |
P |
M |
H |
M |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Ba 2+ |
P |
M |
P |
P |
P |
P |
H |
H |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Al |
3+ |
H |
M |
P |
P |
P |
_ |
_ |
P |
P |
H |
_ |
H |
P |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cr |
|
3+ |
H |
H |
P |
P |
P |
_ |
_ |
P |
P |
H |
_ |
H |
P |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Zn 2+ |
H |
M |
P |
P |
P |
H |
H |
P |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Mn 2+ |
H |
M |
P |
P |
P |
H |
H |
P |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Co2+ , Ni 2+ |
H |
P |
P |
P |
P |
H |
H |
P |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Fe 2+ |
H |
H |
P |
P |
P |
H |
H |
P |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Fe |
|
3+ |
H |
H |
P |
P |
P |
_ |
_ |
P |
P |
H |
H |
H |
P |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Cd 2+ |
H |
P |
P |
P |
P |
H |
H |
P |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Hg 2+ |
_ |
_ |
P |
M |
H |
H |
H |
P |
P |
H |
H |
_ |
P |
||
Cu 2+ |
H |
H |
P |
P |
P |
H |
H |
P |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Ag + |
_ |
P |
H |
H |
H |
H |
H |
M |
P |
H |
H |
H |
P |
||
Sn 2+ |
H |
P |
P |
P |
P |
H |
_ |
P |
_ |
H |
_ |
_ |
P |
||
Pb 2+ |
H |
H |
M |
M |
H |
H |
H |
H |
P |
H |
H |
H |
P |
Таблица 2.
Константы диссоциации некоторых слабых электролитов в водных растворах при 25 оС
Электролит |
Константы |
||
|
|
|
диссоциации |
Название |
|
Формула |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Кислоты |
|
|
|
|
|
|
Азотистая кислота |
|
HNO2 |
5,1·10-4 |
Алюминиевая |
|
HAlO2 |
6·10-13 |
Бензойная кислота |
|
С6Н5СООН |
6,3·10-5 |
Борная кислота |
|
H3BO3 |
K1 = 5,8·10-10 |
Тетраборная кислота |
|
H2B4O7 |
K1 = 1,8·10-4 |
|
|
|
K2 = 2,0·10-8 |
Бромноватистая кислота |
|
HBrO |
2,1·10-10 |
Йодноватистая кислота |
|
HIO |
2·10-11 |
Кремниевая кислота |
|
H2SiO3 |
K1 = 2,2·10-10 |
|
|
|
K2 = 1,6·10-12 |
Муравьиная кислота |
|
HCOOH |
1,8 10-4 |
Мышьяковая кислота |
|
H3AsO4 |
K1 = 5,7·10-3 |
|
|
|
K2 = 1,1·10-7 |
|
|
|
K3 = 3,2·10-12 |
Мышьяковистая кислота |
|
H3AsO3 |
K1 = 5,9·10-10 |
Пероксид водорода |
|
H2O2 |
2,0. 10-12 |
Селенистая кислота |
|
H2SeO3 |
K1 = 1,8·10-3 |
|
|
|
K2 = 3,2·10-9 |
Селеноводородная кислота |
|
H2Se |
K1 = 1,7·10-4 |
|
|
|
K2 = 1·10-11 |
Сернистая кислота |
|
H2SO3 |
K1 = 1,4·10-2 |
|
|
|
K1 = 6,2·10-8 |
Сероводородная кислота |
|
H2S |
K1 = 1,0·10-7 |
|
|
|
K2 = 2,5·10-13 |
Синильная кислота |
|
HCN |
5,0·10-10 |
Теллуристая кислота |
|
H2TeO3 |
K1 = 2,7·10-3 |
|
|
|
K1 = 1,8·10-8 |
Теллуроводородная кислота |
|
H2Te |
K1 =1·10-3 |
|
|
|
K2 =1·10-11 |
56
|
|
|
Окончание таблицы 2 |
|
|
|
|
|
|
Электролит |
Константы |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
диссоциации |
|
Название |
|
Формула |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Угольная кислота |
|
H2CO3 |
K1 = 4,5·10-7 |
|
|
|
|
K1 = 4,8·10-11 |
|
Уксусная кислота |
|
CH3COOH |
1,74·10-5 |
|
Хлоруксусная кислота |
|
CH2ClCOOH |
1,4·10-3 |
|
Хлорноватистая кислота |
|
HСlO |
5·10-8 |
|
Хлористая кислота |
|
HClO2 |
5·10-3 |
|
Фосфорная кислота |
|
H3PO4 |
K1 = 7,1·10-3 |
|
|
|
|
K2 = 6,2·10-8 |
|
|
|
|
K3 = 5,0·10-13 |
|
Фосфористая кислота |
|
H3PO3 |
K1 = 5·10-2 |
|
|
|
|
K2 = 2·10-5 |
|
Фтороводородная кислота |
|
HF |
6,6·10-4 |
|
Циановодородная кислота |
|
HCN |
7,9·10-10 |
|
Щавелевая кислота |
|
H2C2O4 |
K1 = 5,6·10-2 |
|
|
|
|
K2 = 5,4·10-5 |
|
|
Основания |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидроксид аммония |
|
NH4OH |
1,76·10-5 |
|
Гидроксид алюминия |
|
Al(OH)3 |
K3 = 1,38·10-9 |
|
Гидроксид железа(II) |
|
Fe(OH)2 |
K2 = 1,3·10-4 |
|
Гидроксид железа(III) |
|
Fe(OH)3 |
K2 = 1,82·10-11 |
|
|
|
|
K3 = 1,35·10-12 |
|
Гидроксид кадмия(II) |
|
Cd(OH)2 |
K2 = 5·10-3 |
|
Гидроксид никеля(II) |
|
Ni(OH)2 |
K2 = 2,5·10-5 |
|
Гидроксид меди(II) |
|
Cu(OH)2 |
K2 = 3,4·10-7 |
|
Гидроксид цинка |
|
Zn(OH)2 |
K1 = 4,4·10-5 |
|
|
|
|
K2 = 1,5·10-9 |
|
Гидроксид свинца(II) |
|
Pb(OH)2 |
K1 = 9,6·10-4 |
|
|
|
|
K2 = 3·10-8 |
|
57
Таблица 3.
Интервалы перехода некоторых индикаторов
|
|
|
|
Окраска |
|
|
|
Интервал |
Зна- |
|
|
|
|
|
в кислой |
в щелочной |
|
|||
Индикатор |
перехода |
чение |
среде, мо- |
среде, ион- |
рКинд. |
|
|
рН |
рТ |
лекулярная |
ная форма |
|
|
|
|
|
|
форма |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метиловый оранжевый |
13,1 |
– 4,4 |
4 |
Красный |
Желтый |
13,7 |
|
|
|
|
|
|
|
Метиловый красный |
14,4 |
– 6,2 |
5 |
Красный |
Желтый |
15,1 |
|
|
|
|
|
|
|
Лакмус |
15,0 |
– 8,0 |
7 |
Красный |
Синий |
– |
|
|
|
|
|
|
|
Феноловый красный |
16,4 |
– 8,0 |
7 |
Желтый |
Красный |
18,0 |
|
|
|
|
|
|
|
Фенолфталеин |
18,0 |
– 10,0 |
9 |
Бесцветный |
Малиновый |
19,2 |
|
|
|
|
|
|
|
Тимолфталеин |
19,4 |
– 10,6 |
10 |
Бесцветный |
Синий |
19,7 |
|
|
|
|
|
|
|
Ализариновый желтый |
10,0 – 12,0 |
11 |
Желтый |
Сиреневый |
10,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4. Коэффициенты активности f ионов при ионных силах раствора
Ионная сила раствора, I |
|
Заряд иона, z |
|
|
|
|
|
||
±1 |
±2 |
±3 |
||
|
||||
|
|
|
|
|
0,001 |
0,98 |
0,78 |
0,730 |
|
|
|
|
|
|
0,002 |
0,97 |
0,74 |
0,660 |
|
|
|
|
|
|
0,005 |
0,95 |
0,66 |
0,550 |
|
|
|
|
|
|
0,010 |
0,92 |
0,60 |
0,470 |
|
|
|
|
|
|
0,020 |
0,90 |
0,53 |
0,370 |
|
|
|
|
|
|
0,050 |
0,84 |
0,50 |
0,210 |
|
|
|
|
|
|
0,100 |
0,81 |
0,44 |
0,160 |
|
|
|
|
|
|
0,200 |
0,80 |
0,41 |
0,140 |
|
|
|
|
|
|
0,300 |
0,81 |
0,42 |
0,140 |
|
|
|
|
|
|
0,400 |
0,82 |
0,45 |
0,177 |
|
|
|
|
|
|
0,500 |
0,84 |
0,50 |
0,210 |
|
|
|
|
|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Глинка, Н. Л. Общая химия /Н. Л. Глинка. – М.: Интеграл-пресс, 2002. – 728 с.
2.Курс общей химии /под ред. Н. В. Коровина. – М.: Высшая школа, 2002. – 558 с.
3.Глинка, Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии /Н. Л. Глинка.
–М.: Интеграл-пресс, 2003. – 240 с.
4.Романцева, Л. М. Сборник задач и упражнений по общей химии /Л. М. Романцева, З. Л. Лещинская, В. А. Суханова. – М.: Высшая школа, 1991. – 288 с.
5.Задания для самостоятельной работы по курсу химии: Термодинамика. Кинетика. Растворы электролитов и неэлектролитов. Часть 2: методические указания по химии для студентов всех специальностей /сост. Е. Н. Калюкова. – Ульяновск: УлГТУ, 2008. – 62 с.
6.Письменко, В.Т. Дисперсные системы Ч. 1. Молекулярнодисперс-
ные системы (истинные растворы): учебное пособие / В.Т. Письменко. – Ульяновск: УлГТУ, 2003.- 96 с.
59
Учебное издание
Сборник лабораторных работ по химии
Методические указания Ч. 3
КАЛЮКОВА Евгения Николаевна ИВАНСКАЯ Наталья Николаевна ПИСЬМЕНКО Валерий Терентьевич
Редактор Н. А. Евдокимова
Подписано в печать 29.12.2009 . Формат 60х84/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 3,72.
Тираж 100 экз. Заказ 380.
Ульяновский государственный технический университет 432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32.
Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32.
60