60 група Хімія 16.05.22

Гідролізу піддаються солі, до складу яких входять катіони слабких основ, або аніони слабких кислоти, або і ті, і інші одночасно. Ці йони зв'язуються з йонами води H⁺ або OH^- з утворенням слабкого електроліту, в результаті чого порушується рівновага електролітичноїдисоціації води

H₂O ⇄ H ⁺ + OH^-

У розчині накопичуються йони H⁺ або OH^-, надаючи йому кислу або лужну реакцію. Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою (NaCl, NaNO₃, K₂SO₄, BaCl₂, LiNO₃), гідролізу не піддавалося. У цьому випадку ні катіон, ні аніон солі НЕ будуть зв'язувати йони води в малодисоційовані продукти, тому рівновага дисоціації води не порушується. Реакція середовища в розчинах таких солей нейтральна, pH ~ 7

Можна виділити три типи гідролізу: гідроліз по аніону, гідроліз по катіону, гідроліз по аніону і по катіону.

2. Гідроліз по аніону

Гідроліз по аніону відбувається в розчинах солей, що складаються з аніонів слабких кислот і катіонів сильних основ (CH₃COOK, KNО₂, Na₂CO₃, Na₃PO₄). В цьому випадку аніон слабкої кислоти зв'язується з йонами Н⁺ води з утворенням слабкого електроліту.

Як приклад розглянемо гідроліз нітриту калію KNО₂. Ця сіль утворена сильною основою KOH і слабкою кислотою HNО₂. При розчиненні в воді KNО₂ повністю дисоціює на йони K⁺ і NО₂^-. Катіони K⁺ не можуть зв'язувати йони OH^- води, так як KOH – сильний електроліт. Аніони NО₂^- зв'язують йони H⁺ води, в результаті чого в розчині з'являються молекули слабкої кислоти HNО₂ і гідроксид-йони OH^-.

Порядок складання рівнянь гідролізу наступний:

а) записуємо рівняння дисоціації солі і підкреслюємо йон, який може утворити з йонами води (Н⁺ або ОН^-) слабкий електроліт:

KNO₂ = K⁺ + NO₂⁻

б) складаємо короткий йонне рівняння:

NO₂⁻ + НОН ⇄ HNO₂ + OH⁻

в) складаємо повне рівняння реакції. Для цього додаємо до лівої і правої частин короткого йонного рівняння йони, які не зазнають в результаті гідролізу ніяких змін. У розглянутому прикладі це катіони калію:

K⁺ + NО₂^‾ + H₂O ⇄ HNО₂ + K⁺ + OH^‾

г) складаємо молекулярне рівняння гідролізу. Для цього йони з повного йонного рівняння з'єднуємо в молекули:

KNО₂ + H₂O ⇄ HNО₂ + KOH.

Продукти гідролізу – слабка нітритна кислота HNО₂ і калій гідроксид КОН.

Солі, утворені сильною основою і слабкою багатоосновної кислотою, гідролізуються ступінчасто. Гідроліз протікає в основному по першій ступені, результатом є утворення кислих солей:

Na₂S = 2Na⁺ + S²⁻

S²⁻ + НOН ⇄ HS^‾ + OH^‾ pH > 7

2Na⁺ + S^2- + H₂O ⇄ Na⁺ + HS^‾ + Na⁺ + OH^‾

Na₂S + H₂O ⇄ NaHS + NaOH

Продуктами гідролізу є кисла сіль натрій гідросульфід NaHS і натрій гідроксид NaOH.

3. Гідроліз по катіону

Гідроліз по катіону відбувається в розчинах солей, що складаються з катіонів слабких основ і аніонів сильних кислот (NH₄Cl, CuSO₄, FeCl₃, AlCl₃, Pb (NO₃)₂, ZnSO₄). У цьому випадку катіон слабкої основи зв'язується з йонами ОН^- води з утворенням слабкого електроліту. Так, гідроліз цинк сульфату може бути представлений рівняннями:

ZnSO₄ = Zn²⁺ + SO₄²⁻

Zn²⁺ + HOН ⇄ ZnOH⁺ + H⁺рН < 7

2Zn²⁺ + 2SO₄²⁻ + 2H₂O ⇄ 2ZnOH⁺ + SO₄²⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻

2ZnSO₄ + 2H₂O ⇄ (ZnOH)₂SO₄ + H₂SO₄

Продуктами гідролізу є основна сіль цинк гідроксисульфат (ZnOH)₂SO₄ і сірчана кислота H₂SO₄.

4. Гідроліз по катіону і по аніону

Гідроліз по аніону і катіону одночасно відбувається в розчинах солей, утворених слабкими основами і слабкими кислотами (NH₄NO₂, Al₂S₃, Fe(CH₃COO)₃, CH₃COONH₄). У цьому випадку з водою взаємодіє як катіон слабкої основи, так і аніон слабкої кислоти, наприклад:

NH₄CH₃COO = NH₄⁺ + CH₃COO^‾

NH₄⁺ + HOН ⇄ NH₄OH + H⁺

CH₃COO^‾ + HOН ⇄ CH₃COOH + ОН⁻

NH₄⁺ + CH₃COO^‾ + H₂O ⇄ NH₄OH + CH₃COOH

NH₄CH₃COO + H₂O ⇄ NH₄OH + CH₃COOH

Продуктами гідролізу є слабка кислота CH₃COOH і слабка основа NH₄OH. Реакція середовища близька до нейтральної, pH ~ 7.

5. Повний гідроліз солей

Як правило, гідроліз – оборотний процес. У перших двох випадках рівновага сильно зміщене вліво – в сторону малодисоційованих молекул води, в третьому – вправо, в бік утворення продуктів гідролізу – двох слабких електролітів.

Практично необоротно гідролізуються тільки ті солі, продукти гідролізу яких видаляються з розчину у вигляді нерозчинних або газоподібних сполук. Солі, які піддаються необоротному гідролізу, неможливо отримати в результаті реакції обміну в водних розчинах. Наприклад, замість очікуваного Cr₂S₃ при змішуванні розчинів CrCl₃ і Na₂S утворюється осад Cr(OH)₃ і виділяється газоподібний H₂S:

2CrCl₃ + 3Na₂S + 6H₂O = 6NaCl + 2Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↑

6. Рівновага гідролізу

На рівновагу гідролізу впливають температура і концентрація. Зсув рівноваги гідролізу відбувається відповідно до принципу Ле Шательє. Гідроліз – це реакція, зворотна нейтралізації, а нейтралізація – екзотермічний процес, отже, гідроліз – ендотермічний. Тому збільшення температури підсилює гідроліз, тобто зміщує рівновагу вправо. При постійній температурі рівновагу гідролізу можна змістити вправо і тим самим посилити гідроліз, розбавляючи розчин водою і видаляючи продукти гідролізу. Гідроліз уповільнюється (рівновага зміщується вліво), якщо збільшувати концентрацію продуктів гідролізу.

Отже, гідроліз — це хімічні реакції, що відбуваються в природі, а також набули широкого застосування в промисловості та лабораторіях.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• Гідроліз солей — реакції обміну йонів солі з водою, унаслідок чого утворюється слабкий електроліт.

• Гідроліз солі, утвореної слабкою основою та сильною кислотою, полягає у взаємодії катіону солі з молекулами води з вивільненням йонів Гідрогену. Реакція розчину кислотна (рН < 7).

• Гідроліз солі, утвореної сильною основою та слабкою кислотою, полягає у взаємодії аніону солі з молекулами води з вивільненням гідроксид-іонів. Реакція розчину лужна (рН > 7).

• Гідроліз солі, утвореної слабкою основою та слабкою кислотою, відбувається за катіоном та аніоном залежно від того, які йони переважають у розчині: йони Гідрогену чи гідроксид-іони. Якщо їхня кількість однакова — реакція нейтральна (рН = 7).

• Солі, утворені сильною основою та сильною кислотою, не гідролізують.

• Гідроліз застосовують у промисловому виробництві багатьох речовин, зокрема етанолу, метанолу, глюкози, скипидару. У сільському господарстві — для визначення реакції ґрунтових розчинів, у медицині, лабораторіях.

• Знаючи рН ґрунтових розчинів, можна поліпшити якість ґрунтів і підвищити урожайність сільськогосподарської продукції.

3.Дайте усну відповідь на питання:

3.1. Поясніть суть процесу гідролізу солей.

3.2.Охарактеризуйте гідроліз солі, утвореної: а) слабкою основою та сильною кислотою; б) сильною основою та слабкою кислотою; в) слабкою основою та слабкою кислотою.

Лінгвістична задача

Грецькою hydro означає «вода», lysis — «розкладання». Чому описані в цьому параграфі процеси названі саме гідролізом?

4.Виконайте самостійну роботу

1. Укажіть сіль, утворену сильною основою та сильною кислотою.

А К₂СО₃

Б Na₂S

В NaNO₃

Г Na₂SO₃

2. Укажіть сіль, утворену сильною основою та слабкою кислотою.

А LiCl

Б K₂SO₃

В KNO₃

Г ВаСl₂

3. Позначте сіль, розчин якої матиме лужну реакцію.

А KCl

Б Na₂S

В NaNO₃

Г Na₂SO₄

4. Позначте сіль, розчин якої матиме кислотну реакцію.

А NH₄NO₃

Б (NH₄)₂S

В (NH₄)₂CO₃

Г (NH₄)₂SO₃

5. Складіть рівняння реакцій гідролізу солей: а) Zn(NO₃)₂; б) K₂SO₃; в) (NH₄)₂S.

6. Поясніть, як змінять своє забарвлення індикатори в розчинах: а) AlCl₃; б) CH₃COONa; в) CH₃COONH₄.

5. 5.Виконайте тренувальний тест за посиланням https://zno.osvita.ua/chemistry/tag-ghidroliz_solej/

6.Скріншот самостійної роботи чекаю на пошту nataalex088@gmail.com

Поиск по этому блогу

Імідж