Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей.

Гидролиз соли- это химическое взаимодействие ионов соли с молекулами воды, приводящее к образованию слабого электролита. В результате гидролиза происходит смещение равновесия диссоциации воды вследствие образования малодиссоцирующих соединений, малорастворимьгх и летучих веществ. В соответствии с этим гидролизуютея только катионы слабых оснований и анионы слабых кислот, то есть три типа солей:

1) соли, образованные слабыми основаниями и сильными кислотами (гидролиз по катиону) например. NН4CI, Mg(N03)2, FeС1з;

2) соли, образованные сильными основаниями и слабыми кислотами (гидролиз но аниону), например,СН3СООNa, Na2CO3, NaHCO3;

3) соли, образованные слабыми основаниями и слабыми кислотами (гидролиз но катиону и аниону), например, CHaCOONН4, АI2S3, (NH4 )2S.

Соли, образованные сильными основаниями и сильными кислотами (NaCI, KNO3, NaCIO4; и др.), гидролизу не подвер­гаются, так как при растворении их в воде. не происходит связывания ни Н+, ни ОН- ионов.

Рассмотрим написание ионно-молекулярных уравнений гидролиза на примере соли FеС1з. Эта соль образована слабым основанием Fе(ОН)з и сильной кислотой HС1, следова­тельно, гидролизу подвергается только катион соли Fe3+. В соответствии с ионным уравнением

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Fe3+ + HOH [ FeOH]2+ + H+ (1)

при гидролизе происходит разрыв связи Н—ОН в молекуле воды и образуется слабый электролит [FeOH]2+- (KFeOH = 1,4- 10-12), а ионы Н+ создают кислотную среду. В молекулярной форме уравнение гидролиза имеет вид:

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru FeCl3+HOH FeOHCl2 + HCl. (2)

Уравнения 1,2 отражают первую ступень гидролиза со­ли FeCl3. Гидролиз солей, образованных слабыми многокис­лотными основаниями и сильными кислотами (Cu(N03)2, А1С1з и т. п.), или солей, образованных слабыми многооснов­ными кислотами и сильными основаниями (Na2S, КзР04 и т. п.), протекает ступенчато, но при обычных условиях практически ограничивается первой ступенью. При нагрева­нии и разбавлении раствора гидролиз усиливается и стано­вятся заметными следующие ступени гидролиза:

2-я ступень:

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru [FeOH]2+ + НОН [Fe (ОН)2]+ + Н+;

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru FeOHCl2 +HOH Fe(OH)2Cl + HCl; (3)

3-я ступень:

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru [Fе(ОН)2]+ + НОН Fе(ОН)3 + Н+;

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Fе(ОН)2С1 + НОН Fе(ОН)3 + НС1. (4)

Преимущественное протекание гидролиза по первой сту­пени объясняется тем, что, как будет показано ниже, чем слабее образующийся электролит, тем сильнее гидролизуется соль. Для слабых электролитов, диссоциирующих ступенча­то, всегда справедливо соотношение К1> К2> Кз (табл. 1).

Поэтому в данном случае [FeOН]2+ -наиболее слабый элек­тролит из образующихся при гидролизе, что и обуславливает преимущественное протекание гидролиза по первой ступени.

Следует подчеркнуть, что ступенчатый гидролиз солей нельзя изображать суммарным уравнением, например, Fe.3++ЗН2О = Fe(ОH)3 + 3H+ , получаемым путем сложения урав­нений отдельных ступеней гидролиза (при сложении сокра­щается главный продукт гидролиза - ион [FeОН]2+).

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Если Соль образована сильным основанием и слабой кислотой (например Na2S, Na2СО3, Na23, NaСN, NaNO2, CH3COONa), гидролиз происходит по аниону, то есть по остатку слабой кислоты. Рассмотрим ступенчатый гидролиз Na2S: первая ступень: S2- + НОН НS- + ОН- (5)

К2(НS-) = 4х10-14, поэтому равновесие 5 смещено вправо, в результате чего в растворе повышается концентрация ОН- , то есть реакция среды щелочная (>7). Реакция 5 в молекулярной форме имеет следующий вид:

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Na2S + HOH NaHS + NaOH

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru 2-я ступень: НS- + НОН Н2S + NaOH (6)

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Суммарная реакция: Na2S + 2HOH Н2S + 2NaOH

К12S) = 10-7, поэтому можно заключить, что реакция 6 менее смещена вправо, чем реакция 5, то есть гидролиз в основном протекает по первой стадии и в растворе Na2S преобладают ионы НS- , ОН- и Na+, то есть NaHS и NaOH.

Если соль образована слабым основанием и слабой кислотой, например, CН3СООNH4. то гидролизу подвергаются катион и анион соли:

Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru СН3СОО- +NH4 + НОН СН3СООH +NНз • Н2О. (7)

В подобном случае реакция среды близка к нейтральной и зависит от сравнительной силы кислоты н основания. Если Ккисл > Косн - реакция раствора слабокислая, если Косн > Ккис - слабощелочная, если Косн = Ккисл , то среда нейтральная.

Т а б л и и а 1.

Константы электролитической диссоциации (К) некоторых слабых электролитов в водных растворах при 25° С

Название электролита Формула К
Азотистая кислота HNО2 4,6 х 10 - 4
Синильная кислота HCN 7,9 х 10-10
Сернистая кислота H2SO3 K1=1,6 х10-2 ; К2 = 6,2 х 10-8
Сероводородная кислота H2S K1 =1х 10-7 ; K2 = 4 х 10-14
Угольная кислота Н2СОз K1 = 4,5 х10-7 K2 = 4,7-10-11
Уксусная кислота СНзСООН 1,75 х 10-5
Фосфорная кислота Н3Р04   К1=7,1х10-3; К2= 6,3х10-8; К3= 5х10-13
Хлорноватистая кислота HCIO 5х10-8
Гидроксид аммония NH40H 1,75 х 10-5
Гидроксид алюминия А1(ОН)з К3=10-9
Гидроксид железа (III) Fе(ОН)3     K1 =4х10-9; К2=6х10-11; К3= 4х10-12
Гидроксид магния Мg(ОН)2 K2 K2 =1,5х10-3
Гидрокси Составление ионно-молекулярных уравнений реакций гидролиза солей. - student2.ru д меди Сu(ОН)2 K2 K2 = 10-7
Гидроксид кальция Са(ОН)2 K2 = 2х10-1
Гндроксид цинка Zn(OH)2   К1 = 10-5; К2 = 5х 10-7    


Наши рекомендации