Форма отчета: на 2 и 3 страницах

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт транспорта

Кафедра «Общей

и специальной химии»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине «Химия»

к лабораторным занятиям по теме

«Реакции в растворах»

для студентов специальностей

130503 «Проектирование, сооружение и эксплуатация нефтегазопроводов и нефтегазохранилищ» (НТХ / СТХ),

150202 «Оборудование и технология сварочного производства»

дневной формы обучения

Тюмень 2007

Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета.

Составитель: канд. хим. наук, доцент Обухов В.М.

© Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2007г. I. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Лабораторная работа выполняется для закрепления теоретических знаний. Поэтому к лабораторным занятиям допускаются студенты, получившие допуск от преподавателя.

При выполнении работы студент приобретает навыки проведения исследовательской работы.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с методикой выполнения опыта.

2. Записать формулы реактивов, используемых в опыте.

3. Записать изменения, наблюдаемые в ходе эксперимента (выпадение осадка, изменение цвета раствора, выделение газа, появление специфических запахов веществ и т.п.).

4. Составить химические уравнения протекающих реакций, используя таблицу растворимости веществ в воде.

5. Записать вывод. Вывод должен включать обоснованный ответ на цель работы.

Результаты работы оформляются в отчете. Отчет представляет собой отдельный двойной лист из тетради. На первой странице (титульной) указывается: группа, Ф.И. студента, название работы и темы, Задание работы.

Тема: Реакции в растворах. Реакции ионного обмена.

Варианты лабораторных работ

Вариант
№ опытов	1, 4, 3а	2, 5, 7	8, 6, 3в	3б, 8, 1	2, 3в, 5	4, 7, 3г

Форма отчета: на 2 и 3 страницах

Реактивы	Наблюдения	Химические уравнения наблюдаемых процессов	Выводы
Опыт № 1

Цель работы: Установление необратимости реакций в растворе.

Опыт 1.В первую пробирку добавить 3 капли раствора сульфата натрия, во вторую – 3 капли раствора сульфата цинка, в третью – 3 капли сульфата аммония. В каждую из пробирок добавить по 3 капли раствора хлорида бария. Записать наблюдения. Написать молекулярные и ионно – молекулярные уравнения реакций в растворах. Сделать вывод по обратимости реакций в растворах.

Опыт 2.В первую пробирку добавить 3 капли раствора сульфата меди, во вторую – 3 капли раствора сульфата никеля(II), в третью – 3 капли раствора хлорида кобальта(II). В каждую пробирку добавить по 3 капли раствора гидроксида натрия. Записать наблюдения. Написать молекулярные и ионно – молекулярные уравнения реакций. Сделать вывод по обратимости реакций в растворах.

Опыт 3.Пользуясь имеющимися в штативе реактивами (для опыта брать по 3 капли раствора), осуществить реакции, выраженные следующими ионно – молекулярными уравнениями:

а ) Mg²⁺ + 2OH ^- = Mg(OH)₂

б) Pb²⁺ + 2J ^- = PbJ₂

в) Fe ³⁺ + 3OH = Fe(OH)₃

г) Cu²⁺ + 2OH ^- = Cu(OH)₂

д) Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄

Написать молекулярное уравнение реакции. Сделать вывод по обратимости реакций в растворах.

Опыт 4. В пробирку добавить 3 капли раствора ацетата натрия, 3 капли 0,01н раствора хлороводородной кислоты. По запаху определить какое вещество образовалось. Записать наблюдения. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций. Сделать вывод по обратимости реакций в растворах.

Опыт 5.Пользуясь имеющимися в штативе реактивами, (для опыта брать по 3 капли раствора), осуществить реакцию, выраженную следующим ионно – молекулярным уравнением:

NH₄⁺ + OH ^- = NH₄OH

По запаху определить, какое вещество образовалось. Записать наблюдения. Написать молекулярное уравнение реакции. Сделать вывод по обратимости реакций в растворах.

Опыт 6.В пробирку добавить 3 капли раствора ацетата натрия и 3 капли 0,01н раствора серной кислоты. По запаху определить какое вещество образовалось. Записать наблюдения. Написать молекулярное и ионное уравнения реакций. Сделать вывод по обратимости реакций в растворах.

Опыт 7.В пробирку добавить 3 капли раствора карбоната натрия и 3 капли раствора уксусной кислоты. Записать наблюдения. Написать молекулярные и ионно – молекулярные уравнения реакций, учитывая разложение угольной кислоты на оксид углерода(IV) и воду. Сделать вывод по обратимости реакций в растворах.

Опыт 8.В пробирку добавить 3 капли раствора карбоната натрия и 3 капли раствора хлороводородной кислоты. Записать наблюдения. Написать молекулярное и ионно–молекулярное уравнения реакций, учитывая разложение угольной кислоты на оксид углерода (IV) и воду. Сделать вывод по обратимости реакций в растворах.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Тема:Реакции в растворах. Окислительно-восстановительные реакции.

Варианты лабораторных работ

Вариант
№ опытов		2, 3, 6	4, 5, 7	2, 7, 8	3, 4, 7	6, 3, 8

Цель работы: Составление уравнений ОВР, определение окислителя и восстановителя.

Опыт № 1.В три пробирки налить по три капли перманганата калия. Затем в первую пробирку внести 5 капель серной кислоты, во вторую – 5 капель воды, в третью – 5 капель гидроксида калия. В каждую из пробирок микрошпателем добавить несколько кристалликов сульфита натрия и размешать стеклянной палочкой. Записать наблюдения. Составить уравнения реакций, используя написанные схемы реакций:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + Na₂SO₄ + …

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → MnO₂ + Na₂SO₄ +…

KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH → K₂MnO₄ + Na₂SO₄ +…

Дописать недостающие продукты. В выводах указать окислитель и восстановитель.

Опыт №2.Внести в пробирку 3 капли раствора перманганата калия и столько же капель раствора сульфата марганца(II). Опустить в пробирку лакмусовую бумажку. Записать наблюдения. Написать уравнение реакции, используя схему реакции.

KMnO₄ + MnSO₄ + H₂O → MnO₂ + …

Дописать недостающие продукты. В выводах указать окислитель и восстановитель.

Опыт № 3.Внести в пробирку3 капли раствора дихромата калия и добавить 5 капель раствора серной кислоты и микрошпателем несколько кристалликов соли Мора (FeSO₄). Записать наблюдения. Написать уравнение реакции, используя схему реакции.

K₂Cr₂O₇ + FeSO₄ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + Fe₂(SO₄)₃ + …

Дописать недостающие продукты. В выводах указать окислитель и восстановитель.

Опыт № 4.Внести в пробирку 3 капли раствора дихромата калия и добавить 5 капель раствора серной кислоты и микрошпателем несколько кристалликов сульфита натрия. Записать наблюдения. Написать уравнение реакции, используя схему реакции.

K₂Cr₂O₇ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + …

Дописать недостающие продукты. В выводах указать окислитель и восстановитель.

Опыт № 5.Внести в пробирку3 капли раствора йодида калия и добавить 3 капли раствора хлорида железа(III). Записать наблюдения. Написать уравнение реакции, используя схему реакции.

KJ + FeCl₃ → J₂ + FeCl₂ + …

Дописать недостающие продукты. В выводах указать окислитель и восстановитель.

Опыт № 6.В пробирку внести 2 капли хлорида олова и добавить по каплям 40 % раствор гидроксида натрия до растворения образовавшегося осадка. При этом образуется тетрагидроксостанат натрия по реакции:

SnCl₂ + 2NaOH = Sn(OH)₂ + 2NaCl

затем

Sn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Sn(OH)₄]

К полученному раствору добавить 1 каплю нитрата висмута (III). Записать наблюдения. Составить уравнение реакции, используя написанную схему реакции:

Na₂[Sn(OH)₄] + Bi(NO₃)₃ + NaOH → Bi + Na₂[Sn(OH)₆] + …

Дописать недостающие продукты. В выводах указать окислитель и восстановитель.

Опыт № 7. Поместить в пробирку 5 капли раствора йода и микрошпателем несколько кристалликов сульфита натрия. Записать наблюдения. Составить уравнение реакции, используя написанную схему реакции:

J₂ + Na₂SO₃ + H₂O → HJ + Na₂SO₄ + …

Дописать недостающие продукты. В выводах указать окислитель и восстановитель.

Опыт № 8. Поместить в пробирку 3 капли перманганата калия и 1 каплю серной кислоты. По каплям, до обесцвечивания раствора, добавить раствор хлорида олова (II). Записать наблюдения. Составить уравнение реакции, используя схему реакции.

KMnO₄ + SnCl₂ + H₂SO₄ → MnSO₄ + SnCl₄ + Sn(SO₄)₂ + …

Дописать недостающие продукты. В выводах указать окислитель и восстановитель.

II. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ.

1. Ионные уравнения реакций в растворах.

2. Обратимые и необратимые реакции в растворах.

3. Реакции ионного обмена. Случаи необратимости реакций в растворах.

4. Гидролиз солей в водных средах.

5. Окисленность элементов. Степень окисленности. Правила определения степени окисленности элементов в химических соединениях.

6. Окислительно-восстановительные реакции /ОВР/.

7. Окисление. Восстановление. Восстановитель. Окислитель.

8. Составление уравнений ОВР ионно-электронным методом.

9. Типы окислительно-восстановительных реакций.

10. Наиболее важные окислители и восстановители.

III. РАБОЧИЕ ЗАДАНИЯ.

Задание № 1

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) бромида бария и карбоната калия, б) сульфида натрия и хлороводородной кислотой.

2.Из раствора, в котором присутствуют ионы Bi³⁺, Fe³⁺, Al³⁺ извлечь Bi³⁺.

3.Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора хлорида алюминия.

4.Составить уравнение

а) Zn + KMnO₄ + H₂SO₄ ZnSO₄ + MnSO₄ + …

б) Na₃CrO₃ + PbO₂ + NaOH Na₂CrO₄ + Na₂PbO₂ + …

в) Fe(OH)₂ + NaClO + H₂O Fe(OH)₃ + NaCl

Задание № 2

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) фосфата натрия и хлорида алюминия, б) нитрата висмута (III) и хромата калия.

2.Выделить ионы Cr³⁺ из раствора, содержащего ионы Ba²⁺,Cr³⁺,K⁺.

3.Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора сульфата хрома(III).

4.Составить уравнение

а) Al + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ Al₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + … б) Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O Fe(OH)₃ в) KClO₃ + MnO₂ + KOH K₂MnO₄ + KCl + ….

Задание № 3

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) хлорида кальция и карбоната натрия,

б) нитрата серебра и бромида калия.

2.Из раствора, в котором присутствуют ионы Cl^-, SO₄^2-_, NO₃^-, извлечь SO₄^2-.

3.Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора нитрата меди (II).

4.Составить уравнение

а) Na₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ S + Cr₂(SO₄)₃ + ….

б)AgNO₃ + AsH₃ + H₂O Ag + H₃AsO₄ + …..

в) Cr₂O₃ + KNO₃ + KOH K₂CrO₄ + KNO₂ + ….

Задание № 4

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:

а) сульфатом ртути (II) и сульфидом калия,

б) нитратом железа (II) и фосфатом калия.

2. Определить наличие ионов Cu²⁺ в растворе, содержащем ионы Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺.

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора карбоната натрия.

4. Составить уравнение

а) KNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ KNO₃ + MnSO₄ + …..

б) Cr₂(SO₄)₃ + Br₂ + NaOH Na₂CrO₄ + NaBr + ……

в) KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O MnO₂ + Na₂SO₄ + ……

Задание № 5

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) нитратом марганца (II) и гидроксидом натрия, б) карбонатом натрия и серной кислотой.

2. Определить наличие ионов CrO₄^2- в растворе, содержащем ионы NO₃^-, CrO₄^2-, SO₄^2-.

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора фосфата калия.

4. Составить уравнение

а) Na₂SO₃ +K₂Cr₂O₇ +H₂SO₄ Na₂SO₄ +Cr₂(SO₄)₃ +…..

б) KMnO₄ + MnSO₄ + H₂O MnO₂ + …. в) Br₂ + Bi₂O₃ + KOH KBiO₃ + KBr + …

Задание № 6

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:

а) нитратом железа (II) и фосфатом калия, б) хлоридом олова (II) и сульфидом натрия.

2. Из раствора, в котором присутствуют ионы Ba²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺ извлечь Mg²⁺

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора сульфата железа(II).

4. Составить уравнение

а) Mn(NO₃)₂+NaBiO₃+HNO₃ NaMnO₄+ Bi(NO₃)₃ + …..

б) Bi₂O₃ + Cl₂ + KOH Bi₂O₅ + KCl + ….

в) Se + AuCl₃ + H₂O Au + H₂SeO₃ + ……

Задание № 7

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) нитратом магния (II) и карбонатом натрия, б) хлоридом марганца (II) и гидроксидом калия.

2. Определить наличие ионов Cl^- в растворе, содержащем ионы SO₄^2-, NO₃^-, Cl

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора сульфита натрия.

4. Составить уравнение

а) SnCl₂ + HNO₂ + HCl SnCl₄ + NO + ……

б) Na₂SeO₃ + Cl₂ + NaOH Na₂SeO₄ + NaCl + …..

в) H₂SO₃ + Cl₂ + H₂O H₂SO₄ + HCl

Задание № 8

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) гидроксидом натрия и нитратом алюминия, б) сульфидом натрия и хлоридом железа (II).

2. Из раствора, в котором присутствуют ионы Fe²⁺ Co²⁺ Mg²⁺ извлечь Co²⁺

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора хлорида меди(II).

4. Составить уравнение

а) Na₂SO₃ + AgNO₃ + KOH Ag + Na₂SO₄ + ……

б) K₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ S + MnSO₄ + ….

в) Fe(OH)₂ + O₂ + H₂O Fe(OH)₃

Задание № 9

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) сульфатом хрома (III) и хлоридом меди (II), б) нитратом бария и карбонатом калия.

2.Определить наличие ионов PO₄^3- в растворе, содержащем ионы Cl^-, CrO₄^2- PO₄^3- 3.Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора фосфата натрия. 4.Составить уравнение

а) HNO₂ + Br₂ + H₂O HNO₃ + HBr б) K₂SO₃ + KMnO₄ + KOH K₂MnO₄ + K₂SO₄ + ….. в) K₂Cr₂O₇+FeSO₄ +H₂SO₄ Cr₂(SO₄)₃ +Fe₂(SO₄)₃ +…..

Задание № 10

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) нитратом бария и сульфатом натрия, б) сульфидом натрия и нитратом свинца (II).

2. Определить наличие ионов CO₃^2- в растворе, содержащем ионы S^2-, CO₃^2-

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора нитрата висмута(III).

4. Составить уравнение

а) H₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ S + Cr₂(SO₄)₃ + …..

б) H₂SO₃ + Cl₂ + H₂O H₂SO₄ + HCl в) Bi₂O₃ + Br₂ + KOH Bi₂O₅ + KBr + ….

Задание № 11

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) карбонатом калия и нитратом магния, б) сульфидом калия и азотной кислотой.

2. Из раствора, в котором присутствуют ионы Ba²⁺, Mg²⁺ извлечь Ba²⁺.

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора хлорида меди(II).

4. Составить уравнение

а) MnO₂ + NaBr + H₂SO₄ Br₂ + MnSO₄ + ……

б) K₂SO₃ + KMnO₄ + H₂O K₂SO₄ + MnO₂ + ……

в) CrCl₃ + Br₂ + KOH K₂CrO₄ + KBr + …….

Задание № 12

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) хлоридом железа(III) и гидроксидом калия, б) карбонатом калия и нитратом магния.

2. Определить наличие ионов Br^- в растворе, содержащем ионы Br^-, NO₃^-.

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора фосфата калия.

4. Составить уравнение

а) NaNO₂ +K₂Cr₂O₇ +H₂SO₄ NaNO₃ + Cr₂(SO₄)₃ +…..

б) MnSO₄ + KMnO₄ + H₂O MnO₂ + …… в) Zn + H₂O + NaOH Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

Задание № 13

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) хлоридом кальция и фосфатом калия, б) карбонатом натрия и серной кислотой.

2. Из раствора, в котором присутствуют ионы SO₄^2-, OH^-, Br^-, извлечь OH^-

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора хлорида меди(II).

4. Составить уравнение

а) Cu + HNO_3(разб.) NO₂ + Cu(NO₃)₂ + ……

б) KClO₃ + Zn + KOH K₂ZnO₂ + KCl + …..

в) SO₂ + NaJO₂ + H₂O J₂ + Na₂SO₄ + ……

Задание № 14

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) сульфатом меди(II) и гидроксидом магния, б) карбонатом натрия и серной кислотой.

2. Из раствора, в котором присутствуют ионы Ba²⁺ Fe²⁺ Na²⁺ извлечь Fe²⁺.

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора хлорида меди(II).

4. Составить уравнение

а) Ca + H₂SO_4(конц.) CaSO₄ + H₂S + …….

б) H₂SO₃ + J₂ + H₂O H₂SO₄ + HJ

в) NaCrO₂ + Br₂ + NaOH Na₂CrO₄ + NaBr + ……

Задание № 15

1. Составить молекулярные и ионно–молекулярные уравнения реакций водных растворов:­

а) нитратом марганца(II) и гидроксидом бария, б) сульфатом хрома и хлоридом меди(II).

2. Определить наличие ионов Cu²⁺ в растворе, содержащем ионы Cu²⁺, Pb²⁺

3. Составить уравнение гидролиза и указать рН раствора фосфата калия.

4. Составить уравнение

а) Sn + HNO_3(разб.) N₂O + Sn(NO₃)₂ + …..

б) P + KJO₃ + H₂O H₃PO₄ + HJ в) Zn + H₂O + NaOH Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

IV. РЕАКЦИИ В РАСТВОРАХ

Реакции ионного обмена

Химические реакции в растворах электролитов протекают, как правило, с высокими скоростями. Большая скорость многих химических реакций в растворах объясняется тем, что они протекают не между молекулами, а между ионами.

Согласно теории электролитической диссоциации в водных растворах электролиты присутствуют: сильные - в виде ионов, а слабые - преимущественно в виде недиссоциированных молекул.

Запишем уравнение реакции в молекулярной форме:

а) FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl.

Перепишем это уравнение для реального состояния веществ в растворе: растворимые в воде FeCl₃, NaOH, NaCl(сильные электролиты) в виде ионов, а нерастворимый в воде Fe(OH)₃ (слабый электролит) в молекулярном виде:

Fe³⁺ + 3Cl^- + 3Na⁺ + 3OH^- = Fe(OH)₃ + 3Na⁺ + 3Cl^- .

Это ионное уравнение реакции (полное ионно-молекулярное уравнение). Исключим из обеих частей ионного уравнения одноименные ионы, т.е. ионы, не участвующие в реакции. В окончательном виде получим сокращенное ионно-молекулярное уравнение реакции:

Fe³⁺+ 3OH^-= Fe(OH)₃.

Как видно из этого уравнения, реакция сводится к взаимодействию ионов Fe³⁺и OH,^- в результате чего образуется осадок Fe(OH)_3.

При смешении растворов, содержащих ионы Fe³⁺и ионы OH^-, всегда образуется осадок гидроксида железа (III).

б) Fe₂(SO₄)₃+ 6NaOH = 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

2Fe³⁺ + 6OH^- = 2Fe(OH)₃ ;

в) 2Fe(NO₃)₃ + 3Ba(OH)₂ = 2Fe(OH)₃ + 3Ba(NO₃)₂

2Fe³⁺+ 6OH^-= 2Fe(OH)₃ .

Из этих трех уравнений видно, что не имеет значения, в состав каких электролитов входили ионы Fe³⁺и OH^-до их взаимодействия, но в результате получается один продукт – гидроксид железа (III).

Запишем молекулярное уравнение реакции

KCl+ NaNO₃= KNO₃+ NaCl.

Ионное уравнение запишется

K⁺+ Cl^-+ Na⁺+ NO₃^-= K⁺+ Cl^-+ Na⁺+ NO₃^-.

Так как исходные вещества и продукты хорошо растворимы в воде (сильные электролиты), то реакция в растворе обратима. С точки зрения теории электролитической диссоциации реакции не происходит. Однако, если выпарить раствор, то получится смесь четырех солей: KCl, NaNO₃, KNO₃, NaCl.

Реакции в растворах необратимы в трех случаях:

1.Реакции протекают с образованием малорастворимых соединений:

AgNO₃ + HCl = AgCl + HNO₃ ,

Ag⁺ + NO₃^- + H⁺ + Cl^- = AgCl + H⁺ + NO₃^- ,

Ag⁺ + Cl^- = AgCl .

2. Реакции протекают с образованием легколетучих соединений (газы):

Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O ,

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + SO₄^2- = 2Na⁺ + SO₄^2- + CO₂ + H₂O ,

CO₃^2-+ 2H⁺= CO₂+ H₂O.

3. Реакции протекают с образованием слабо диссоциирующих соединений (слабых электролитов):

HCl+ KOH= KCl+ H₂O,

H⁺+ Cl^-+ K⁺+ OH^-= K⁺+ Cl^-+ H₂O,

H⁺+ OH^-= H₂O.

Таким образом, реакции в растворах электролитов практически необратимо протекают в сторону образования осадков, газов, слабых электролитов.

Гидролиз солей

Практика показывает, что водные растворы средних солей могут иметь щелочную, кислую или нейтральную реакцию, хотя они не содержат ни водородных, ни гидроксидных ионов в формуле.

Объяснение этому факту можно найти во взаимодействии ионов соли с водой с образованием слабого электролита. Обменная реакция между солью и водой называется гидролизом соли.

Возможны три случая гидролиза:

1.Соль образована сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз, например, карбоната натрия протекает следующим образом:

I ступень. Na₂CO₃ + HOH = NaHCO₃ + NaOH

CO₃^2- + HOH = HCO₃^- + OH^-,

II ступень. NaHCO₃ + HOH = H₂CO₃ + NaOH

HCO₃^-+ HOH= H₂CO₃+ OH^-.

При гидролизе ионы CO₃^2- связывают ионы H⁺ из воды в слабый электролит HCO₃^-. При этом ионы Na⁺ не могут связать OH^- в молекулы, т.к. NaOH является сильным электролитом. В растворе создается избыток OH^-, поэтому раствор приобретает щелочную реакцию (pH>7).

2. Соль образована слабым основанием и сильной кислотой. Гидролиз, например, хлорида алюминия протекает по трем ступеням:

I ступень. AlCl₃ + HOH = Al (OH)Cl₂ +HCl

Al³⁺ + HOH = [Al (OH)]²⁺ + H⁺,

II ступень. Al (OH)Cl₂ + HOH = Al (OH)₂Cl + HCl

[Al (OH)]²⁺ + HOH = [Al (OH)₂]⁺ + H⁺,

IIIступень практически не протекает.

При гидролизе ионы Al³⁺связывают ионы OH^-из воды в слабый электролит [Al(OH)]²⁺. В растворе создается избыток H⁺, так как ионы Cl^-не могут связать H⁺ в молекулы. Поэтому раствор приобретает кислую реакцию (pH<7).

3. Соль образована слабой кислотой и слабым основанием. Гидролиз, например, карбоната аммония:

(NH₄)₂CO₃+HOH= NH₄OH+ NH₄HCO₃

NH₄⁺ +CO₃^2- + HOH = NH₄OH + HCO₃^-.

При гидролизе ионы соли одновременно связывают ионы H⁺и OH^-из воды в слабые электролиты. Реакция раствора зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания (силы кислоты и основания).

Если константа диссоциации кислоты больше константы диссоциации основания, раствор имеет кислую реакцию (pH< 7).

Если константа диссоциации кислоты меньше константы диссоциации основания, раствор имеет щелочнуюреакцию (pH>7).

Так, реакция водного раствора (NH₄)₂CO₃ слабощелочная, т.к. константа диссоциации NH₄OHбольше константы диссоциации HCO₃^-.

Если соли образованы сильными кислотами и сильными основаниями, например, сульфат калия - K₂SO_4,такие соли гидролизу не подвергаются так как в результате реакции обмена образуются сильные кислоты и сильные основания.. Раствор будет иметь нейтральную реакцию.