Цель работы: Исследование процесса гидролиза солей и установление
факторов, влияющих на гидролиз.
Реактивы: растворы (0,5 н.) уксусной кислоты, гидроксида аммония, карбоната натрия (или калия), сульфата алюминия, нитрата калия, нитрата висмута или сурьмы, ацетата натрия; индикаторы – метиловый оранжевый, фенолфталеин, универсальная индикаторная бумага
Опыт 1. Определение рН раствора уксусной кислоты, аммиака, воды
Налейте в три пробирки растворы уксусной кислоты СН3СООН, аммиака NН4ОН и воду. В каждую пробирку добавьте 2-3 капли метилового оранжевого. Определите рН растворов, сравнив их окраску со шкалой индикаторной бумаги.
Опыт 2. Реакции растворов различных солей
В четыре пробирки налейте по 2-3 мл следующих веществ: в первую – дистиллированной воды, во вторую — раствора карбоната натрия Na2CO3 (или калия K2CO3), в третью – раствора сульфата алюминия Al2(SO4)3, в четвертую — раствора нитрата калия KNO3. В каждую пробирку прилейте по несколько капель имеющегося в наличии индикатора. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Опыт 3. Усиление гидролиза при разбавлении раствора
Налейте в пробирку 1-2 мл раствора нитрата висмута Bi(NO3)3 или сурьмы SbCl3, разбавьте водой до образования осадка. Осадок оставьте для последующего оп. 4. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза, зная, что в результате ступенчатого гидролиза в осадок выпала оксосоль висмута BiОNO3.
Опыт 4. Влияние увеличения концентрации водородных
ионов на равновесие гидролиза Bi(NO3)3 или SbCl3
В пробирку с осадком оксосоли BiОNO3 или SbОCl, оставшимся от предыдущего опыта, прибавьте несколько капель концентрированной азотной (для BiОNO3) или хлороводородной (для SbОCl) кислоты. Наблюдайте исчезновение осадка. Напишите уравнение реакции. Дайте объяснение.
|
|
Опыт 5. Влияние температуры на гидролиз ацетата натрия
К 2-4 мл раствора ацетата (уксуснокислого) натрия CH3COONa прибавьте 1-2 капли фенолфталеина и нагрейте до кипения. Обратите внимание на появление розовой окраски, исчезающей при охлаждении раствора. Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакции гидролиза ацетата натрия. Объясните наблюдаемые явления, имея в виду, что фенолфталеин служит индикатором на ионы ОН –.
Опыт 6. Полный гидролиз
К 1-2 мл раствора Al2(SO4)3 прилейте такой же объем раствора соды Na2CO3. Наблюдайте выделение углекислого газа СО2 и образование осадка Al(OH)3. Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнение происходящих реакций.Сделайте вывод о полном гидролизе каждой из солей.
Примеры решения задач
Пример 1
Вычислите рН и рОН 0,01 М раствора соляной кислоты.
| Дано: СМ(HCl)= 0,01 М | Решение
1. Соляная кислота диссоциирует по реакции:
 HCl H+ + Cl–
|
| рН.? рОН.? |
Пусть степень диссоциации HCl α = 100 %.
Таким образом, молярная концентрация [H+] = 0,01 = 10-2 моль/л.
Следовательно, рН = –lg [H+] = –lg 10-2 = 2
2. Известно, что рН + рОН = 14. Тогда рОН = 14 – 2 = 12
Ответ: рН. = 2, рОН = 12
Пример 2
Запишите уравнение гидролиза раствора соли Na2S по первой ступени и укажите, какими факторами можно усилить гидролиз: добавлением хлорида натрия; 2) добавлением соляной кислоты; 3) повышением температуры.
Решение
Гидролиз соли идет по аниону:
Na2S + НОН NaОН + NaНS
|
|
Na+ + S2 – + НОН Na+ + ОН – + Na+ + НS –
S2 – + НОН ОН – + НS – рН > 7
При добавлении хлорида натрия (рН=7) в раствор Na2S никаких изменений в процессе гидролиза не происходит. При добавлении НС1 происходит нейтрализация ионов ОН- и равновесие смещается в сторону прямой реакции – гидролиз усиливается. При повышении температуры гидролиз усиливается.
Пример 3
Вычислите рН 3,12% раствора соляной кислоты (ρ = 1,015 г/мл, α= 90%).
| Дано: w (HС1)= 3,12% ρр-ра = 1,015 г/мл α= 90% | Решение 1. Формула для определения рН раствора рН = –lg[H+] (1) Чтобы найти [H+], необходимо вычислить молярную концентрацию раствора из выражения: |
| рН? |
mв
СМ (р-ра)= ———— (2)
Mв•Vр-ра
2. Пусть масса раствора 100 г, тогда масса растворенного вещества HС1
равна 3,12 г, а объем раствора:
mр-ра 100
VР-РА = ——— = ——— = 98,52 мл = 0,09852 л.
ρ 1,015
3. М(НС1) = 36,5 г/моль. Из выражения (2) находим молярность раствора:
3,12
СМ (р-ра) = —————— = 0,87 моль/л.
36,5•0,09852
4. Так как α(НС1) = 90 %, тогда [H+] = СМ = 0,9 • 0,87 моль/л = 0,78 моль/л. Следовательно, рН = –lg 0, 78 = 0,11.
Ответ: рН = 0,11
Пример 3
К раствору поташа К2СО3 прилили раствор сульфата алюминия Al2(SO4)3. Объясните, почему выпадает осадок Al(OН)3.
Составьте молекулярное и ионное уравнения реакции.
Решение
При добавлении к раствору К2СО3 раствора Al2(SO4)3 идет полный гидролиз с образованием Al(OН)3 и выделением СО2:
3К2СО3 + Al2(SO4)3 + НОН = 2А1(ОН)3↓ + 3 К2SO4 + 3СО2↑
6К+ + 3СО32- + 2А13+ + 3SO42- + НОН= 2А1(ОН)3↓+ 6К+ + 3SO42- + 3СО2↑
3СО32- + 2А13+ + НОН = 2А1(ОН)3↓ + 3СО2↑
*************************************************
Контрольные задания по теме
«Водородный показатель среды. Гидролиз солей»
|
|
Вариант 1
1. Вычислите рН растворов: 1) 0,001 М NН4ОН; 2) 0,001 н. Н2С2О4.
2. Вычислите рН 0,2 М раствора сернистой кислоты Н2SО3, приняв α = 28% и учитывая лишь первую стадию диссоциации.
3. Напишите уравнения реакций гидролиза в молекулярном и ионном виде, укажите рН растворов следующих солей: K3PO4, (NH4)2CO3, CH3COOK.
Вариант 2
1. Сколько ионов водорода содержится в 1 мл раствора, рН которого равен 12?
2. Определите рН раствора, в 1 л которого содержится 0,01 г КОН. Диссоциацию щелочи считать полной.
3. Напишите уравнения реакций гидролиза следующих солей: Nа2НРО4, СdSО4, ВеСl2 и укажите рН раствора.
Вариант 3
1. Вычислите молярность и нормальность раствора серной кислоты,
имеющей рН = 4.
2. Как изменится рН раствора после добавления к 300 мл 0,2 н раствора КОН 150 мл воды?
3. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей:
PCl3, FeCl3, KCl. Укажите рН раствора.
Вариант 4
1. Во сколько раз концентрация гидроксидных ионов в растворе с рН = 11 больше концентрации ионов водорода?
2. Вычислите рН раствора 80% (масс.) серной кислоты (ρ = 1,732 г/мл).
3. Укажите, какую реакцию среды будут иметь растворы следующих солей: NaNO2, Mg(CH3COO)2, SnCl2, MnSO4.
Вариант 5
1. Как изменится концентрация ионов водорода, если рН раствора понизится
с 11 до 5?
2. Какова степень диссоциации муравьиной кислоты НСООН в ее
0,46% (по массе) растворе, если рН = 3? Плотность раствора примите равной 1 г/мл.
3. Напишите молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей Pb(CH3COO)2, NH4NO3, Na3PO4. Как влияет на гидролиз добавление СН3СООН?
Вариант 6
1. Сколько граммов гидроксида калия содержится в 10 л раствора, водородный показатель которого равен 11?
2. К раствору Zn(NO3)2добавили следующие вещества: а)НNO3; б) Na2SO3; в) Cu(NO3)2. В каких случаях гидролиз Zn(NO3)2 усилится? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
3. Найдите степень диссоциации (%) и [Н+] 0,1 М раствора СН3СООН,если константа диссоциации уксусной кислоты равна 1,8•10-5
Вариант 7
1. Вычислите [Н + ] и рН 0.01 М и 0,05 н растворов H2SO4.
2. К раствору ZnCl2 добавили следующие вещества: а) НСl; б) KOH; в) K2CO3.В каких случаях гидролиз ZnCl2 усилится? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
3. Вычислите молярную концентрацию раствора HCOOH, имеющего pH =3
Вариант 8
1. Вычислите рН 0,05 М раствора гидроксида калия КОН. Диссоциацию щелочи считать полной.
2. К раствору FeCl3 добавили следующие вещества: а) НСl; б) NaOH; в) Na2CO3.
В каких случаях и почему гидролиз FеСl3 усилится? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций.
3. Вычислите концентрацию ионов водорода [H+] и pH 0,5 М раствора гидроксида аммония. Kд(NH4ОH) = 1,76•10-5.
Вариант 9
1. Определите рН и рОН 0,1 М раствора азотной кислоты. Какова окраска метилового оранжевого в этом растворе?
2. Какова концентрация ионов водорода в растворе уксусной кислоты СН3СООН (КДИС. = 2•10–5), если степень диссоциации 2%?
3. Напишите уравнения гидролиза солей в молекулярном и ионном виде: нитрата кальция, сульфата хрома (III), карбоната алюминия. Укажите рН раствора.
Вариант 10
1. Определите рН 0,02 н раствора серной кислоты (α = 95 %).
2. рН 0,1 н раствора слабой одноосновной кислоты равен 1,8. Чему равна константа диссоциации кислоты?
3. Предскажите среду водных растворов Nа3РО4, Nа2НРО4 и NаН2РО4.
Вариант 11
1. Определите концентрацию ионов Н+ и ОН– в растворе, рН которого равен 6.
2. Вычислите нормальную концентрацию раствора НСl с рН=4 и α = 80%.
3. Напишите реакции гидролиза хлорида алюминия АlСl3 и сульфита натрия Nа2SО3 в молекулярной и ионной формах. Укажите рН растворов.
Вариант 12
1. Как изменится концентрация ионов водорода и рН 0,2 М раствора уксусной кислоты СН3СООН, если его разбавить водой в 10 раз?
2. Вычислите рН 0,01 н раствора гидроксида калия КОН, если α = 95%.
3. Какая из солей гидролизуется сильнее: Nа2SiО3 или Nа2SО3 и почему?
Вариант 13
1. Вычислите рН раствора, в 2 л которого содержится 10–6 молей ионов ОН–.
2. Вычислите рН 0,01% раствора НСl (ρ = 1 г/мл, α = 100 %).
3. Смешали растворы Nа2S, Ва(NО3)2 и Н2SО4(разб.). Какие реакции будут протекать? Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.
Вариант 14
1. Вычислите концентрацию ионов Н+ и ОН– в растворе, рН (р-ра) = 8.
2. Вычислите молярную концентрацию раствора муравьиной кислоты НСООН (рН = 2, Кдис. = 1,8•10–4).
3. Напишите уравнения реакций гидролиза в молекулярной и ионной формах следующих солей: CoSO4, Li2SO3, Ba(NO2)2, MnI2.
Вариант 15
1. Вычислите рН и рОН 0,05 М раствора гидроксида калия КОН. Какова будет окраска лакмуса в этом растворе?
2. Вычислите рН 0,2 М раствора сероводородной кислоты Н2S, если известно, что Кдис. = 1,1•10–7?
3. Напишите в молекулярном и ионном виде уравнения реакций гидролиза сульфида и селенида калия. Какая из солей гидролизуется сильнее и почему?
Раздел 8