ЕГЭ по химии - задание 21

ЕГЭ по химии задание 21

План

Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная

Гидролиз

Гидролиз  – самый распространенный химический процесс на нашей Земле, определяющий наличие жизни на нашей планете. В результате гидролиза образуются вещества, которые определяют основной химический состав жидкостей во всех живых системах: крови, плазме, тканевой жидкости. Благодаря гидролизу между мембранами клеток функционирует натрий – калиевый насос и регулируется количество основных ионов Na +    и  K + . 

Самый известный на Земле растворитель – вода. Почти все органические и неорганические соединения готовы растворяться в водном растворе.

По химическим свойствам  H 2 O   слабый электролит, плохо разлагающийся на ионы. Для водного раствора свойственна нейтральная среда. В данной среде концентрация ионов водорода и гидроксид-ионов равны.

Растворяя всевозможные вещества в воде, возможно получить различные концентрации ионов  H +   и  OH -  . Это будет находиться в зависимости от природы вещества и степени его диссоциации.

В зависимости от этого различают слабые и сильные электролиты. К сильным электролитам относятся растворимые соли, кислоты и щелочи.

Соли в водных растворах не просто растворяются, а разлагаются на ионы. Подобный процесс получил название  гидролиза . 

Состав солей определяется кислотой и основанием, их степенью диссоциации и химическими свойствами. Кислоты и основания могут быть сильными и слабыми.

В зависимости от состава органические вещества относятся к разной степени гидролизуемых веществ: чем выше ионизация в молекуле, тем большему гидролизу подвергается вещество.

Типы гидролиза солей

1. Для солей, которые включают слабое основание и сильную кислоту, свойственен  гидролиз по катиону .

К примеру  CuCl 2 ,  —  это средняя соль. Состав представлен слабым основанием  Cu(OH) 2    (нерастворимым в воде) и сильной кислотой  HCl .

Все растворимые соли считаются сильными электролитами, вследствие этого при растворении в воде всецело диссоциируют на ионы.

Раствор представляет собой частичную диссоциацию молекулы воды и абсолютное разложение на ионы хлорида меди (II).  OH -  анионы объединяются с катионом   Cu 2+  и образуют нерастворимое соединение, которое не диссоциирует на ионы. Ионы  H +   и  Cl - связываются в молекулу сильного электролита – соляную кислоту. В итоге получается накопление в растворе ионов  H + , которые обеспечивают,  кислую реакцию среды раствора  и изменение цвета индикаторов. Индикатор может быть метиловым оранжевым. В нейтральной среде имеет оранжевый цвет, в кислой окрашивается в красный.

Представляем процесс в виде уравнений реакции:  1) Cu 2+  + H 2 O  = Cu(OH) 2  ↓ +    2H +   — сокращенное ионное  уравнение   2) Cu 2+  + 2Cl -  + 2H 2 O  = Cu(OH) 2  ↓ +    2H +  + 2Cl - — полное ионное уравнение  3) CuCl 2   + 2H 2 O  = Cu(OH) 2  ↓ +    2HCl — молекулярное уравнение реакции

2. Для солей, которые включают сильное основание и слабую кислоту, характерен  гидролиз по аниону .

К примеру,  Na 2 CO 3  представляет собой соль, образованную сильным основанием  NaOH  (водорастворимым) и слабой кислотой  H 2 CO 3 .

Когда карбонат натрия растворяется в воде, он полностью распадается на ионы, а молекулы воды отчасти диссоциируют на ионы. В итоге процесса гидролиза ионы  Na +  и  OH -  объединяются и получается сильный электролит гидроксид натрия. В растворе накапливается избыточное общее количество гидроксильных анионов  OH - , которые свойственны для щелочной реакции среды. Катионы  H +  и анионы  CO3 2-   образуют слабую углекислоту, которая в растворе распадается на воду и углекислый газ. 

Составляем уравнение гидролиза: 1)   CO3 2-  +  H 2 O  = 2OH -  +   H 2 O + CO 2  ↑— сокращенное ионное уравнение  2)  2 Na +  + CO3 2-  + 2 H 2 O =   2 Na +  + 2OH -  + CO 2  ↑ — полное ионное уравнение 3)   Na 2 CO 3 + 2 H 2 O =   2 NaOH + H 2 CO 3  —  молекулярное уравнение реакции

Углекислота очень слабая, в растворе распадается на H 2 O и CO 2 .

Уравнение будет выглядеть так:

Na 2 CO 3 + 2 H 2 O =   2 NaOH + H 2 O + CO 2 ↑

3. Гидролиз по катиону и аниону  характерен для солей, которые состоят из слабого основания и слабой кислоты.Например,  (NH 4 ) 2 S  представляет собой среднюю соль, образованную слабым основанием  NH 4 OH   и слабой кислотой  H 2 S . 

При растворении сульфида аммония в водном растворе происходит образование малодиссоциирующих веществ-гидроксида аммония и сероводорода. В растворе остаются лишь только молекулы воды, растворная среда станет нейтральной.

Составляем уравнение гидролиза: 1) (NH 4 ) 2 S  +  H 2 O = 2NH 3  ↑ +  H 2 O +H 2 S ↑   — молекулярное уравнение реакции 2)  Полное и сокращенное ионные уравнения отсутствуют 

4. Гидролизу не подвергается  соль, состоящая из сильного основания и сильной кислоты.Например,  BaCl 2  представляет собой соль, образованную сильным основанием  Ba(OH) 2  (водорастворимым) и сильной кислотой  HCl .

Представленный тип солей не содержит кислотных остатков и катионов металлов, реагирующих с водой, т. е. способных влиять на РН водного раствора. Консистенции таких солей имеют нейтральную реакционную среду. В процессе растворения в воде образуются сильные электролиты, полностью распадающиеся на ионы.

Процессы диссоциации и гидролиза считаются обратимыми и подчиняются совокупным закономерностям смещения химического равновесия. Данные процессы возможно усиливать и замедлять, добавляя в раствор одноименный ион, разбавляя раствор или же нагревая его.

Для составления уравнений гидролиза солей существует конкретный алгоритм:

1. Запишите формулу соли и определите ее растворимость в воде, применяя таблицу растворимости солей, кислот и оснований в воде.

• ZnCl 2  растворимый в воде
• ZnCl 2  растворимый в воде

2. В случае если соль растворима, составьте уравнение диссоциации

• ZnCl 2  ⟷  Zn 2+  + 2Cl -
• ZnCl 2  ⟷  Zn 2+  + 2Cl -

3. Определите состав соли

7. В данном случае среда является кислой.  В данном случае среда является кислой.  7. Составьте полное ионное уравнение соли Zn 2+  + 2Cl -   + 2 H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  +2H +  + 2Cl-   Zn 2+  + 2Cl -   + 2 H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  +2H +  + 2Cl-   8. Составим молекулярное уравнение гидролиза ZnCl 2  + 2H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  + 2HCl ZnCl 2  + 2H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  + 2HCl " width="640"

4. Сделайте вывод, какой из ионов соли подвергается гидролизу:

• Zn 2+ — ион, образующий слабый электролит, поэтому он подвергается гидролизу.В данном случае гидролиз проходит по катиону.
• Zn 2+ — ион, образующий слабый электролит, поэтому он подвергается гидролизу.В данном случае гидролиз проходит по катиону.

5. Составляем  краткое ионное уравнение

• Zn 2+  + 2H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  +2H +    
• Zn 2+  + 2H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  +2H +    

6. Определите среду и рН раствора соли. Если в кратком ионном уравнении появляется  2H +   — кислый раствор среды, рН OH - , то среда в растворе щелочная, рН 7.

• В данном случае среда является кислой. 
• В данном случае среда является кислой. 

7. Составьте полное ионное уравнение соли

• Zn 2+  + 2Cl -   + 2 H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  +2H +  + 2Cl-  
• Zn 2+  + 2Cl -   + 2 H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  +2H +  + 2Cl-  

8. Составим молекулярное уравнение гидролиза

• ZnCl 2  + 2H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  + 2HCl
• ZnCl 2  + 2H 2 O = Zn(OH) 2 ↓  + 2HCl

Задание для подготовки к егэ

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов, имеющих одинаковую концентрацию (моль/л).

1) гидрокарбонат натрия

2) сульфат магния

3) сульфат натрия

4) соляная кислота

Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов.

Ответ: 4231.

Пояснение

Домашняя работа

Вариант № 5510468

Ссылка - https:// chem-ege.sdamgia.ru/test?id=5510468