Методическая разработка на тему: " Гидролиз солей." 11 класс

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

Соли – это ионные соединения, при попадании в воду они диссоциируют на ионы. В водном растворе эти ионы ГИДРАТИРОВАНЫ – окружены молекулами воды.

Обнаружено, что водные растворы многих солей имеют не нейтральную среду, а либо слабокислую, либо щелочную. Объяснение этого – взаимодействие ионов соли с водой. Этот процесс называется ГИДРОЛИЗОМ.

Катионы и анионы, образованные слабым основанием или слабой кислотой, взаимодействуют с водой, отрывая от нее Н или ОН.

Причина этого: образование БОЛЕЕ ПРОЧНОЙ связи, чем в самой воде.

По отношению к воде соли можно разделить на 4 группы:

1) Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой - НЕ ГИДРОЛИЗУЕТСЯ, в растворе только диссоциирует на ионы.

Среда нейтральная.

ПРИМЕР: Не гидролизуются соли – NaCl, KNO₃, RbBr, Cs₂SO₄, KClO₃, и т.п. В растворе эти соли только диссоциируют: Cs₂SO₄  2Cs⁺+SO₄²

2) Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой

- гидролиз ПО АНИОНУ. Анион слабой кислоты отрывает от воды ионы водорода, связывает их.

В растворе образуется избыток ионов ОН^- - среда щелочная.

ПРИМЕР: Гидролизу по аниону подвергаются соли - Na₂S, KF, K₃PO₄ , Na₂CO₃, Cs₂SO₃, KCN, KClO, и кислые соли этих кислот.

K₃PO₄ – соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием. Гидролизуется фосфат-анион.

PO₄^3- + НОН ⇄ НРО₄^2-+ОН^-

K₃PO₄ + Н₂О ⇄ К₂НРО₄ + КОН

(это первая ступень гидролиза, остальные 2 идут в очень малой степени)

3) Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой - гидролиз ПО КАТИОНУ. Катион слабого основания отрывает от воды ион ОН^-, связывает его. В растворе остаётся избыток ионов H⁺ - среда кислая.

ПРИМЕР: Гидролизу по катиону подвергаются соли - CuCl₂, NH₄Cl, Al(NO₃)₃, Cr₂(SO₄)₃ .

CuSO₄ – соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой. Гидролизуется катион меди:

Cu⁺² + НОН ⇄ CuOH⁺ +H⁺

2CuSO₄+2H₂O ⇄ (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄

4) Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой - гидролиз И ПО КАТИОНУ И ПО АНИОНУ.

Если какие-либо из продуктов выделяются в виде осадка или газа, то гидролиз необратимый, если оба продукта гидролиза остаются в растворе - гидролиз обратимый.

ПРИМЕР: Гидролизуются соли –

• Al₂S₃,Cr₂S₃(необратимо)

Al₂S₃ + H₂O  Al(OH)₃ + H₂S

• NH₄F, CH₃COONH₄(обратимо)

NH₄F + H₂O ⇄NH₄OH + HF

Взаимный гидролиз двух солей.

Он происходит при попытке получить с помощью обменной реакции солей, которые в водном растворе полностью гидролизованы. При этом происходит взаимный гидролиз – т.е. катион металла связывает ОН-группы, а анион кислоты – Н⁺

1) Соли металлов со степенью окисления +3 и соли летучих кислот (карбонаты, сульфиды, сульфиты) – при их взаимном гидролизе образуется осадок гидроксида и газ:

2AlCl₃ + 3K₂S + 6H₂O  2Al(OH)₃ + 3H₂S↑ + 6KCl

(Fe³⁺, Cr³⁺) (SO₃^2-, CO₃^2-) (SO₂, CO₂)

2) Соли металлов со степенью окисления +2 (кроме кальция, стронция и бария) и растворимые карбонаты также вместе гидролизуются, но при этом образуется осадок ОСНОВНОГО КАРБОНАТА металла:

2 CuCl₂ + 2Na₂CO₃ + H₂O  (CuOH)₂CO₃ + CO₂ + 4 NaCl

(все 2+, кроме Са, Sr, Ba)

Характеристика процесса гидролиза:

1) Процесс гидролиза является обратимым, протекает не до конца, а только до момента РАВНОВЕСИЯ;

2) Процесс гидролиза – обратный для реакции НЕЙТРАЛИЗАЦИИ, следовательно, гидролиз - эндотермический процесс (протекает с поглощением теплоты).

KF + H₂O ⇄ HF + KOH – Q

Какие факторы усиливают гидролиз?

1. Нагревание – при увеличении температуры равновесие смещается в сторону ЭНДОТЕРМИЧЕСКОЙ реакции – гидролиз усиливается;

2. Добавление воды – т.к. вода является исходным веществом в реакции гидролиза, то разбавление раствора усиливает гидролиз.

Как подавить (ослабить) процесс гидролиза?

Часто необходимо не допустить гидролиза. Для этого:

1. Раствор делают максимально концентрированным (уменьшают количество воды);

2. Для смещения равновесия влево добавляют один из продуктов гидролиза – кислоту, если идёт гидролиз по катиону или щёлочь, если идёт гидролиз по аниону.

Пример: как подавить гидролиз хлорида алюминия?

Хлорид алюминия AlCl₃ – это соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой – гидролизуется по катиону:

Al⁺³ + HOH ⇄ AlOH ⁺² + H⁺

Среда – кислая. Следовательно, для подавления гидролиза необходимо добавить еще кислоты. Кроме того, следует сделать раствор наиболее концентрированным.

Кислота

Галогенангидриды

H₂SO₄

SO₂Cl₂

H₂SO₃

SOCl₂

H₂CO₃

COCl₂

H₃PO₄

POCl₃

PCl₅