Опыты по химии. Гидролиз солей

28 Дек

Гидролиз солей

Всегда ли нейтральны водные растворы солей? Вода – нейтральна, потому что содержит ионы водорода и ионы гидроксила в равных количествах.

H2O = H+ + OH

Смещается ли равновесие при растворении в воде солей? Напомним, что при избытке ионов водорода H+ среда получается кислой, при избытке ионов гидроксила OH‑ щелочной. Соли состоят состоят из двух ионов: катиона – положительно заряженного иона и аниона – отрицательно зараженного иона. Кислоты и основания бывают слабыми, малорастворимыми, и сильными ‑ растворимыми. Если соль образована равными по силе кислотой и основанием, раствор такой соли нейтрален. Когда силы неравны — кислотность определяет сильнейший. Например, силикат натрия Na2SiO3 – соль сильного основания – едкого натра NaOH и слабой кремниевой кислоты H2SiO3.. При растворении в воде силиката натрия среда становится щелочной. Лакмус окрашивается в синий цвет.

Na2SiO3 + H2O ⇔ NaHSiO3 + NaOH

SiO32‑ + HOH ⇔ HSiO3 + OH

Раствор сульфата натрия Na2SO4 – нейтрален, эта соль образована сильным основанием – едким натром NaOH и сильной серной кислотой H2SO4. Лакмус не меняет цвет.

Раствор карбоната натрия Na2CO3 имеет щелочную реакцию, соль образована сильным основанием – едким натром NaOH и слабой угольной кислотой H2CO3. Лакмус регистрирует щелочную реакцию.

Na2CO3+ HOH  NaHCO3+ NaOH

CO32‑ + HOH  HCO3 + OH

Раствор хлорида натрия NaCl, соли сильного основания NaOH и сильной соляной кислоты HCl, нейтрален. Лакмус не меняет цвет.

Сульфат цинка ZnSO4 – соль слабого основания — гидроксида цинка Zn(OH)2   и серной кислоты H2SO4. Сильная серная кислота определяет реакцию раствора сульфата цинка — лакмус краснеет. При растворении в воде сульфата цинка образуется малорастворимый гидроксид цинка, который связывает ионы гидроксила воды, оставляя в избытке ионы водорода.

2ZnSO4 + 2HOH ⇔ (ZnOH)2SO4 + H2SO4

Zn2+ + HOH  ZnOH + + H+

Хлорид аммония NH4Cl – соль слабого основания гидрата аммиака NH3··H2О и сильной соляной кислоты HCl. Лакмус становится красным, указывая на кислую реакцию раствора хлорида аммония.

NH4Cl + HOH  NH4OH + HCl

NH4+ + HOH  NH4OH + H+

Мы наблюдали результат растворения солей в воде — гидролиза солей, и убедились в том, что водные растворы солей не всегда нейтральны. Растворы могут быть и кислыми, и щелочными. Все зависит от соотношения сил кислоты и основания, составляющих соль.

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Гидролиз солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой

Три разные соли: карбонат натрия, сульфид натрия и сульфит натрия имеют общий признак – эти соли образованы сильным основанием и слабыми кислотами. Фенолфталеин в пробирках с растворами этих солей становится розовым. Это значит, что в пробирках – щелочная среда. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуются с образованием щелочи.

Na2CO3 + HOH ↔ NaOH + NaHCO3

CO3 2‑+ HOH ↔ OH + HCO3

 

Na2S + HOH ↔ NaOH + NaHS

S 2‑+ HOH ↔ OH + HS

 

 Na2SO3 + HOH ↔ NaOH + NaHSO3

SO3 2‑+ HOH ↔ OH + HSO3

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Гидролиз солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой

Возьмем для опыта растворы сульфата меди (II), сульфата цинка и хлорида алюминия.

Эти соли образованы сильными кислотами и слабыми основаниями. Лакмус в пробирках становится красным.

Это значит, что в пробирках кислая среда. Соли сильных кислот и слабых оснований гидролизуются с образованием кислоты.

2СuSO4 +2H2O ↔ (Cu OH)2SO4 + H2SO4

Cu2+ + H2O ↔CuOH + + H+

 

2ZnSO4 +2H2O ↔ (Zn OH)2SO4 + H2SO4

Zn2+ + H2O ↔ZnOH + + H+

 

AlCI3 + H2O ↔ Al(OH)CI2 + HCl

Al3+ + H2OAl(OH)2+ + H+

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.

Техника безопасности. Необходимо осторожное обращение с солями меди. Остерегаться попадания солей меди на кожу и слизистые оболочки.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Гидролиз солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой

Возможно ли получить реакцией обмена карбонат железа FeCl3, соль слабого основания и слабой кислоты? Сделаем попытку и прильем к раствору хлорида железа FeCl3 раствор карбоната натрия Na2CO3. Выделяется углекислый газ CO2 и выпадает бурый осадок нерастворимого гидроксида железа (III) Fe(OH)3.

2FeCl3+3Na2CO3 + 3H2O = 2 Fe(OH)3 + 6 NaCl + 3 CO2

Нам не удалось получить карбонат железа (III) из растворов. Эта соль не существует в водном растворе, потому что взаимодействует с водой.   При взаимодействии с водой – гидролизе — образуется нерастворимый гидроксид железа и угольная кислота, которая распадается с образованием углекислого газа. Происходит полный гидролиз соли. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, полностью гидролизуются, то есть взаимодействуют с водой, переставая существовать.

Оборудование: химический стакан.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Усиление гидролиза солей при нагревании

Сульфит натрия Na2SO3– соль сильного основания и слабой кислоты. Фенолфталеин становится малиновым в растворе этой соли, потому что сульфит натрия гидролизуется с образованием щелочи.

Na2SO3 + HOH ↔ NaOH + NaHSO3

SO3 2‑+ HOH ↔ OH + HSO3

Как влияет на гидролиз нагревание раствора? Перед нагреванием разбавим раствор. Затем нагреем раствор в пробирке. Малиновая окраска раствора сульфита натрия становится более интенсивной. Значит, содержание щелочи в пробирке увеличивается. Очевидно, что гидролиз с ростом температуры усиливается.

Оборудование: пробирка, держатель пробирок, спиртовка, химические стаканы.

Техника безопасности. Следует также соблюдать правила работы с нагревательными приборами.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Одноклассники

Комментарии: