Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Дисциплины:
2018-01-14 | 262 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Диссоциация:
CH3COOK®CH3COO-+K+(необратимо). (1)
Гидролиз:
CH3COO-+H2O«CH3COOH+OH-(обратимо). (2)
Образующиеся ОН- группы обуславливают щелочную среду раствора (рН>7). Однако из молекулярного уравнения гидролиза это не очевидно, так как образуются кислота и основание:
CH3COOK+H2O«CH3COOH+KOH. (3)
кислота основание
Степень гидролиза h - доля молекул (ионов), вступивших в реакцию с водой.
Константа гидролиза - константа равновесия реакции гидролиза (2), умноженная на концентрацию воды:
КГ=K×[H2O]=(([CH3COOH]×[OH-])/([CH3COO-]×[H2O]))×[H2O]==[CH3COOH]×[OH-]/[CH3COO-] =
=([CH3COOH]×[OH]×[H+])/([CH3COO-]×[H+])= KW/Ka,
где Ка - константа кислотности (константа диссоциации уксусной кислоты), КW - ионное произведение воды. В общем случае для соли, образованной слабой кислотой,
KГ=KW/Ka.
Между константой и степенью гидролиза существует простая связь:
KГ = С×h2/(1-h),
где С - молярная концентрация соли в растворе. При h<<1, KГ»С×h2, откуда следует
h = Ö(KГ/C).
Зная степень гидролиза, легко рассчитать рН:
[OH-]=h×C, [H+]=KW/[OH-].
Соль образована несильным основанием
Диссоциация:
NH4NO3 ® NH4+ + NO3- (необратимо).
Гидролиз:
NH4+ + H2O «NH4OH + H+ (обратимо).
Образование ионов водорода свидетельствует о том, что раствор соли кислый (рН<7). Уравнение реакции гидролиза в молекулярном виде:
NH4NO3 + H2O «NH4OH + HNO3.
Аналогично предыдущему случаю,
KГ=KW/Kb,
h = Ö(KГ/C),
где Кb - константа диссоциации слабого основания, С - молярная концентрация соли. Однако здесь в ходе реакции гидролиза образуются протоны, поэтому
[H+] = h×C.
Соль образована несильной кислотой и несильным основанием
Диссоциация:
NH4F® NH4+ + F-.
Гидролиз:
NH4+ + H2O «NH4OH + H+ (обратимо),
F- + H2O «HF + OH- (обратимо).
Но продукты гидролиза взаимно нейтрализуются:
|
H+ + OH- ® H2O (необратимо).
Следовательно, в соответствии с принципом Ле Шателье, реакции гидролиза сильно смещаются вправо для восполнения потерь H+ и OH-, то есть гидролиз может идти практически до конца:
NH4+ +F- + H2O ® NH4OH + HF,
а pH раствора будет близок к 7. Однако, если Ка>Kb, то рН<7 и наоборот, если Ka<Kb, то рН>7. Константа и степень гидролиза могут быть найдены из уравнений
KГ=KW/(Kb×Ka),
KГ = С×h2/(1-h),
причем в соответствии с вышесказанным, h®1.
4. Ступенчатые реакции гидролиза
Если соль образована слабой многоосновной кислотой или слабым основанием многовалентного металла, то гидролиз идет ступенчато с образованием кислых или основных солей. Например:
Na2CO3 ® 2Na+ + CO32-.
Первая ступень:
CO32- + H2O «HCO3- + OH-
или в молекулярном виде:
Na2CO3 + H2O «NaHCO3 + NaOH.
Здесь устанавливается равновесие между ионами CO32- и HCO3-, присутствие которых характерно для второй ступени диссоциации угольной кислоты:
HCO3- «CO32- + H+; Ka2=4.7×10-11.
Поэтому константа гидролиза по первой ступени этой соли определяется константой диссоциации угольной кислоты по второй ступени:
KГ1 = KW/Ka2.
Вторая ступень: здесь рассматривается взаимодействие с водой продуктов гидролиза первой ступени
HCO3- + H2O «H2CO3 + OH-
или в молекулярном виде
NaHCO3 + H2O «H2CO3 + NaOH.
Равновесию HCO3- «H2CO3 соответствует первая ступень диссоциации угольной кислоты
H2CO3 «HCO3- + H+; Ka1=4.5×10-7,
поэтому
KГ2 = KW/Ka1.
Однако второй ступенью гидролиза по сравнению с первой можно пренебречь, так как Ka1>>Ka2.
Аналогично, гидролиз нитрата свинца (II) можно представить в виде схемы
Pb(NO3)2 ® Pb2+ + 2 NO3-;
первая ступень:
Pb2+ + H2O «PbOH+ + H+
или
Pb(NO3)2 + H2O «Pb(OH)NO3 + HNO3,
KГ1 = KW/Kb2;
вторая ступень:
PbOH+ + H2O «Pb(OH)2 + H+
или
Pb(OH)NO3 + H2O «Pb(NO3)2 + HNO3,
KГ2 = KW/Kb1, причем КГ1>>КГ2.
Лабораторная работа
Реактивы
Индикаторы: универсальная индикаторная бумага, раствор лакмуса, раствор фенолфталеина.
Растворы: 1 М ацетат натрия, 1 М хлорид сурьмы (III), 0.1 М хлорид железа (III), 2 М НСl, насыщенный раствор сульфида натрия.
Кристаллические соли: ацетат натрия, карбонат калия, хлорид натрия, хлорид аммония, сульфат цинка, фосфат натрия, сульфит натрия, сульфат натрия.
|
Металлический магний.
Выполнение работы
Опыт 1. Анализ рН растворов различных солей.
В семь пробирок налить на 1/3 их объема дистиллированной воды. В каждую пробирку добавить две капли нейтрального раствора лакмуса. Одну пробирку оставить в качестве контрольной, в остальные добавить по несколько кристалликов солей или несколько капель насыщенных растворов CH3COONa, Na2S, K2CO3, Na3PO4, NH4Cl, NaCl. Содержимое пробирок встряхнуть. По изменению окраски лакмуса сделать вывод о рН раствора соли. Результаты занести в таблицу
Формула соли | Окраска лакмуса | РН раствора |
Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения возможного гидролиза солей.
Опыт 2. Влияние силы кислоты, образующей соль, на степень гидролиза соли.
В 3 пробирки налить дистиллированной воды на 2/3 их объема. В первую пробирку внести несколько кристалликов сульфита натрия, во вторую - карбоната натрия, в третью - сульфата натрия. В каждую пробирку добавить по одной капле фенолфталеина.
Обратить внимание на интенсивность окраски растворов. Для какой соли степень гидролиза больше? (Подсказка: обратитесь к таблице констант диссоциации в конце данного практикума.) Написать уравнения гидролиза солей по первой ступени.
Опыт 3. Влияние температуры на степень гидролиза соли.
Налить в пробирку 2 мл раствора хлорида железа (III). Нагреть раствор до кипения. Отметить и объяснить изменения в растворе. Написать схему гидролиза.
Опыт 4. Влияние рН раствора на степень гидролиза.
Налить в пробирку 2 мл раствора хлорида железа (III). Добавить 2 капли раствора лакмуса. Оценить рН раствора. Написать уравнение гидролиза с образованием гидроксокатиона.
Положить в пробирку с исследуемым раствором магниевую стружку. Какой газ образуется? Каков состав образующегося осадка? Оценить изменение рН раствора в ходе реакции. Как влияет уменьшение концентрации ионов водорода на полноту протекания гидролиза исследуемой соли? Написать уравнения наблюдаемых реакций.
Опыт 5. Влияние концентрации раствора соли на степень гидролиза.
Налить в пробирку 3-4 мл раствора хлорида сурьмы (III). Постепенно, по каплям, прибавлять воду до выпадения осадка хлорида оксосурьмы SbOCl.
|
Написать уравнения гидролиза исследуемой соли. (Подсказка: хлорид оксосурьмы образуется при отщеплении молекулы воды от хлорида дигидроксосурьмы Sb(OH)2Cl - продукта второй ступени гидролиза.) Как влияет разбавление на степень гидролиза? Добавлением какого реактива можно снизить степень гидролиза исследуемой соли? Проверить свое предположение на опыте.
Контрольные вопросы
1. Что такое гидролиз? В чем его отличие от диссоциации и гидратации?
2. Каковы количественные характеристики полноты протекания гидролиза?
3. Как влияет на полноту протекания гидролиза природа веществ и внешние условия?
4. До какой степени при обычных условиях протекает гидролиз многозарядных катионов и анионов?
5. Какая соль больше подвержена гидролизу: NH4Cl или NaF? Напишите схемы гидролиза. Рассчитайте рН 0.1 М растворов этих солей.
6. Как усилить или подавить гидролиз?
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!