Лабораторная работа 5.Испытание растворов солей индикаторами. Гидролиз солей.

Цель работы

Путем испытания растворов солей индикаторами доказать, какие соли подвергаются гидролизу и определить реакцию среды данных растворов.

Пояснения к работе

 

Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого образуется слабый электролит.

Гидролиз соли – это разновидность ионообменной реакции. Реакция протекает в направлении, обратном реакции нейтрализации. Поэтому при гидролизе соли образуются кислота (или кислая соль) и основание (или основная соль), и обычно среда раствора становится соответственно щелочной или кислой. Будет ли соль подвергаться гидролизу и какое значение рН приобретет раствор, можно определить, зная силу кислот и оснований, которыми образована соль.

К сильным электролитам относят: а) практически все растворимые соли; б) кислоты: H₂SO₄, HNO₃, HCl, HBr, HI, HClO₄, HClO₃, HMnO₄, HCrO₃; в) растворимые основания (щелочи) – гидроксиды металлов IA и IB групп периодической системы:

KOH, NaOH, LiOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂. К слабым электролитам относят остальные кислоты и основания, воду и другие вещества.

 

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются (KCl, Na₂SO₄, Ba(NO₃)₂ и др.). Среда водного раствора остается нейтральной.

 

Если растворимая соль содержит хотя бы один ион слабого электролита (основания, кислоты), то такая соль обязательно подвергается гидролизу; характер среды при этом соответствует более сильному электролиту, образовавшему соль. То есть соль сильного основания и слабой кислоты дает щелочную среду, рН > 7 (Na₂CO₃, K₂SO₃, (CH₃COO)₂Ba и др.); соль слабого основания и сильной кислоты дает кислую среду, рН < 7 (AlCl₃, Zn(NO₃)₂, CuSO₄ и др.). Если оба электролита слабые, то в зависимости от того, какой из них сильнее, среда становится слабокислой, нейтральной или слабощелочной.

 

Напишем уравнения гидролиза. Обычно уравнения гидролиза записывают в трех формах: сокращенной ионной, ионной и молекулярной. Удобнее начинать с сокращенной ионной формы, которая отражает сущность процесса гидролиза – взаимодействие ионов соли с водой. Необходимо помнить, что в реакции участвуют ион слабого электролита и одна молекула воды (H⁺OH^-).

 

7. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой

 

хлорид аммония NH₄Cl

NH₄⁺ + H₂O D NH₄OH + H⁺

NH₄⁺ + Cl^- + H₂O D NH₄OH + H⁺ + Cl^-

NH₄Cl + H₂O D NH₄OH + HCl

 

хлорид алюминия AlCl₃

Al³⁺ + H₂O D AlOH²⁺ + H⁺

Al³⁺ + 3Cl^- + H₂O D AlOH²⁺ + H⁺ + 3Cl^-

AlCl₃ + H₂O D AlOHCl₂ + HCl

 

Обычно реакция гидролиза с участием многозарядного иона протекает по

более сложной схеме, включающей несколько стадий. Об этом следует помнить, но нет необходимости писать остальные стадии, так как первая достаточно полно характеризует процесс: образование иона Н⁺ указывает на кислую среду раствора, осадок Al(OH)₃ не образуется, потому что гидролиз протекает преимущественно по первой стадии.

 

 

8. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой

цианид калия KCN

CN^- + H₂O D HCN + OH^-

K⁺ + CN^- + H₂O D HCN + K⁺ + OH^-

KCN + H₂O D HCN + KOH

 

сульфит калия K₂SO₃

SO₃^2- + H₂O D HSO₃^- + OH^-

2K⁺ + SO₃^2- + H₂O D 2K⁺ + HSO₃^- + OH^-

K₂SO₃ + H₂O D KHSO₃ + KOH

 

Наличие ионов ОН^- указывает на щелочную среду раствора

 

9. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой

 

ацетат аммония.CH₃COONH₄

CH₃COO^- + NH₄⁺ + H₂O D CH₃COOH + NH₄OH

CH₃COONH₄ + H₂O D CH₃COOH + NH₄OH

 

Раствор в данном случае имеет нейтральную среду, так как степени

диссоциации продуктов гидролиза примерно равны.

Многие соли, образованные многозарядными (двух-, трехзарядными) ионами слабых оснований и слабых кислот, подвергаются полному необратимому гидролизу. В таблице растворимости для таких солей указывается прочерк.

карбонат алюминия

Al₂(CO₃)₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃$ + 3CO₂#

MgS +2H₂O = Mg(OH)₂$ + H₂S#

 

 

Задание для самопроверки и получения допуска к работе в лаборатории

 

При домашней подготовке необходимо:

1. Самостоятельно изучить методические рекомендации к данной лабораторной работе, конспект и литературу по теме.

2. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

3. Решить экспериментальную задачу.

 

 

Контрольные вопросы

1. Что называют гидролизом соли?

2. Какие соли подвергаются гидролизу и каков характер среды образующихся растворов? Перечислить все варианты.

 

Экспериментальная задача

Даны соли: нитрат меди(II), силикат натрия, сульфат калия, карбонат железа(III).

Для каждой соли указать, каким основанием и какой кислотой она образована; определить, подвергается ли соль гидролизу; написать уравнения гидролиза (первая стадия) и указать характер среды раствора.

 

 

Работа в лаборатории

 

Реактивы Оборудование

дистиллированная вода штатив

раствор кислоты девять пробирок

раствор щелочи

растворы солей

индикаторы: лакмус

фенолфталеин

метилоранж

 

Порядок работы:

 

Опыт 1. Изменение окраски индикаторов в растворах щелочей и кислот.

 

Подготовить три пробирки. Налить в первую пробирку немного дистиллированной воды, во вторую – щелочи, в третью – кислоты. Затем прилить в каждую пробирку по две-три капли индикатора лакмуса. Отметить окраску индикатора и занести в первую таблицу отчета.

 

 

Подготовить следующие три пробирки и повторить опыт, взяв вместо лакмуса индикатор фенолфталеин. Отметить окраску индикатора и занести в первую таблицу.

 

Подготовить еще три пробирки и повторить опыт с метилоранжем. Отметить окраску индикатора и занести в таблицу.

 

Пробирки тщательно промыть.

 

Опыт 2. Испытание растворов солей индикаторами. Гидролиз солей.

Подготовить девять пробирок.

 

В первые три пробирки поместить по 1мл раствора одной из выданных солей. Испытать раствор этой соли всеми индикаторами, то есть в одну из трех пробирок добавить лакмус, в другую – фенолфталеин, в третью – метилоранж.

Пользуясь первой таблицей, по окраске индикаторов определите реакцию среды раствора данной соли. Во вторую таблицу занесите формулу соли, отметьте среду раствора и запишите формулы основания и кислоты, из которых образована данная соль.

 

В следующие три пробирки поместить по 1мл раствора другой выданной соли и повторить опыт.

 

В последние три пробирки поместить по 1мл раствора третьей соли и повторить опыт.

 

Объяснить реакцию среды в растворах солей с точки зрения гидролиза, для чего составить ионные уравнения реакций гидролиза тех солей, в растворах которых индикаторы изменили окраску.

Сделать вывод о том, какие соли подвергаются гидролизу (с указанием среды раствора).

 

 

Отчет

Лабораторная работа

Гидролиз солей

Выполнил студент…………..……………………………………………………...

фамилия, инициалы

Группа №……….

Цель работы:……………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Опыт 1. Изменение окраски индикаторов в растворах щелочей и кислот.

 

Индикатор	окраска индикатора
в воде	в щелочи	в кислоте
Лакмус
Фенолфталеин
Метилоранж

 

Уравнение реакции для кислоты………………………………………………….

Объяснение………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………….

Уравнение реакции для щелочи…………………………………………………...

Объяснение………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….

 

Опыт 2. Испытание растворов солей индикаторами. Гидролиз солей.

 

Формула соли	среда раствора	какими основаниями и кислотами образована соль
нейтр	щелочн	кислая

 

Уравнения реакций гидролиза в ионной форме с указанием среды раствора

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….

Объяснение

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Вывод……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

 

 

Урок №30