Степень гидролиза солей зависит от их природы. В случае гидролиза SbCl3 идут следующие процессы:
1) SbCl3 + HOH D Sb(OH)Cl2 + HCl
Sb3+ + HOH D Sb(OH)2+ + H+
2) Sb(OH)Cl2 + (HOH) D SbOCl¯ + HCl
Sb(OH)2+ + НОН D Sb(OH)2+ + H+
Sb(OH)2+ + Cl- D SbOCl¯ + H+ + H2O
В результате гидролиза по второй ступени образуется Sb(OH)2Cl - неустойчивое вещество, которое разлагается с образованием осадка оксохлорида сурьмы SbOCl. Это приводит к смещению равновесия гидролиза вправо. Поэтому растворы SbCl3 можно готовить только в сильнокислой среде.
Налейте в пробирку примерно 1 мл SbCl3. Добавьте к раствору SbCl3 примерно 5 капель дистиллированной воды. Что наблюдаете? Добавьте в реакционную смесь 1 мл соляной кислоты (2н). Что наблюдаете? Добавьте к раствору еще 1-2 мл дистиллированной воды. Что наблюдаете? Запишите наблюдения и уравнения реакции гидролиза SbCl3. Объясните причины образования и растворения осадка SbOCl.
Опыт 4. Взаимное усиление гидролиза (необратимый гидролиз)
Гидролиз соли усиливается, если связать один из ионов, образующийся в результате гидролиза, в слабый электролит. В результате гидролиза соли слабого основания и сильной кислоты в растворе образуются свободные ионы Н+ (рН<7), а в результате гидролиза соли слабой кислоты и сильного основания - ионы ОН- (рН>7). Но ионы Н+ и ОН- связываются в слабый электролит Н2О. Поэтому степень гидролиза солей увеличивается, то есть гидролиз одной соли усиливает гидролиз другой. В результате гидролиз таких солей доходит до конца. Так, если смешать растворы Al2(SO4)3 и Na2CO3, то в результате образуется осадок Al(ОН)3 и выделится СО2, но не образуется Al2(CO3)3.
В растворе Al2(SO4)3: Al2(SO4)3 + 2НОН D 2AlОНSO4 + Н2SO4
Al3+ + НОН D AlОН2+ + Н+
В растворе Na2CO3: Na2CO3 + НОН D NaНCO3 + NaOН
CO32- + НОН D НCO3- + OН-
При взаимодействии растворов: Н+ + OН- D Н2О
В соответствии с принципом Ле Шателье это усиливает гидролиз обеих солей: AlОН2+ + НОН D Al(ОН)2+ + Н+
Al(ОН)2+ + НОН D Al(ОН)3 + Н+
НCO3- + НОН D Н2CO3 + ОН- D СО2 + Н2О + ОН-
В результате всех этих процессов образуются следующие соединения:
Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3Н2О = 2Al(ОН)3¯ + 3СО2 + 3Na2SO4
К пяти каплям раствора сульфата алюминия прибавьте 5-6 капель раствора карбоната натрия. Что наблюдаете? Докажите, что образуется осадок Al(ОН)3, а не Al2(CO3)3. Для этого проверьте растворимость образовавшегося осадка в HCl (2н) и NaOH (2н). Запишите наблюдения и уравнения реакций.
Напишите уравнения и признаки реакций при смешивании растворов сульфата алюминия и карбоната натрия.
Рассчитайте, при каком значении рН начинается образование осадка Al(ОН)3, если концентрация [Al3+] в растворе равна 0,1 моль/л.
Задачи и упражнения
1. Напишите уравнения диссоциации и вычислите рН в растворах сильных кислот: а) 0,005 М раствор H2SO4; б) 0,01 М раствор HNO3; в) 0,002 М раствор HCl; г) 0,1 М раствор HClO4.
2. Напишите уравнения диссоциации и вычислите рОН и рН в растворах сильных оснований: а) 0,005 М раствор Са(ОН)2; б) 0,05 М раствор NаOН; в) 0,002 М раствор Ва(ОН)2; г) 0,1 М раствор КОН.
3. Напишите уравнения диссоциации и вычислите степень диссоциации (a), [H+] или [OH-] и рН в растворах слабых кислот и оснований, учитывая только первую ступень диссоциации: а) 0,05 М раствор H2SO3; б) 0,01 М раствор NH4OH; в) 0,2 М раствор HClО; г) 0,1 М раствор H2S; д) 0,02 М раствор HNO2.
4. Напишите уравнения диссоциации и вычислите рН в растворах содержащих слабый и сильный электролит: а) 0,01 моль HF и 0,05 моль NaF; б) 0,05 моль NH4OH и 0,5 моль NH4Cl; в) 0,2 моль CH3COOH и 0,2 моль CH3COONa.
5. Как изменится рН растворов: а) если к 100 мл 0,04 М раствора NH4OH прибавить 100 мл 0.2 М раствора NH4Cl; б) если к 50 мл 0,1 М раствора HNO2 прибавить 450 мл 0.2 М раствора NaNO2?
6. Напишите молекулярные и ионные уравнения первой ступени гидролиза и укажите рН для следующих солей: а) NaCN и CuSO4; б) K2CO3 и AlCl3; в) Na3PO4 и Ba(NO3)2; г) NH4F и Fe2(SO4)3.
7. Напишите уравнения реакций гидролиза и укажите какие внешние воздействия усиливают гидролиз солей - Na2SiO3, Zn(NO3)2, CH3COONH4; подавляют (уменьшают) гидролиз солей - FeCl3, Na2S, NH4NO2.
8. Напишите молекулярные и ионные уравнения первой ступени гидролиза и вычислите константу гидролиза (Кг), степень гидролиза (h) и рН в растворах следующих солей: а) 0,1 М раствор NaHS; б) 0,05 М раствор NH4NO3; в) 0,05 М раствор K2SO3; г) раствор NH4CN; д) 0,02 М раствор Na2HPO4.
9. Напишите уравнения реакций взаимодействия растворов солей: AlCl3 с K2CO3 и FeCl3 с Na2S. Какие вещества образуются в результате реакций и почему?
10. Определите рН в растворе образующемся после прибавления 50 мл 0,2 М раствора H2SO4 к 150 мл 0,1 М раствора NaOH.
Лабораторная работа 7.
