Содержание темы
Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). Понятие об индикаторах. Гидролиз солей. Типичные случаи гидролиза солей. Константа гидролиза, степень гидролиза, связь между ними и факторы, от которых они зависят (температура, концентрация, разбавление). Взаимное усиление гидролиза.Механизмы гидролиза растворимых и труднорастворимых веществ. Полимерные гидроксокомплексы многозарядных катионов. Прогноз направления обменных реакций и равновесных концентраций ионов и молекул на основе известных констант.
Контрольные вопросы и задания для самоподготовки
1. Чему равны концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов в воде при 25ºС?
2. Что называется ионным произведением воды? Чему равно ионное произведение воды при 25ºС?
3. Что называется водородным показателем (pH)? Гидроксильным показателем (pOH)? Как их можно рассчитать? Что значит: «кислая», «нейтральная», «щелочная среда»?
4. Понятие об индикаторах. Какие индикаторы Вы знаете?
5. Что называется гидролизом соли? В чем суть гидролиза солей?
6. Какие соли подвергаются гидролизу по катиону? Примеры.
7. Какие соли подвергаются гидролизу по аниону? Как изменяется реакция среды в растворах солей за счет гидролиза? Примеры.
8. Обратимость гидролиза. Ступенчатый гидролиз. Примеры.
9. Влияние различных факторов на степень гидролиза (разбавление раствора, нагревание, добавление третьих веществ)?
10. Взаимное усиление гидролиза. Полный и необратимый гидролиз. Какие соли не могут быть получены (не могут существовать) в водном растворе?
11. Приведите примеры процессов гидролиза в природе.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
Опыт 1. Зависимость рН растворов от состава солей
а) Определите рН растворов следующих солей: NH4NO3, KCl, CH3COONa, Na2CO3, AlCl3, CH3COONH4. Для этого следует окунуть чистую стеклянную палочку в раствор соответствующей соли и смочить этим раствором бумажку, пропитанную универсальным индикатором. Напишите уравнения гидролиза изученных солей в молекулярной и краткой ионной форме. Рассчитайте константу гидролиза и рН 1М растворов указанных веществ. (При расчетах используйте данные таблиц Приложения).
Сравните экспериментальные результаты с расчетами: правильно ли предсказана среда? Сравните полноту гидролиза солей. Почему в двух случаях рН соответствует нейтральной среде?
б) Исследуйте растворы Na2CO3 и NaHCO3 в отдельных пробирках при помощи универсального индикатора. Почему рН растворов этих солей имеют различные значения? Подтвердите наблюдения расчетами.
Влияние температуры на степень гидролиза
Налейте в пробирку 4‑5 мл раствора ацетата натрия и добавьте 2‑3 капли фенолфталеина. Часть полученного раствора отлейте в другую пробирку и оставьте для сравнения, а оставшийся раствор нагрейте до кипения. Как меняется интенсивность окраски? Охладите раствор и сравните его цвет с цветом контрольного раствора. Дайте объяснения наблюдаемым явлениям.
Зависимость полноты гидролиза от концентрации раствора
а) Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорида сурьмы (III) НSbCl4 и, интенсивно перемешивая раствор, добавьте по каплям дистиллированную воду до образования осадка во всем объеме. Напишите уравнения гидролиза, считая, что при разбавлении раствора образуется осадок оксохлорида сурьмы SbOCl. Объясните результат опыта.
б) Раствор с осадком разделите на три части, к одной из частей прилейте по каплям концентрированную соляную кислоту, к другой – концентрированную серную кислоту, к третьей – добавьте 1‑2 стеклянных ложечки кристаллического хлорида натрия. Затем в каждую пробирку вновь добавьте воду. Что в каждом случае наблюдается и почему?
Смещение равновесий гидролиза за счет удаления продуктов
Налейте в пробирку около 2 мл раствора хлорида железа(III) и внесите в него 0,5 стеклянной ложечки магниевого порошка. Результатом какой реакции является выделяющийся газ? Как сказывается протекание этой реакции на полноте гидролиза FeCl3? В чем это проявляется?
5. Полный, взаимно‑усиливающийся гидролиз
В небольшом термостойком стакане слейте вместе по 10‑15 мл растворов соли алюминия и карбоната натрия. Каков состав выпавшего осадка и выделяющегося газа? Составьте уравнение реакции, протекающей при совместном гидролизе двух солей. Стакан прогрейте на электроплитке, отфильтруйте осадок на воронке Бюхнера, промойте его на фильтре горячей водой для удаления избытка Na2CO3 (как убедиться в полноте промывки осадка?). Докажите опытным путем, что полученный осадок является не карбонатом алюминия, а гидроксидом алюминия.
