Константу гидролиза вычисляют по формуле:
, | (70) |
где Kh, 1 - константа гидролиза по первой ступени, Kw - ионное произведение воды, равное 10-14 при 298 K; Kdn – последняя константа диссоциации слабого электролита. Константы диссоциации гидроксокомплексов металлов называют ступенчатыми константами нестойкости, их находят в справочнике в таблице констант нестойкости гидроксокомплексов.
Степень гидролиза связана с константой гидролиза уравнением:
, | (71) |
где С – концентрация гидролизующегося иона, моль/кг.
В растворах солей, гидролизующихся по аниону, среда щелочная (см. уравнение (67)) и расчет рН ведут по формуле:
. | (72) |
В растворах солей, гидролизующихся по катиону, среда кислая (см. уравнение (68)), расчет рН ведут по формуле
. | (73) |
Соль образована двумя слабыми электролитами
Константу гидролиза вычисляют по формуле:
, | (74) |
где K осн и K к - константы диссоциации основания и кислоты, образующих соль. Формула (96) служит для расчета константы гидролиза по табличным значениям констант диссоциации.
Степень гидролиза вычисляют по уравнению:
. | (75) |
Отношение концентраций ионов Н+ и ОН- в растворе соли определяется относительной силой кислоты и основания:
(76) |
где K к и K осн - константы диссоциации слабых кислоты и основания, которыми образована соль. Отсюда следует, что при 298 К (KW = 10-14):
или . | (77) |
Константа и степень гидролиза у соли, образованной двумя слабыми электролитами, значительно выше, чем у солей, образованных одним слабым электролитом.
Примеры решения задач
Пример 1. составить молекулярное и ионное уравнения гидролиза, указать характер среды для сульфата железа (II).
Решение. 1. Напишем уравнение диссоциации соли:
FeSO4 ® Fe2+ + SO42-
2. Определим сильный и слабый электролиты. Иону Fe2+ соответствует слабое основание Fe(OH)2, иону SO42- соответствует сильная кислота H2SO4, следовательно гидролиз идет по катиону.
3. Составим ионное уравнение гидролиза (по первой ступени!): Fe2+ + HOH ® FeOH+ + H+.
В ходе гидролиза образуются ионы H+, среда кислая.
4. Составим молекулярное уравнение гидролиза и уравняем его как обычную реакцию обмена:
2 FeSO4 + 2H2O ® (FeOH)2SO4 + H2SO4.
Пример 2. составить молекулярное и ионное уравнения гидролиза, указать характер среды для карбоната калия.
Решение. 1. Напишем уравнение диссоциации соли:
K2CO3 ® K+ + CO32-
2. Определим сильный и слабый электролиты. Иону K+ соответствует сильное основание KOH, иону CO32- соответствует слабая кислота H2CO3, следовательно гидролиз идет по аниону.
3. Составим ионное уравнение гидролиза (по первой ступени!): CO32-+ HOH ® HCO3-+ OH-.
В ходе гидролиза образуются ионы OH-, среда в растворе щелочная.
4. Составим молекулярное уравнение гидролиза и уравняем его как обычную реакцию обмена:
K2CO3 + H2O ® KHCO3+ KOH.
Пример 3. составить молекулярное и ионное уравнения гидролиза, указать характер среды для нитрита аммония.
Решение. 1. Напишем уравнение диссоциации соли:
NH4NO2 ® NH4+ + NO2-.
2. Определим сильный и слабый электролит. Иону NH4+ соответствует слабое основание NH4OH, иону NO2- соответствует слабая кислота HNO2, следовательно гидролиз идет как по катиону так и по аниону.
3. Составим ионное уравнение гидролиза:
NH4+ + NO2- + HOH ® NH4OH + HNO2.
4. Составим молекулярное уравнение гидролиза и уравняем его как обычную реакцию обмена:
NH4NO2 + H2O ® NH4OH + HNO2.
Пример 4. Вычислить рН раствора сульфата аммония, концентрацией 0,1 моль/л.
Решение. 1. Составим ионное уравнение гидролиза:
NH4+ + H2O ® NH4OH + H+.
2. Значение константы диссоциации гидроксида аммония Kd = 1,76×10-5. Вычислим константу гидролиза:
3. Найдем концентрацию ионов аммония. Согласно уравнению диссоциации сульфата аммония
(NH4)2SO4 ® 2 NH4+ + SO42-,
4. Вычислим концентрацию ионов [H+]:
и значение рН: рН = -lg[H+] = -lg(1,066×10-5) = 4,97.
Пример 5. вычислить степень гидролиза карбоната натрия в растворе с рН = 12.
Решение. 1. Составим ионное уравнение гидролиза:
CO32- + H2O ® HCO3- + OH-.
2. Значение второй константы диссоциации угольной кислоты Kd 2 = 4,69×10-11. Вычислим первую константу гидролиза:
3. Из формулы найдем концентрацию карбонат-иона: ,
где [OH-] = 10-pOH = 10-(14-12) = 10-2
4. Вычислим степень гидролиза
Задачи для решения
I. Составить молекулярные и ионные уравнения гидролиза, указать характер среды
250. (NH4)2S
251. (NH4)2SO3
252. (NH4)3PO4
253. (ZnOH)2SO4
254. Al(NO3)3
255. Al2(SO4)3
256. Al2S3
257. AlCl3
258. Be(NO3)2
259. Ca(NO3)2
260. CdCl2
261. CH3COONH4
262. CoCl2
263. Cr(NO3)3
264. Cr2(SO4)3
265. CrCl3
266. Cs2SO4
267. CsF
268. CuSO4
269. Fe2(SO4)3
270. FeCl3
271. Fr2S
272. Ga(NO3)3
273. HCOOK
274. HCOONH4
275. K2SiO3
276. K2SO3
277. K3AsO4
278. KClO4
279. KCN
280. KH2AsO4
281. KHCO3
282. KMnO4
283. LiCN
284. MgCl2
285. MgSO4
286. MnCl2
287. Na2CO3
288. Na2HAsO4
289. Na2S
290. Na2SiO3
291. Na2WO4
292. Na3PO4
293. NaAlO2
294. NaCl
295. NaClO4
296. NaCN
297. NaH2PO4
298. NaHCO3
299. NaI
300. NaNO2
301. NH4Cl
302. NH4CNS
303. NH4HCO3
304. NH4NO2
305. NiSO4
306. Pb(CH3COO)2
307. Pb(NO3)2
308. PbCl4
309. Rb2S
310. Rb3PO4
311. Rb3SbO4
312. SbCl3
313. SnCl2
314. SnCl4
315. SnSO4
316. SrSO3
317. Zn(CH3COO)2
318. ZnBr
II. Написать в молекулярном и ионном виде реакции взаимоусиления гидролиза
319. Ацетат меди + сульфит лития.
320. Ацетат свинца + карбонат натрия.
321. Ацетат цинка + сульфит натрия.
322. Нитрат алюминия + карбонат натрия.
323. Нитрат висмута + сульфид калия.
324. Нитрат железа (III) + сульфид рубидия.
325. Нитрат свинца + карбонат стронция.
326. Нитрат серебра + карбонат натрия.
327. Нитрат хрома (III) + сульфид меди.
328. Сульфат алюминия + сульфид натрия.
329. Сульфат бария + сульфит цезия.
330. Сульфат кобальта + карбонат калия.
331. Сульфат олова + карбонат цезия.
332. Формиат алюминия + карбонат натрия.
333. Формиат меди + сульфит лития.
334. Формиат цинка + сульфид лития.
335. Фосфат алюминия + карбонат калия.
336. Хлорид железа (II) + сульфид натрия.
337. Хлорид магния + сульфит рубидия.
338. Хлорид марганца + сульфит натрия.
339. Хлорид никеля + карбонат цезия.
III. Найти неизвестные величины
№ задачи | Электролит | Концентрация раствора | рН | b | d р-ра, г/см3 |
340. | Na2SO3 | 0,008 М | ? | ? | - |
341. | Pb(NO3)2 | ? | 5,25 | ? | - |
342. | Na2CO3 | 0,006 н. | ? | ? | - |
343. | Na2C2O4 | 0,02 М | ? | ? | - |
344. | Na3PO4 | 0,02 М | ? | ? | - |
345. | C6H5ONa | ? | ? | 5 % | - |
346. | Na2S | 0,03 М | ? | ? | - |
347. | (NH4)2SO4 | ? | 5,48 | ? | - |
348. | NaNO2 | 0,02 н. | ? | ? | - |
349. | K2C2O4 | 0,008 М | ? | ? | - |
350. | C6H5OK | ? | ? | 0,02 % | - |
351. | K2HPO4 | ? | 7,5 | ? | - |
352. | NH2OCl | ? | 5,5 | ? | - |
353. | Na2S | 0,01 М | ? | ? | - |
354. | ZnSO4 | 2 % | ? | ? | 1,019 |
355. | Na2CO3 | ? | 11,2 | ? | - |
№ задачи | Электролит | Концентрация раствора | рН | b | d р-ра, г/см3 |
356. | (CH3COO)2Ba | 0,005 М | ? | ? | - |
357. | Na3PO4 | 0,03 н. | ? | ? | - |
358. | CdSO4 | 3 % | ? | ? | 1,028 |
359. | KCN | 0,02 М | ? | ? | - |
360. | CuSO4 | 0,1 М | ? | ? | - |
361. | ZnCl2 | ? | 5,84 | ? | - |
362. | Na2C2O4 | 0,02 М | ? | ? | - |
363. | K2HPO4 | 0,03 М | ? | ? | - |
364. | HCOONa | 0,02 М | ? | ? | - |
365. | Na2CO3 | ? | ? | 0,5 % | - |
366. | CdSO4 | ? | 5,6 | ? | - |
367. | NaBO2 | 1 г/л | ? | ? | - |
368. | NaNO2 | 5 % | ? | ? | 1,01 |
369. | NH4Cl | ? | 5,48 | ? | - |
370. | ZnCl2 | 2 % | ? | ? | 1,016 |
371. | CH3COONa | 0,01 М | ? | ? | - |
372. | HCOONa | 1 % | ? | ? | 1,03 |
373. | NH4Cl | % | 5,63 | ? | 1,02 |
374. | KCN | 0,002 н. | ? | ? | - |
375. | C6H5OK | 0,2 М | ? | ? | - |
376. | HCOOK | 1 % (мольн.) | ? | ? | 1,02 |
377. | CH3COONa | ? | 8,72 | ? | - |
378. | NH4Cl | ? | 5,41 | ? | - |
379. | C6H5ONa | ? | ? | 5,6 % | - |
380. | HCOONa | 0,01 н. | ? | ? | - |
381. | NH4CN | ? | 9,175 | ? | - |
382. | CH3COONH4 | ? | ? | 0,563 % | - |
383. | CrCl3 | 2 % | ? | ? | 1,014 |
384. | Na2Se | 11,36 % | ? | ? | 1,1 |
385. | Na2SiO3 | 1 г/л | ? | ? | - |
386. | Na3BO3 | 1 г/л | ? | ? | - |
387. | K2GeO3 | 18,22 % | ? | ? | 1,1 |
388. | NaBrO | 1 М | ? | ? | - |
389. | CoCl2 | 2,6 % | ? | ? | 1,02 |