1. Что называют гидролизом? Какие варианты гидролиза вы знаете?
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Проверьте свои знания
- Что называют гидролизом? Какие варианты гидролиза вы знаете?
- Запишите формулы некоторых солей, которым в таблице растворимости соответствуют прочерки, и уравнения реакций их гидролиза.
- Только ли кислота и основание могут в результате обмена образовать соль?
Кратко
- Гидролиз — это обменное взаимодействие вещества с водой, при котором вещество разлагается. Для солей различают гидролиз по катиону, по аниону, по катиону и аниону; крайний случай — полный, необратимый гидролиз.
- Например, солям, которым в таблице растворимости соответствуют прочерки, относятся \(\mathrm{Al_2S_3}\), \(\mathrm{Al_2(CO_3)_3}\), \(\mathrm{Cr_2S_3}\). Их уравнения гидролиза — ниже.
- Нет, соль может образоваться и при других обменных реакциях, не только между кислотой и основанием.
Решение и объяснение
1. Что такое гидролиз и его варианты
Гидролиз — разложение вещества водой. В школьном курсе для солей удобно определять тип гидролиза по силе основания и кислоты, которыми образована соль:
- соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону, среда щелочная;
- соль слабого основания и сильной кислоты гидролизуется по катиону, среда кислая;
- соль слабого основания и слабой кислоты гидролизуется по катиону и аниону; если образуются осадок и газ, гидролиз идёт практически до конца;
- соль сильного основания и сильной кислоты практически не гидролизуется, например \(\mathrm{NaCl}\).
2. Соли с прочерком в таблице растворимости
Прочерк в таблице означает, что такую соль нельзя получить в водном растворе: она полностью гидролизуется, потому что и катион, и анион реагируют с водой. Например:
\[ \mathrm{Al_2S_3} + 6\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + 3\mathrm{H_2S}\uparrow \]
\[ \mathrm{Al_2(CO_3)_3} + 3\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + 3\mathrm{CO_2}\uparrow \]
\[ \mathrm{Cr_2S_3} + 6\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{Cr(OH)_3}\downarrow + 3\mathrm{H_2S}\uparrow \]
Проверка: в каждом уравнении число атомов каждого элемента слева и справа одинаково; гидроксиды выпадают в осадок, а газы \(\mathrm{H_2S}\) и \(\mathrm{CO_2}\) уходят, поэтому гидролиз идёт практически необратимо.
3. Образует ли соль только кислота с основанием?
Нет. Соль образуется и в таких обменных реакциях:
\[ \mathrm{H_2SO_4} + \mathrm{BaCl_2} \rightarrow \mathrm{BaSO_4}\downarrow + 2\mathrm{HCl} \]
— кислота + соль;
\[ 2\mathrm{KOH} + \mathrm{CuSO_4} \rightarrow \mathrm{Cu(OH)_2}\downarrow + \mathrm{K_2SO_4} \]
— основание + соль;
\[ \mathrm{NaCl} + \mathrm{AgNO_3} \rightarrow \mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{NaNO_3} \]
— соль + соль.
Общий принцип: обменная реакция идёт, если образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество, например вода.
Обсуждение
2 сообщенияЭто продолжение текущей темы — гидролиз солей. Решение заданий 4–6.
4. Гидролиз солей
Записана первая ступень гидролиза; для многозарядных ионов последующие ступени в обычных условиях подавлены.
| Соль | Уравнение гидролиза | Тип | Среда |
|---|---|---|---|
| \(\mathrm{Cu(NO_3)_2}\) | \(\mathrm{Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^+ + H^+}\) | по катиону | кислая |
| \(\mathrm{FeSO_4}\) | \(\mathrm{Fe^{2+} + H_2O \rightleftharpoons FeOH^+ + H^+}\) | по катиону | кислая |
| \(\mathrm{ZnCl_2}\) | \(\mathrm{Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+}\) | по катиону | кислая |
| \(\mathrm{K_2S}\) | \(\mathrm{S^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HS^- + OH^-}\) | по аниону | щелочная |
| \(\mathrm{Na_2SiO_3}\) | \(\mathrm{SiO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HSiO_3^- + OH^-}\) | по аниону | щелочная |
| \(\mathrm{NH_4Cl}\) | \(\mathrm{NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3\cdot H_2O + H^+}\) | по катиону | кислая |
| \(\mathrm{Al(NO_3)_3}\) | \(\mathrm{Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+} + H^+}\) | по катиону | кислая |
Принцип: если гидролиз идёт по катиону, в растворе накапливаются ионы \(\mathrm{H^+}\), среда кислая. Если по аниону — накапливаются \(\mathrm{OH^-}\), среда щелочная.
5. Левая часть уравнений гидролиза
а)
\[
\mathrm{Li_2SiO_3 + H_2O \rightleftharpoons LiHSiO_3 + LiOH}
\]
б)
\[
\mathrm{MgBr_2 + H_2O \rightleftharpoons MgOHBr + HBr}
\]
в)
\[
\mathrm{Cr_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3\downarrow + 3H_2S\uparrow}
\]
В случае в гидролиз идёт практически до конца, потому что образуются осадок \(\mathrm{Cr(OH)_3}\) и газ \(\mathrm{H_2S}\).
6. Взаимный гидролиз карбоната натрия и сульфата алюминия
Молекулярное уравнение:
\[ \mathrm{Al_2(SO_4)_3 + 3Na_2CO_3 + 3H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3CO_2\uparrow + 3Na_2SO_4} \]
Ионное уравнение:
\[ \mathrm{2Al^{3+} + 3CO_3^{2-} + 3H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3CO_2\uparrow} \]
Почему так происходит:
\(\mathrm{Al^{3+}}\) гидролизуется по катиону и подкисляет раствор, а \(\mathrm{CO_3^{2-}}\) гидролизуется по аниону и подщелачивает его. При смешивании ионы \(\mathrm{H^+}\) и \(\mathrm{OH^-}\) нейтрализуют друг друга, поэтому оба гидролиза усиливаются. В результате образуется нерастворимый \(\mathrm{Al(OH)_3}\) — осадок, а неустойчивая угольная кислота распадается на \(\mathrm{CO_2}\) и воду, поэтому выделяется газ.
