гидролиз солей подготовка к контрольной работе
Гидролиз солей: краткий ответ
Главная идея: гидролиз идёт только тогда, когда в соли есть ион слабого электролита. Он «отбирает» у воды \(H^+\) или \(OH^-\), и среда становится кислой или щелочной. Если и катион, и анион — от сильных электролитов, гидролиза нет, среда нейтральная (\(pH = 7\)).
| Что за соль | Пример | Гидролиз | Среда |
|---|---|---|---|
| сильное основание + сильная кислота | NaCl, KNO₃, Na₂SO₄ | нет | \(pH = 7\) |
| сильное основание + слабая кислота | CH₃COONa, Na₂CO₃, K₂S | по аниону | \(pH > 7\) |
| слабое основание + сильная кислота | NH₄Cl, CuSO₄, AlCl₃ | по катиону | \(pH < 7\) |
| слабое основание + слабая кислота | CH₃COONH₄ | по катиону и аниону | около 7 (сравниваем \(K_a\) и \(K_b\)) |
Ключевые шаги на контрольной
1. Разбери соль на «родителей». Кто она: соль слабой кислоты? слабого основания? Оба иона сильные — гидролиза нет, писать нечего.
2. Пиши сокращённое ионное уравнение — оно главное. Молекулярное и полное ионное обычно требуют как «оболочку», но суть — в сокращённом.
Слабая кислота (анион): \[ \mathrm{CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-} \] \[ \mathrm{CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-} \]
Слабое основание (катион): \[ \mathrm{NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3\cdot H_2O + H^+} \] \[ \mathrm{Zn^{2+} + H_2O \rightleftharpoons ZnOH^+ + H^+} \]
3. Ступенчатость. У многоосновных кислот и многокислотных оснований гидролиз идёт преимущественно по первой ступени, вторая подавлена накоплением \(OH^-\) (или \(H^+\)). В уравнении обычно пишут только первую ступень — этого достаточно.
4. Среда. Появился \(OH^-\) — щелочная; появился \(H^+\) — кислая. Знак заряда иона в уравнении не меняется, анион даёт \(OH^-\), катион даёт \(H^+\).
5. Смещение равновесия.
- Усиливают гидролиз: разбавление водой и нагревание (гидролиз эндотермичен).
- Подавляют: добавление одноимённого иона — кислоты к «кислой» соли, щелочи к «щелочной».
6. Расчёт (если просят). \[ K_\text{г} = \frac{K_w}{K_\text{д}}, \qquad h = \sqrt{\frac{K_\text{г}}{c}}, \qquad [OH^-] = \sqrt{K_\text{г}\cdot c} \] Для соли слабой кислоты и сильного основания удобна проверочная формула: \[ pH = 7 + \tfrac{1}{2}\left(pK_a + \lg c\right) \]
Пример с проверкой
0,1 М раствор ацетата натрия \(\mathrm{CH_3COONa}\), \(K_a(\mathrm{CH_3COOH}) = 1{,}8\cdot10^{-5}\):
\[ K_\text{г} = \frac{10^{-14}}{1{,}8\cdot10^{-5}} \approx 5{,}6\cdot10^{-10} \] \[ [OH^-] = \sqrt{5{,}6\cdot10^{-11}} \approx 7{,}5\cdot10^{-6}\ \text{моль/л} \Rightarrow pOH \approx 5{,}1,\ pH \approx 8{,}9 \]
Проверка по второй формуле: \(pH = 7 + \tfrac{1}{2}(4{,}76 - 1) = 8{,}88\) — совпало. Среда щелочная, как и должно быть по аниону слабой кислоты. ✔
Типичные ловушки
- Написал \(H^+\) для аниона или \(OH^-\) для катиона — потеря баллов.
- Забыл, что соль слабого основания и слабой кислоты гидролизуется по обоим ионам, и написал только одно уравнение.
- Пишешь вторую ступень для \(\mathrm{CO_3^{2-}}\), хотя она практически не идёт.
- Считаешь \(h\) по формуле \(\sqrt{K_\text{г}/c}\) при больших \(h\) — там формула уже не работает.
- Не указал среду, хотя её просили отдельно.
Проверка любого ответа: уравняй атомы и заряды в ионном уравнении, а потом спроси себя: «слабая кислота/основание здесь есть? если да, среда должна быть не нейтральной».
