Определение рН раствора соли | Гидролиз соли

Решение задач на гидролиз соли

Задание 216. 

Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: NaCN или NaClO; MgCl₂ или ZnCl₂? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

Решение:
Гидролиз солей: NaCN, NaClO

а) NaCN и NaClO – соли сильного однокислотного основания NaOH и слабых кислот соответственно HCN и HClO гидролизуются по аниону:

CN- + H₂O ⇔  HCN + OH-;
ClO^— + H₂O ⇔ HClO + OH^—.

При равных условиях гидролизу в большей степени будет подвергаться соль, у которой константа диссоциации кислоты, образующая соль, будет меньшей, т. е. гидролизу в большей степени подвергается соль, образованная относительно менее сильной кислотой. Так как К_D(HCN) < К_D(HClO). К_D(HCN) = 7,9 ^. 10^-10; К_D(HClO) = 5,01 ^. 10^-8], следовательно, гидролизу в большей степени будет подвергаться NaCN.

б) Соль MgCl₂  и  ZnCl₂ как соли слабого многокислотного основания и сильной кислоты гидролизуются по катиону. При равных условиях гидролизу в большей степени будет подвергаться соль слабого основания и сильной кислоты, которая образована относительно менее сильным основанием, т. е. константа диссоциации которого имеет меньшее численное значение. Так как константа диссоциации Zn(OH)₂ меньше, чем Mg(OH)₂, то гидролиз соли ZnCl₂ протекает более интенсивнее, чем соли MgCl₂ [К_DZn(OH)₂ = 4 ^. 10^-5; К_D(Mg(OH)₂ = 2,5 ^. 10^-3].

Задание 217.
Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза соли, раствор которой имеет: а) щелочную реакцию; б) кислую реакцию.
Решение:
Гидролиз солей

а) Щелочную реакцию имеет раствор соли, гидролизующейся по аниону. Например, соль KCN образована сильным однокислотным основанием КОН и сильной одноосновной кислотой HCN. В этом случае ионы CN^—, связывая водородные ионы воды, образуя молекулы кислоты HCN. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

KCN ⇔ K+ + CN^—;
CN^— + H₂O ⇔ HCN + OH^—

 В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору КCN щелочную среду, рН  > 7.

б) Кислую реакцию в водном растворе будет иметь соль, которая гидролизуется по катиону. Например,– соль слабого многокислотного основания Со(ОН)₂ и сильной одноосновной кислоты HNO₃. В этом случае катионы Со²⁺ связывают гидроксид-ионы ОН^—, образуя катион основной соли СоОН⁺. Образование молекул Со(ОН)₂ не происходит, так как ионы СоОН⁺ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Со(ОН)₂. В обычных условиях гидролиз протекает по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение реакции гидролиза:

Со²⁺ + Н₂О ⇔ СоОН⁺ + Н⁺

Или в молекулярной форме:

Co(NO₃)₂ + Н₂О ⇔ СоОНNO₃ + HNO₃

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Co(NO₃)₂  кислую среду, рН < 7.

Задание 218.
Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы следующих солей: К₃РО₄, Pb(NO₃)₂, Na₂S? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Решение:
Гидролиз солей

а) Ортофосфат калия К₃PO₄ – соль слабой многоосновной кислоты Н₃РО₄ и сильного однокислотного основания КОН. В этом случае анионы РО₄³— связывают ионы водорода Н⁺ воды, образуя анионы кислой соли HРО₄^2-. Образование H₂РО₄^— и Н₃РО₄ не происходит, так как ионы HРО₄^2- диссоциируют гораздо труднее, чем ионы H₂РО₄^— и молекулы Н₃РО₄. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

К₃PO₄ ⇔ 3К⁺ + РО₄^3-;
РО₄^3- + H₂O ⇔ HРО₄^2- + ОH^—

или в молекулярной форме:

К₃PO₄ + Н₂О ⇔ К₂HPO₄ + КOH

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору К₃PO₄ щелочную среду, рН  > 7.

б) Pb(NO₃)₂ — соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Pb²⁺ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли PbOH⁺. Образование Pb(OH)₂ не происходит, потому что ионы PbOH₊ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Pb(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Pb(NO₃)₂  ⇔  Pb²⁺ + 2NO₃^—;
Pb²⁺+ H₂O ⇔ PbOH⁺ + H⁺

или в молекулярной форме:

Pb(NO₃)₂  + Н₂О ⇔ PbOHNO₃ + HNO₃

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Pb(NO₃)₂ кислую среду, рН < 7.

в) ZnСl₂ — соль слабого многокислотного основания Zn(OH)₂ и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Zn²⁺ связывают ионы ОН^— воды, образуя катионы основной соли ZnOH⁺. Образование Zn(OH)₂ не происходит, потому что ионы СоOH⁺ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

ZnCl2  ⇔ Zn2+ + 2Cl-;
Zn2++ H2O ⇔ ZnOH+ + H+

или в молекулярной форме:

ZnCl2  + Н2О ⇔ ZnOHCl + HCl

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору ZnCl2 кислую среду, рН < 7.

Задание 219.
Какие из солей К₂СО₃, FeCl₃, K₂SO₄, ZnCl₂ подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
Решение:
Гидролиз солей

а) К₂CO₃ — соль сильного однокислотного основания КOH и слабой двухосновной кислоты Н₂СО₃. В этом случае анионы CO₃^2- связывают ионы водорода Н⁺ воды, образуя анионы кислой соли HCO₃^—. Образование H₂CO₃ не происходит, так как ионы HCO₃^— диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H2CO3. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

К₂CO₃⇔ 2Cs₊ + CO₃^2-;
CO₃^2- + H₂O ⇔ HCO₃^— + ОH^—

или в молекулярной форме:

К₂CO₃ + Н₂О ⇔ СО₂↑ + 2КOH

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору К₂CO₃ щелочную среду, рН  > 7.

б) FeСl₂ — соль слабого многокислотного основания Fe(OH)₂ и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Fe²⁺ связывают ионы ОН^— воды, образуя катионы основной соли FeOH⁺. Образование Fe(OH)₂ не происходит, потому что ионы СоOH⁺ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Fe(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

FeCl₂  ⇔ Fe²⁺ + 2Cl^—;
Fe²⁺+ H₂O ⇔ FeOH⁺ + H⁺

или в молекулярной форме:

FeCl₂  + Н₂О ⇔ FeOHCl + HCl

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору FeCl₂ кислую среду, рН < 7.

в) K₂SO₄ – соль сильной многоосновной кислоты H₂SO₄ и сильного однокислотного основания КОН. В этом случае в растворе данной соли присутствуют ионы К⁺ и SO₄^2-, образовавшиеся в результате диссоциации соли: 

K₂SO₄ ⇔ 2К⁺ + SO₄^2-

Ионы К₊ и SO₄^2- не связываются с ионами воды Н+ и ОН-, поэтому обратная гидролизу реакция нейтрализации практически необратима. Таким образом, соль K₂SO₄ гидролизу не подвергается.

г) ZnСl₂ — соль слабого многокислотного основания Zn(OH)₂ и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Zn²⁺ связывают ионы ОН_— воды, образуя катионы основной соли ZnOH₊. Образование Zn(OH)₂ не происходит, потому что ионы СоOH⁺ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

ZnCl₂  ⇔ Zn²⁺ + 2Cl^—;
Zn²⁺+ H₂O⇔  ? ZnOH⁺ + H⁺

или в молекулярной форме:

ZnCl₂  + Н₂О ⇔ ZnOHCl + HCl

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору ZnCl₂ кислую среду, рН < 7.

Задание 220.
При смешивании растворов Al₂(SO₄)₃ и Na₂S каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.
Решение:
Гидролиз солей

Соль Al₂(SO₄)₃ гидролизуется по катиону, а соль Na₂S – по аниону:

Al³⁺ + H₂O ⇔ AlOH²⁺ + H⁺;
S^2- + H₂O ⇔ HS^— + ОH^—

 Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н⁺ и ОН^—, связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н₂О (Н⁺ + ОН^— ⇔ Н₂О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка Al(OH)₃? и слабого электролита H₂S:

2Al³⁺ + 3S^2- + 6H₂O ⇔ 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑ (ионно-молекулярная форма);
Al₂(SO₄)₃ + 3Na2S + 6H₂O ⇔ 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑ + 3Na₂SO₄ (молекулярная форма).