Определение реакции среды раствора соли

Задача 594.

Исходя из значений констант диссоциации соответствующих кислот и оснований, указать реакцию водных растворов следующих солей:  NH₄CN,  NH₄F,  (NH₄)₂S. 

Решение:
K(NH₄OH) = 1,8 ^. 10^-5; K(HCN) = 7,9 ^. 10^-10; K(HF) = 6,6 ^. 10-4; K(H₂S) = 6 ^. 10^-8.  
Так как соли образованы слабыми основаниями и слабыми кислотами, то при взаимодействии с водой они гидролизуются как по катиону, так и по аниону, В этом случае реакция раствора зависит от относительной силы кислоты и основания, образующих данную соль.

а) NH₄CN — соль слабого основания и слабой кислоты, поэтому гидролизуется как по катиону, так и по аниону. Но так как K(HCN) <  K(NH₄OH) [(7,9 ^. 10^-10) < (1,8 ^. 10^-5)], то гидролизу преимущественно будут подвергаться анионы соли и реакция раствора будет преимущественно слабощелочной, рН > 7:

CN^— + H₂O ⇔ HCN + OH^—.

б) NH₄F. Так как K(HF) > K(NH₄OH) [(6,6 ^. 10^-4) < (1,8 ^. 10^-5)], то гидролизу преимущественно будут подвергаться катионы соли и реакция раствора будет преимущественно слабокислой рН < 7:

NH₄⁺ + H₂O ⇔ NH₄OH + H⁺.                       

в) (NH₄)₂S. Так как  K(H₂S) < K(NH₄OH) [(6 ^. 10^-8) < (1,8 ^. 10^-5)], то гидролизу преимущественно будут подвергаться анионы соли и реакция раствора будет преимущественно слабощелочной, рН > 7:

S^2- + H₂O ⇔ HS + OH^—.

Задача 595.
При рН < 3,1 индикатор метиловый красный окрашен в красный цвет, при рН > 6,3 — в желтый, при промежуточных значениях рН — в оранжевый цвет. Какова будет окраска индикатора в 0,1 М растворе  ?
Решение:
K(NH₄OH) = 1,8 ^. 10^-5.
Уравнение гидролиза NH₄Br:

NH₄⁺ + H₂O + NH₄OH + H⁺.

Находим константу гидролиза:

Видео:Гидролиз солей. Опыт 2. Определение реакции среды в растворах солейСкачать

Теперь найдём степень гидролиза:

Находим концентрацию ионов водорода:

[H⁺] = h ^. C_M = (7,46 ^. 10^-5) . (1 ^. 10^-1) = 7,46 ^. 10^-6.

Следовательно,

pH = -lg[H⁺] = -lg7,46 ^. 10^-6 = 6 — lg7,46 = 6 — 0,87 = 5,13.                     

Так как  pH > 3,1, но < 5,13, то есть имеет промежуточное значение, значит, раствор будет окрашен в оранжевый цвет.

Ответ: оранжевый.

Задача 596.
Раствор NaH₂PO₄ имеет слабокислую, а раствор Na₃PO₄ — сильно-щелочную реакцию. Объяснить эти факты и мотивировать их соответствующими ионно-молекулярными уравнениями.
Решение:
а) Так как NaH₂PO4 — соль сильного основания и слабой кислоты, то гидролиз протекает по аниону:

H₂PO₄^— + H₂O ⇔ H₃PO₄ + OH^—.

В растворе проходит и диссоциация образовавшейся фосфорной кислоты:

H₃PO₄ ⇔ H⁺ + H₂PO₄^—.

При гидролизе данной соли образуется ортофосфорная кислота, которая при диссоциации даёт в раствор дополнительное количество ионов водорода, которых намного больше, чем гидроксид-ионов, что и придаёт раствору слабокислую реакцию. Это можно объяснить тем, что в рассмотренном примере константа диссоциации H₃PO₄ превышает константу гидролиза аниона H₂PO₄^—, поэтому раствор соли имеет слабокислую реакцию.

б) Так как Na₃PO₄ — соль сильного основания и слабой кислоты, то гидролиз протекает по аниону:

PO₄^3- + H₂O ⇔ HPO₄^2-  + OH^—.

В растворе проходит и диссоциация образовавшейся фосфорной кислоты:

H₃PO₄ ⇔ H⁺ + H₂PO₄^—                 

В рассмотренном примере одновременно протекают два процесса: гидролиз соли, идущий с образованием гидроксид-ионов; диссоциация кислоты, идущая с образованием ионов водорода. Так как константа гидролиза аниона HPO₄^2- намного превышает  константу диссоциации кислоты H₃PO₄, то в растворе будет избыток гидроксид-ионов, что и предаёт раствору сильно-щелочную реакцию.