- Преподавателю
- Химия
- Тренажер по решению расчетных задач
Тренажер по решению расчетных задач
Раздел | Химия |
Класс | - |
Тип | Другие методич. материалы |
Автор | Караваева М.Е. |
Дата | 23.04.2015 |
Формат | docx |
Изображения | Есть |
6
Некоторые вопросы химии в рамках подготовки к ЕГЭ
1. Гидролиз растворов солей
Гидролиз соли - это взаимодействие её ионов с водой, приводящее к появлению кислотной или щелочной среды, но не сопровождающиеся образованием осадка или газа (для средних солей). Процесс гидролиза протекает только с участием растворимых солей и состоит из двух этапов: 1) диссоциация соли в растворе - необратимая реакция 2) собственно гидролиз, т.е. взаимодействие ионов соли с водой, - обратимая реакция. Для процесса гидролиза мы рассматриваем соли как производные оснований и солей. Для определения среды раствора солей и характера гидролиза солей необходимо знать сильные и слабые основания и кислоты. К сильным основаниям относятся щелочи (гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов). Остальные гидроксиды, включая гидрат аммиака и амины, являются слабыми. К сильным кислотам из бескислородных относятся HCL, HBr, HI, HCNS. А для определения силы кислородсодержащих кислот можно воспользоваться правилом Полинга. Если формулу кислоты представить в виде ЭОm(ОН)n, то при n=0-1,5 кислота будет слабой, а при n=2 - сильной. Например: HNO2 NO(OH) m =1 слабая HNO3 NO(OH) m =2 сильная HРO3 РO2(OH) m =2 сильная H3РO4 РO (OH)3 m =1 слабая H4РO7 Р2O3 (OH)4 m =1,5 (на 1Р) слабая и т.д.
Все органические кислоты, спирты, фенол, а также HF, H2S, HCN относятся к слабым кислотам. Тип гидролиза определяется по слабому иону, входящему в состав соли, а характер среды - по сильному иону.
1.Гидролиз растворов солей, образованных сильными основаниями и сильными кислотами
-
Гидролизу не подвергается, т.к. в воде эти соли только лишь диссоциируют при растворении
-
Характер среды в растворах солей - нейтральный
2. Гидролиз растворов солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами
-
Гидролизуются по аниону
-
Характер среды в растворах солей - щелочной
-
KNO2
+
H2O
HNO2
+
KOH
NO2 -
+
HOH
HNO2
+
OH-
Анион слабой кислоты притягивает к себе катион водорода (Н+) воды, образуя молекулу этой кислоты, а гидроксид - анион остается свободным
-
2 BaS
+
2 H2O
Ba(HS)2
+
Ba(OH)2
S2-
+
HOH
HS-
+
OH-
Гидролиз - обратимая реакция и протекать до конца (до образования многоосновной кислоты) он не может.
Степень гидролиза соли по аниону зависит от степени диссоциации продукта гидролиза - одноосновной кислоты (НNО2, НСLО, НСN, и т.д.) или её гидроаниона (НСО3-, НРО42-,НS-). Чем слабее кислота, тем выше степень её гидролиза. Так ионы СО32- , РО43-, S2- подвергаются гидролизу в большей степени, чем ион NO2 -, т.к. диссоциация кислот Н2СО3, Н3РО4 , Н2S по второй ступени, а Н3РО4 - и по третьей ступени протекает значительно хуже, чем диссоциация кислоты HNO2. Поэтому растворы Na2СО3, К3РО4 , ВаS будут сильно щелочными.
Если в концентрированный раствор сильно гидролизующийся по аниону соли внести алюминий, то он (из - за амфотерности) прореагирует с OH- :
2
AL
+
6
H2O
=
2
[AL (OH)4]-
+
H2
2 AL
+
8 H2O
+
2 Na2СО3
=
2
NaHСО3
+
2
Na [AL (OH)4]
+
3 H2
3.Гидролиз растворов солей, образованных слабыми основаниями и сильной кислотой.
-
Гидролизуются по катиону
-
Среда раствора соли - кислотная
Гидролизу подвергаются катионы только малорастворимых основных и амфотерных гидроксидов и катион аммония NH4+ . Гидролизуемый катион притягивает к себе гидроксоанион (OH-) воды и образует соответствующий гидроксокатион, а катион водорода (Н+) остается свободным.
-
NiCL2
+
H2O
NiOHCL
+
HCL
Ni2+
+
HOH
NiOH+
+
Н+
Катион NH4+ в этом случае образует слабое основание - гидрат аммиака
-
NH4 NO3
+
H2O
NH3
-
H2O
+HNO3
NH4+
+
HOH
NH3
-
H2O
+Н+
-
-
2
CuSO4
+
2
H2O
(CuOH)2SO4
+H2SO4
Cu2+
+
HOH
CuOH+
+ H+
Если в концентрированный раствор сильно гидролизующийся по катиону соли внести магний или цинк, то будет выделяться газ - водород.
-
2
ALCL3
+
2
H2O
+
Zn
2
ALOH CL2
+
ZnCL2
+
H2
4. Гидролиз солей, образованных слабыми кислотами и слабыми основаниями.
Соли, образованные катионами малорастворимых основных или амфотерных гидроксидов и анионами слабых кислот (сульфиды и ортофосфаты), малорастворимы в воде и не гидролизуются.
-
Растворимые соли - некоторые фториды, ацетаты и другие гидролизуются по катиону и аниону.
-
Среда раствора определяется тем ионом соли, у которого степень гидролиза выше (в большинстве случаев выше степень гидролиза катионов и среда раствора слабокислотная)
-
CuF2
+
H2O
CuOHF
+ HF
Cu2+
+
F-
CuOH
+ HF
-
CH3COONH4
+
H2O
CH3COOH
+
NH3
-
H2O
CH3COO-
NH4+
CH3COOH
+
-
H2O
-
Cоли, которые разлагаются водой (AL2S3, Cr2S3,BeS, (CH3COO)3Cr) гидролизуются необратимо
AL2S3
+
6
H2O
=
AL(OH)3
+
Н2S
(CH3COO)3Cr
+
2
H2O
=
Cr (CH3COO)(ОН)2
+
CH3COOH
Некоторые нерастворимые карбонаты (MgCO3, ZnCO3, FeCO3, CuCO3 ) в воде гидролизуются с образованием нерастворимых основных солей и углекислого газа. Подобные соли нельзя получить реакциями обмена.
2
FeSO4
+
2
H2O
+
2
Na2CO3
=
2
Na2SO4 + Fe(OH)CO3 + CO2
2
Fe2+
+
H2O
+
2
CO32-
=
Fe(OH)CO3 + CO2
2
CrCL3
+
6
H2O
+
3
Na2S
=
6
NaCl + 2 Cr(ОН)3
+ H2S
2
Cr3+
+
6
H2O
+
3
S2-
=
2 Cr(ОН)3 + 3H2S
Al2(SO4)3
+
6
H2O
+
3
K2S
=
3 K2SO4 + 2 Al(OH)3
+
H2S
2
Al3+
+
6
H2O
+
3
S2-
=
2 Al(OH)3
+ H2S
CrCL3
+
2
H2O
+
3
CH3COONa
=
3 NaCl + Cr (CH3COO)(ОН)2 + 2 CH3COOH
Cr3+
+
2
H2O
+
3
CH3COO-
=
Cr (CH3COO)(ОН)2
+
2 CH3COOH
Особенности гидролиза кислых солей
Кислые соли в большинстве растворимы в воде. Если соль образована сильным основанием и сильной кислотой- она не подвергается гидролизу, но среда такого раствора кислотная из-за процесса диссоциации (т.к. они диссоциируют полностью)
КНSО4 = К+ +Н+ + SО42-
КНСr2О7 = К+ +Н+ + Сr2О7 2- среда кислотная
Если соль образована сильным основанием и слабой кислотой, то характер среды зависит от поведения гидроанионов в воде.
Поведение гидроаниона в воде двойственно - либо неполная диссоциация по типу слабой кислоты:
Н2РО4 - Н+ + НРО42 - (α1)
НСО3 - Н+ + СО3 2- (α1)
либо взаимодействие с водой (обратимый гидролиз)
Н2РО4 - + H2O Н3РО4 + OH- (α2)
НСО3 - + H2O Н2СО3 + OH- (α2)
При α1 > α2 преобладает диссоциация и раствор будет кислым, а при α1 < α2 преобладает гидролиз и раствор соли будет щелочным. Так кислыми будут растворы солей с анионами НSО3 -, НSeО3 - , Н2РО4 - , Н2АSО4 -. Растворы солей с другими анионами (их большинство) будут щелочными.
Шпаргалка по гидролизу
о
с
н
о
в
а
н
и
я
кислоты
сильные
слабые
HCL,HBr,HI,HSCN,HNO3,H2SO4,HCLO3, HCLO4, H2CrO4, H2Cr2O7,HMnO4
HF,H2S,HNO2,H2SO3,H2CO3,H3PO4,H2SiO3, H4P2O7, HCLO, HCLO2, HCN, органические кислоты, спирты, фенол
сильные
гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов
-
Тип гидролиза (определяется по слабому иону)- не подвергаются гидролизу
-
Характер среды (определяется по сильному иону)- нейтральный
-
рН =7
лакмус -фиолетовый, метилоранж- оранжевый, фенолфталеин - бесцветный
-
Тип гидролиза (определяется по слабому иону)- по аниону
-
Характер среды (определяется по сильному иону)- щелочной
-
рН ≥7
лакмус -фиолетовый, метилоранж- оранжевый, фенолфталеин - бесцветный
слабые нерастворимые основные и амфотерные гидроксиды, гидрат аммиака, амины
-
Тип гидролиза (определяется по слабому иону)- по катиону
-
Характер среды (определяется по сильному иону)- кислотный
-
рН ≤7
лакмус -фиолетовый, метилоранж-оранжевый, фенолфталеин - бесцветный
-
Тип гидролиза (определяется по слабому иону)- по катиону и аниону
-
Характер среды определяется тем ионом соли, у которого степень гидролиза выше
-
рН зависит от характера среды