Уравнения гидролиза соли al2 so4 3 по всем ступеням гидролиза

Гидролиз сульфата алюминия

Общие сведения о гидролизе сульфата алюминия

Представляет собой кристаллы белого цвета с неярким серым, голубым или розовым оттенком. В виде кристаллогидрата — бесцветные Формула – Al₂(SO₄)₃. Молярная масса – 142 г/моль.

Рис. 1. Сульфат алюминия. Внешний вид и структурная формула.

Гидролиз сульфата алюминия

Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможны вторая и третья ступени гидролиза.

2Al 3+ + 3SO₄ 2- + HOH ↔ 2AlOH 2+ + 3SO₄ 2- + H + ;

Примеры решения задач

Задание	Какая масса сульфата алюминия образовалась при взаимодействии 15,4 г алюминия с серной кислотой?
Решение	Запишем уравнение реакции:

Найдем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию (молярная масса – 27 г/моль), используя данные, указанные в условии задачи:

υ (Al) = m_solute(Al)/ M (Al) = 15,4/27 = 0,57 моль.

Согласно уравнению реакции υ (Al₂(SO₄)₃) = 2×υ(Al). Следовательно,

Рассчитаем массу образовавшегося сульфата алюминия (молярная масса – 142 г/моль):

Ответ Масса сульфата алюминия равна 162 г.

Задание	Докажите качественный состав сульфата алюминия.
Решение	Запишем уравнение диссоциации сульфата алюминия:

Качественная реакция на сульфат-анион действие катионов бария. Наблюдается выпадение осадка белого цвета, нерастворимого в кислотах:

Качественная реакция на катионы алюминия – действие щелочи, в результате чего образуется нерастворимое соединение – гидроксид алюминия которое можно перевести в комплексное вещество гидратом аммиака:

Источник

Правильное составление ионно-молекулярных и молекулярных уравнений гидролиза солей

Решение задач по химии на гидролиз солей

Задание 211.
Какие из солей RbCl, Сr₂(SО₄)₃, Ni(NО₃)₂, Na₂SO₃ подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН ( > 7

а) PbСl₂ — соль слабого многокислотного основания Pb(OH)₂ и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Pb 2+ 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:

PbCl₂ ⇔ Pb 2+ + 2C l- ;
Pb 2+ + H₂O ⇔ PbOH + + H +

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору PbCl₂ кислую среду, рН

в) Сr₂(SO₄)₃ — соль слабого многокислотного основания Сr(OH) 3 и сильной многоосновной кислоты H₂SO₄. В этом случае катионы Cr 3+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли CrOH 2+ . Образование Cr(OH) 2+ и Cr(OH)₃ не происходит, потому что ионы CrOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Cr(OH) 2+ и молекулы Cr(OH)₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Молекулярная форма процесса:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Cr₂(SO₄)₃ кислую среду, рН

в) Ni(NO₃)₂ — соль слабого многокислотного основания Ni(OH)₂ и сильной одноосновной кислоты HNO₃. В этом случае катионы Ni 2+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли NiOH+. Образование Ni(OH)₂ не происходит, потому что ионы NiOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Ni(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Ni(NO₃)₂ кислую среду, рН

г) Na₂SO₃ — соль сильного однокислотного основания NaOH и слабой многоосновной кислоты H₂SO₃. В этом случае анионы SO₃ 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли HSO₃ — . Образование H₂SO₃ не происходит, так как ионы HSO₃ — диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H₂SO₃. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na₂SO₃ щелочную среду, рН > 7.

Задание 212.
К раствору Al₂(SO₄)₃ добавили следующие вещества: а) Н₂SО₄; б) КОН; в) Na₂SO₃; г) ZnSO₄. В каких случаях гидролиз сульфата алюминия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Решение:
Гидролиз соли Al₂(SO₄)₃

а) Соль Al₂(SO₄)₃ гидролизуется по катиону, а H₂SO₄ диссоциирует в водном растворе:

Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт угнетение гидролиза соли Al₂(SO₄)₃, ибо образуется избыток ионов водорода Н + и равновесие гидролиза сдвигается влево.

б) KOH диссоциирует в водном растворе:

Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт гидролиза соли Al₂(SO₄)₃ и диссоциации КОН, ибо ионы Н + и ОН — , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н₂О (Н+ + ОН — = Н₂О). При этом гидролитическое равновесие соли Al₂(SO₄)₃ и диссоциация КОН сдвигаются вправо и гидролиз соли и диссоциация основания идут до конца с образованием осадка Al(OH)₃. По сути, при смешивании Al₂(SO₄)₃ и КОН протекает реакция обмена. Ионно-молекулярное уравнение процесса:

Молекулярное уравнение процесса:

в) Соль Al₂(SO₄)₃ гидролизуется по катиону, а соль Na₂SO₃ – по аниону:

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 H₂SO₃:

г) Соль Al 2 (SO 4 ) 3 и соль ZnSO₄ гидролизуется по катиону:

Al 3+ + H₂O ⇔ AlOH 2+ + H + ;
Zn 2+ + H₂O ⇔ ZnOH + + H +

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное угнетение гидролиза каждой из них, ибо избыточное количество ионов Н + вызывает смещение гидролитического равновесие влево, в сторону уменьшения концентрации ионов водорода Н + .

Задание 213.
Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: Na₂СО₃ или Na₂SO₃; FеСl₃ или FeCl₂? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Решение:
Гидролиз солей

а) Na₂CO₃ и Na₂SO₃ – соли сильного основания и слабой кислоты гидролизуются по аниону:

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(H₂CO₃) . 10 -7 ; К_D(H₂SO₃) = 1,4 . 10 -2 ], следовательно, гидролизу в большей степени будет подвергаться Na₂CO₃.

б) FеСl₃ или FeCl₂ — соли слабого основания и сильной кислоты гидролизуются по катиону:

Fe 3+ + H₂O ⇔ FeOH 2+ + H + ;
Fe 2+ + H₂O ⇔ FeOH + + H +

При равных условиях гидролизу в большей степени будет подвергаться соль, у которой константа диссоциации основания, образующая соль, будет меньшей, т. е. гидролизу в большей степени подвергается соль, образованная относительно менее сильным основанием.

Так как К_D[(Fe(OH)₃] . 10 -11 ; К_D[(Fe(OH)₂]=1,3 . 10 -4 ], следовательно, гидролизу в большей степени будет подвергаться FeCl₃.

Задание 214.
При смешивании растворов Al₂(SO₄)₃ и Na₂CO₃ каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение происходящего совместного гидролиза.
Решение:
Гидролиз соли Al₂(SO₄)₃

Соль Al₂(SO₄)₃ гидролизуется по катиону, а соль Na₂SO₃ – по аниону:

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, газа СО₂ и слабого электролита H₂О:

Задание 215.
Какие из солей NaBr, Na₂S, K₂CO₃, CoCl₂ подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 + и OH — . Ионы Na + , Br — , H + и OH — останутся в растворе. Таким образом, обратная гидролизу реакция нейтрализации протекает практически до конца. Так как в растворе соли присутствуют равные количества ионов H + и OH — , то раствор имеет нейтральную среду, рН = 0.

б) Na₂S – соль сильного однокислотного основания NaOH и слабой многоосновной кислоты H₂S. В этом случае анионы S 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли НS — . Образование H₂S не происходит, так как ионы НS — диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H₂S. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Na₂S ⇔ 2К + + S 2- ;
S 2- + H₂O ⇔ НS — + ОH —

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na₂S щелочную среду, рН > 7.

в) 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:

или в молекулярной форме:

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

г) СоСl₂ — соль слабого многокислотного основания Со(OH)₂ и сильной одноосновной кислоты. В этом случае катионы Со 2+ связывают ионы ОН — воды, образуя катионы основной соли СоOH + . Образование Со(OH)₂ не происходит, потому что ионы СоOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Со(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

СоCl₂ ⇔ Со 2+ + 2Cl — ;
Со 2+ + H₂O ⇔ СоOH + + H +

или в молекулярной форме:

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору СоCl₂ кислую среду, рН

Источник

Гидролиз

Материалы портала onx.distant.ru

Теоретическое введение

Примеры обратимого гидролиза

Случаи необратимого гидролиза

Константа и степень гидролиза

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Теоретическое введение

Гидролиз – обменная реакция взаимодействия растворенного вещества (например, соли) с водой. Гидролиз происходит в тех случаях, когда ионы соли способны образовывать с Н + и ОН — ионами воды малодиссоциированные электролиты.

Примеры обратимого гидролиза

Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, например , CH₃COONa, Na₂CO₃, Na₂S, KCN гидролизуются по аниону:

СН₃СООNa + НОН ↔ СН₃СООН + NaОН (рН > 7)

Гидролиз солей многоосновных кислот протекает ступенчато. 1 ступень:

CO₃ 2– + HOH ↔ HCO₃ – + OH – ,

или в молекулярной форме:

или в молекулярной форме:

Продукты гидролиза по первой ступени подавляют вторую ступень гидролиза, в результате вторая ступень гидролиза протекает незначительно.

Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, например , NH₄Cl, FeCl₃, Al₂(SO₄)₃, гидролизуются по катиону:

или в молекулярной форме:

Соли, образованные многокислотными основаниями, гидролизуются ступенчато, образуя катионы основных солей. 1 ступень:

Fe 3+ + HOH ↔ FeOH 2+ + H + ;

FeCl₃ + HOH ↔ FeOHCl₂ + HCl

FeOH 2+ + HOH ↔ Fe(OH)₂ + + H + ;

FeOHCl₂ + HOH ↔ Fe(OH)₂Cl+ HCl.

Fe(OH)₂ + + HOH ↔ Fe(OH)₃ + H + ;

Fe(OH)₂Cl + HOH ↔ Fe(OH)₃+ HCl.

Гидролиз по второй и, в особенности, по третьей ступени практически не протекает при комнатной температуре.

Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, например , CH₃COONH₄, (NH₄)₂CO₃, HCOONH₄, гидролизуются и по катиону, и по аниону:

В этом случае реакция раствора зависит от соотношения констант диссоциации образующихся кислот и оснований. Поскольку в рассматриваемом примере константы диссоциации СH₃COOH и NH₃·H₂О при 25 о С примерно равны (К_д(СH₃COOH) = 1,75·10 –5 , К_д(NH₃·H₂О) = 1,76·10 –5 ), то раствор соли будет нейтральным.

При гидролизе HCOONH₄ реакция раствора будет слабокислой, поскольку константа диссоциации муравьиной кислоты (К_д(HCOOН) = 1,77·10 –4 ) больше константы диссоциации уксусной кислоты.

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (например, NaNO₃, KCl, Na₂SO₄), при растворении в воде гидролизу не подвергаются.

Случаи необратимого гидролиза

Гидролиз некоторых солей, образованных слабыми основаниями и слабыми кислотами, протекает необратимо. Необратимо гидролизуется, например , сульфид алюминия:

Следует отметить, что при смешении растворов солей гидролизующихся по аниону и катиону:

Mg 2+ + HOH ↔ MgOH + + H + ,

CO₃ 2– + HOH ↔ HCO₃ – + OH –

Продукты гидролиза первой соли усиливают гидролиз второй соли и наоборот. В результате при смешении водных растворов сульфата магния и карбоната натрия образуется основной карбонат магния:

Основные карбонаты выпадают в осадок также при смешивании растворов карбонатов щелочных металлов и солей Be 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Pb 2+ , Cu 2+ и др.

При сливании растворов соды и солей Fe 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ реакции протекают следующим образом:

(Ме – Fe, Ca, Sr, Ba)

При взаимодействии солей Аl 3+ , Сr 3+ и Fe 3+ в растворе с сульфидами, карбонатами и сульфитами в результате гидролиза в осадок выпадают не сульфиды, карбонаты и сульфиты этих катионов, а их гидроксиды:

Следует отметить, что катион Fe 3+ производит окисляющее действие на анион S 2- . В результате протекает реакция:

2Fe 3+ + S 2- = 2Fe 2+ + S о .

Например , хлорид железа (III) реагирует с сульфидом калия:

2FeCl₃ + 3K₂S = 2FeS + S + 6KCl

Некоторые соли в результате гидролиза в воде образуют малорастворимые оксосоединения:

SbCl₃ + H₂O → SbOCl↓ + 2HCl.

Необратимо гидролизуются в водных растворах галогенангидриды:

Константа и степень гидролиза

Константа К_г и α _г степень гидролиза для растворов электролитов связаны между собой уравнением, по форме совпадающим с уравнением Оствальда:

(1)

Константа гидролиза К_г может быть рассчитана на основе значений ионного произведения воды К_w и константы диссоциации К_д образующихся в результате гидролиза слабой кислоты или слабого основания:

(2)

Примеры решения задач

Задача 1. Вычислите К_г, α _г и рН 0,01 М раствора NH₄Cl при температуре 298 К, если при указанной температуре К_д(NH₃·H₂O) = 1,76× 10 -5 .

Решение.

.

[Н + ] = 2,4·10 –4× 0,01 = 2,4× 10 –6 М.

рН = — lg 2,4× 10 –6 = 5,6.

Задача 2. Определите константу гидролиза, степень гидролиза и рН 0,02 М раствора НСООNa при 298 К, если при указанной температуре К_д(НСООН) = 1,77× 10 –4 .

Решение. Формиат натрия гидролизуется в соответствии с уравнением:

НСОО — + Н₂О ↔ НСООН + ОН — .

Поскольку [НСООН] = [ОН – ] и [НСОО – ]·С_исх(НСООNa), то константу гидролиза можно записать следующим образом:

.

[Н + ] = 10 –14 ÷1,06× 10 –6 = 9,4·10 –9 М

рН = — lg 9,4× 10 –9 = 8

Задача 3. Определите рН 0,006М раствора NaNO₂, если α _г = 7·10 –3 %.

Решение.

[ОН – ] = 0,006× 7× 10 –5 = 4,2× 10 –7 М.

[Н + ] = 10 –14 :4,2× 10 –7 = 2,4× 10 –8 М.

рН = — lg 2,4× 10 –8 = 7,6.

Задача 5. Определите рН 0,1 М раствора Na₃PO₄ при 298 К, если константы диссоциации ортофосфорной кислоты при указанной температуре соответственно равны: К_д.1 = 7,11× 10 — 3 , K_д.2 = 6,34× 10 — 8 , K_д.3 = 4,40× 10 — 13 .

Решение. Na₃PO₄ диссоциирует в растворе и подвергается ступенчатому гидролизу:

Следует обратить внимание на выбор “нужной” величины К_д.

K_дисс.2 = 6,34·10 — 8

Так как К_г,1 > > К_г,2, то можно считать, что соль подвергается гидролизу только по первой ступени.

,

поскольку [HPO₄ 2- ] = [OH — ].

рОН = –lg 4,76× 10 — 2 = 1,32 и рН = 14 – 1,32 = 12,68.

Задачи для самостоятельного решения

1. Гидролиз соли Na₂SO₃ усилится при добавлении в раствор веществ:

а) Н2O	б) Na2CO3	в) NaOH
г) H2SO4	д) Na2S	е) Na2SO4

2. Напишите уравнение реакции NiCl₂ + Na₂CO₃ + H₂O → .

Источник