Цель: осуществить реакции гидролиза некоторых солей, изучить влияние состава солей и внешних условий на полноту их гидролиза.

Теория: гидролиз-процесс обратный нейтрализации. Состояние равновесия этой обратимой реакции выражается уравнением:

+13,7 ккал

Из этого уравнения можно сделать ряд выводов:

  1. Реакция гидролиза происходит с поглощением тепла, следовательно согласно закона Вант-Гоффа, повышение температуры должно благоприятствовать гидролизу.
  2. Разбавление растворов, увеличение количества воды, тоже благоприятствует гидролизу, так как смещает равновесие влево, в сторону.
  3. При увеличении концентрации ионов водорода или гидроксид ионов в растворе, при введении в раствор кислоты или щелочи, равновесие должно сместиться вправо, в сторону обратной реакции.

Опыт 1. Гидролиз солей

Методика проведения эксперимента: в отдельные пробирки налить 1-2 мл растворов следующих солей: хлорида натрия, нитрата натрия, карбоната натрия, сульфида натрия, сульфата натрия, хлорида бария, хлорида цинка, сульфата алюминия. Определить pH растворов перечисленных солей с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Видеофрагмент:

Признак реакции:

Опыт 2. Влияние температуры на гидролиз

Методика проведения эксперимента: налить в пробирку 3-4 мл раствора ацетата натрия и 1-2 капли раствора фенолфталеина. Нагреть раствор до кипения. Как изменится окраска раствора изменяется и почему.

Видео фрагмент:

Ацетат натрия – средняя соль, образованная сильным основанием – гидроксидом натрия (NaOH) и слабой кислотой – уксусной (CH3COOH).

Химизм процесса:

Уравнение гидролиза ацетата натрия:

CH3COONa ↔ Na+ + CH3COO (диссоциация соли);

Na+ + CH3COO + H2O ↔ Na+ + CH3COOH + OH (полное ионное уравнение);

CH3COO + H2O ↔ CH3COOH + OH (сокращенное ионное уравнение);

CH3COONa+ H2O↔ CH3COOH +NaOH (молекулярное уравнение).

Процесс нагревания усиливает гидролиз.

Опыт 3. Совместный гидролиз

Смешать в пробирке 2-3 мл растворов сульфата алюминия и ацетата натрия. Нагреть до кипения. Нагреть до кипения. Охладить пробирку.

Уравнение гидролиза:

Al2(SO4)3 + 6CH3COONa + 2H2O → 3Na2SO4 + 2Al(OH)(CH3COO)2 + 2CH3COOH

Совместный гидролиз двух солей. Если в растворе присутствуют две соли, одна из которых гидролизуется по аниону, другая по катиону, то гидролиз обеих солей усиливается, протекает необратимо с образованием конечных продуктов (слабого основания и слабой кислоты). Растворы таких солей имеют среду, близкую к нейтральной (рН ≈ 7).

Опыт 4. Влияние разбавления на гидролиз

В пробирку налейте несколько капель раствора нитрата висмута. Раствор Bi(No3)3 постепенно разбавляйте дистиллированной водой. Выпадает осадок основной соли висмута

Этот фактор означает одновременное уменьшение концентрации всех частиц в растворе (не считая воды). В соответствии с принципом Ле Шателье, такое воздействие приводит к смещению равновесия в сторону реакции, идущей с увеличением числа частиц. Реакция гидролиза протекает (без учета воды!) с увеличением числа частиц. Следовательно при разбавлении равновесие смещается в сторону протекания этой реакции, вправо, степень гидролиза возрастает. К этому же выводу придем из рассмотрения константы гидролиза.

Опыт 5. Растворение цинка в процессе гидролиза

В пробирку с 3-4 мл раствора хлорида цинка опустить опустить кусочек цинка. Нагреть.

Хлорид цинка – средняя соль, образованная слабым основанием – гидроксидом цинка (Zn(OH)2) и сильной кислотой – соляной (хлороводородной) (HCl). 

Опыт 6. Полный гидролиз (взаимный гидролиз)

В пробирку налить раствор сульфата меди и постепенно подливать к нему раствор соды до исчезновения синей окраски.

Гидролиз солей, образованных очень слабым основанием и слабой летучей или нерастворимой кислотой, протекает до конца по всем стадиям и является необратимым. Такие соли в растворах не существуют, так как полностью разлагаются водой с выпадением осадка и выделением газа. Полному гидролизу подвергаются, например, карбонаты, сульфиды и силикаты трехвалентных металлов (Al3+, Cr3+, Fe3+).

В результате взаимодействия сульфата  меди (II) и водным раствором карбоната натрия происходит образование основной соли – гидроксокарбоната меди (I), средней соли – сульфата натрия и выделение углекислого газа. Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

\[2CuSO_4 + 2Na_2CO_3 + H_2O \rightarrow Cu_2(OH)_2CO_3 + 2Na_2SO_4 + CO_2_gas.\]

Запишем ионные уравнения, учитывая, что газы и вода на ионы не распадаются, т.е. не диссоциируют.

\[ 2Cu^{2+} + 2SO_4^{2-} + 4Na^{+} + 2CO_3^{2-}+ H_2O \rightarrow 2Cu^{+} + 2OH^{-} + CO_3^{2-} + 4Na^{+} + 2SO_4^{2-} + CO_2;\]
\[ 2Cu^{2+} + CO_3^{2-}+ H_2O \rightarrow 2Cu^{+} + 2OH^{-} + CO_2.\]

Выпадает осадок основной углемедной соли Cu2CO3(OH)2 -голубовато-зеленого цвета.