гидролиз отчет. ГИДРОЛИЗ. Исследование гидролиза солей

• Название: Исследование гидролиза солей
• Анкор: гидролиз отчет
• Дата: 21.11.2022
• Размер: 48.48 Kb.
• Имя файла: ГИДРОЛИЗ.docx
• Тип: Исследование; #802625

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

С
АНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра общей химии

Отчёт

по лабораторной работе №3

«ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОЛИЗА СОЛЕЙ»

Выполнил: студент гр. РМ-22 __________ /Мялина А.А./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}


Проверил: __________ / /

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2022 год

Цель работы: ознакомиться с процессом гидролиза солей и его следствиями, научиться составлять уравнения гидролиза.

Общие сведения

Гидролизом называют процесс химического взаимодействия солей с водой. Продуктами гидролиза являются малодиссоциированные соединения в растворе, иногда – осадки или газы. Соответственно соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, не гидролизуются. К ним относятся, например, хлориды, нитраты и сульфаты щелочных металлов, стронция и бария. Различают три типа гидролизующихся солей:

Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой. Гидролизуется анион слабой кислоты: А^ + Н₂О = НА + ОН^, в растворе появляются ионы ОН^, поэтому среда – щелочная, рН > 7. Например, Na₂CO₃ образован сильным основанием NaOH и слабой угольной кислотой H₂CO₃. Диссоциация карбоната натрия описывается уравнением:

.

С водой взаимодействует карбонат-ион по реакции:

.

Распределяя катионы натрия по образующимся в ходе гидролиза анионам, получим молекулярное уравнение гидролиза:

Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH.

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой. Гидролизуется катион слабого основания: М⁺ + Н₂О  МОН + Н⁺, в растворе появляются ионы Н⁺, поэтому среда кислая, рН < 7. Например, FeSO₄ образован слабым основанием Fe(OH)₂ и сильной кислотой H₂SO₄. Сульфат железа (II) диссоциирует по реакции:

.

С водой реагирует остаток слабого основания – катион Fe²⁺:

Fe²⁺ + HOH  FeOH⁺ + H⁺.

Так как в ходе гидролиза образуются ионы H⁺, то среда в растворе FeSO₄ будет кислой.

Молекулярное уравнение гидролиза:

2FeSO₄ + 2H₂O = (FeOH)₂SO₄ + H₂SO₄.

Степень гидролиза солей этих двух групп невелика, не превышает нескольких процентов. Поэтому гидролиз многозарядных ионов протекает не далее первой ступени, то есть ограничивается взаимодействием иона только с одной молекулой воды.

Гидролиз соли, образованной двумя слабыми электролитами. Гидролиз протекает как по катиону, так и по аниону: М⁺ + А^ + Н₂О = МОН + НА. Например, ацетат натрия CH₃COONa образован слабым основанием NH₄OH и слабой кислотой CH₃COOH, соответственно с водой взаимодействует и катион аммония и ацетат-ион:



Молекулярная форма реакции:

CH₃COONH₄ + H₂O = CH₃COOH + NH₄OH

Образующиеся слабые кислота и основание диссоциируют в разной степени, поэтому среда в растворе зависит от их относительной силы. Если кислота сильнее, то ее константа диссоциации больше и среда слабокислая. Если сильнее основание, то среда слабощелочная.

Степень гидролиза соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием многократно выше, чем у солей первых двух групп, гидролизующихся только по одному иону. Если продуктами гидролиза являются труднорастворимые соединения или газы, то гидролиз протекает полностью. Пример необратимого, полного гидролиза:

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S.

Степень гидролиза солей зависит от ряда факторов, определяемых принципом Ле-Шателье.

Чем слабее кислота или основание, образующиеся в результате гидролиза, тем выше глубина протекания процесса.

С увеличением количества воды, то есть с разбавлением раствора, степень гидролиза возрастает.

Поскольку гидролиз всегда протекает с поглощением тепла, является эндотермической реакцией, степень гидролиза повышается при нагревании раствора.

Гидролиз солей первой группы может быть подавлен добавлением кислоты, а во второй группе солей – добавлением щелочи.

При смешивании растворов солей первой и второй групп происходит взаимное усиление гидролиза.

Оборудование и реактивы

В лаборатории: спиртовка – 1 шт., песчаная баня – 1 шт. В штативе: хлорид железа (III), сульфат цинка, сульфат алюминия, сульфат хрома (III), сульфат магния, карбонат натрия, ацетат натрия – растворы концентрацией 5 %; лакмус – раствор концентрацией 1 %. В вытяжном шкафу: соляная кислота – раствор концентрацией 15 %, сульфид натрия – раствор концентрацией 5 %. Получать в лаборантской: пробирки – 5 шт.; хлорид сурьмы (III), сульфит натрия – растворы концентрацией 5 %; хлорид олова (II) – кристаллический; цинк металлический; универсальная индикаторная бумага, фенолфталеин.

Выполнение работы

Опыт 1. Гидролиз солей.Б

	Формула соли	Окраска лакмуса	рН раствора	Характер раствора	Окраска фенол-фталеина	Универсальный индикатор
1	ZnSO4	Красная	4-5	Слабокислый	б/ц	Светло-оранжевый
2	Al2(SO4)3	Красная	2	Кислый	б/ц	Красный
3	Na2CO3	Синяя	10-11	Щелочной	малиновый	Светло-синий
4	Na2S	Синяя	12	Сильнощелочной	малиновый	Синий
5	(CH3COO)2Pb	Красная	4-5	Слабокислый	б/ц	Светло-оранжевый

Уравнения гидролиза:

1. 
   2ZnSO₄ + 2H₂O (ZnOH)₂SO₄ + H₂SO₄
   

Zn²⁺ + H₂O ZnOH⁺ + H⁺

2. 
   Al₂(SO₄)₃+ 2H₂O 2AlOHSO₄ + H₂SO₄
   

Al³⁺+ H₂O AlOH²⁺ + H⁺

3. 
   Na₂CO₃+ H₂O NaHCO₃ + NaOH
   

CO₃^2- + H₂O HCO₃^- + OH^-

4. 
   Na₂S + H₂O NaHS + NaOH
   

S^2- + H₂O HS^- + OH^-

5. 
   (CH₃COO)₂Pb + H₂O (CH₃COO)PbOH + CH₃COOH
   

Pb²⁺+ H₂O PbOH⁺ + H⁺

Опыт 2. Образование основных и кислых солей при гидролизе.

Б) Na₂SO₃+ H₂O NaHSO₃ + NaOH

Na⁺+SO₃^2- + H₂O 2Na⁺+HSO₃^- +OH^-

Универсальный индикатор окрашивается в зеленый. Примерный рН среды = 8-9. Это указывает на присутствие в растворе ионов ОН^-, образовавшихся в результате гидролиза соли.

Опыт 3. Факторы, влияющие на степень гидролиза солей.

А. Влияние силы кислоты и основания, образующих соль, на степень ее гидролиза.

	Формула соли	Окраска лакмуса	рН раствора	Характер раствора	Окраска фенол-фталеина	Универсальный индикатор
1	Na2SO3	синяя	8-9	Щелочной	малиновый	Зеленый
2	Na2CO3	синяя	9-10	Щелочной	малиновый	Интенсивное синее окрашивание
3	(CH3COO)Na	синяя	8-9	Щелочной	малиновый	Сине-зеленый
4	MgSO4	красная	6-7	Кислый	б/ц	Слабо-оранжевый
5	Al2(SO4)3	красная	2-3	Сильноислый	б/ц	Оранжевый

Уравнения гидролиза:

1. 
   Na₂SO₃+ H₂O NaHSO₃ + NaOH
   

SO₃^2- + H₂O HSO₃^- + OH^-

2. 
   Na₂CO₃+ H₂O NaHCO₃ + NaOH
   

CO₃^2- + H₂O HCO₃^- + OH^-

3. 
   (CH₃COO)Na + H₂O CH₃COOH + NaOH
   

CH₃COO^-+ H₂O CH₃COOH⁺ + OH^-

4. 
   Al₂(SO₄)₃+ 2H₂O 2AlOHSO₄ + H₂SO₄
   

Al³⁺+ H₂O М AlOH²⁺ + H⁺

5. 
   2MgSO₄+2H₂O (MgOH)₂SO₄+H₂SO₄
   Mg²⁺ + H₂O MgOH⁺ + H⁺
   

а) При гидролизе по аниону концентрация ионов ОН^– более высокая в растворе соли Na₂CO₃

б) Концентрация ионов Н⁺ выше в растворе соли Al₂(SO₄)₃

В. Влияние разбавления раствора на степень гидролиза соли

а) SbCl₃ + H₂O → SbOCl↓ + 2HCl

Sb³⁺ + H₂O + Cl^- → SbOCl↓ + 2H⁺

Наблюдается выпадение белого осадка

б) SbOCl + 2HCl → SbCl₃ + H₂O

SbOCl + 2H⁺ → Sb³⁺ + H₂O

Наблюдается растворение белого осадка

Опыт 4. Растворение металлов в продуктах гидролиза солей.

1. 
   Al₂(SO₄)₃+ 2H₂O 2AlOHSO₄ + H₂SO₄
   

Al³⁺+ H₂O AlOH²⁺ + H⁺

H₂SO₄ + Zn → ZnSO₄ + H₂↑

Наблюдается выделение бесцветного газа

Опыт 5. Взаимное усиление гидролиза при взаимодействии растворов двух солей.

А) Уравнения гидролиза:

1. 
   Na₂CO₃+ H₂O NaHCO₃ + NaOH
   

CO₃^2- + H₂O HCO₃^- + OH^-

2. 
   FeCl₃ + H₂O FeOHCl₂ + HCl
   

Fe³⁺ + H₂O FeOH²⁺ + H⁺

3. 
   Fe₂(CO₃)₃ + 3H₂O 2Fe(OH)₃ + 3CO₂↑
   

Уравнения реакций:

1. 
   2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 6NaCl + 3CO₂↑ + 2Fe(OH)₃↓
   

Наблюдается выделение бесцветного газа без запаха, выпадение бурого осадка, растворение бурого осадка.

Б) Реактивы: CuSO₄, Na₂CO₃

Уравнения гидролиза:

1. 
   Na₂CO₃+ H₂O NaHCO₃ + NaOH
   

CO₃^2- + H₂O HCO₃^- + OH^-

2. 
   2CuSO₄ + H₂O (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄
   

Cu²⁺+H₂O CuOH⁺+H⁺

Уравнения реакций:

1. 
   2Na₂CO₃ + 2CuSO₄ + 2H₂O → (CuOH)₂CO₃ + CO₂↑ + 2Na₂SO₄
   

Cu²⁺ + CO₃^2- + 2OH^- → (CuOH)₂CO₃ + CO₂↑

Наблюдаемые выпадение голубого осадка, выделение бесцветного газа без запаха.

Вывод: в ходе первой части опыта были определены pH различных растворов солей. Была установлена интенсивность окраски фенолфталеина, исходя из которой можно сделать заключение, что она растет по мере повышения щелочности раствора. В ходе второй части опыта были также определены pH двух растворов солей и установлен цвет лакмуса в каждом из них, исходя из которого можно сделать заключение, что лакмус изменял цвет по мере роста кислотности раствора. Были составлены уравнения гидролизов данных солей.