Гидролиз
EL Учебник по ЕГЭ

Наш учебник поможет готовится к контрошам, решать домашки, а также подготовиться
к ЕГЭ на 90+ без дополнительного поиска информации.

Вернуться ко всем темам
59

Гидролиз

Задумывались ли вы, что происходит с твёрдой солью, когда вы её растворяется в воде? Давайте ответим на этот вопрос:

У соли ионная решётка – в узлах решётки располагаются катионы и анионы. Вода сама по себе полярная молекула – на одном её конце  сосредоточен отрицательный заряд, а на другом её конце – водородах – уже положительный заряд, поэтому вода может прекрасно взаимодействовать с ионами. К чему это ведёт? Вода прямо-таки разрушает ионную решётку соли, давая отдельные катионы и анионы, из которых состоит решётка соли. Причём эти ионы покрыты гидратной шубой, которая очень выгодная и компенсирует затраты энергии, которые пошли на разрушение решётки. Обычно это всё записывается как реакция электролитической диссоциации соли:

NaCl = Na+ + Cl

Zn(NO3)2 = Zn2+ + 2NO3

А что происходит дальше? Катионы и анионы могут вступать в химическую реакцию с молекулами воды, но какое условие для этой реакции? Давайте, возьмём хлорид натрия, возможны следующие реакции:

Однако в виду того, что гидроксид натрия и соляная кислота – сильные электролиты – равновесие практически полностью смещено в сторону исходные веществ, то есть ионы не реагируют с водой, или, что то же самое, не подвергаются гидролизу.

Реклама

Изменим ситуацию и заменим NaCl на NaF:

Ситуация изменилась: HF – кислота слабая, поэтому фторид-анион подвергается гидролизу и в растворе появляется избыток гидроксид-ионов OH. Можем сформулировать интересное правило:

  • Гидролизу подвергается катион/анион, соответствующий слабому основанию/кислоте.

Среда раствора

В прошлом примере мы увидели, что при помещении твёрдого NaF в воду, происходит разрушение кристаллической решётки соли, гидратация ионов, а затем фторид-ион ещё может реагировать с водой, давая избыток анионов OHв растворе. Как мы можем количественно описывать количественное соотношение между ионами H+ и OH в растворе, ну, вообще, принципиально возможны 3 ситуации:

  • Концентрация ионов H+ превышает концентрацию OH — такую среду называют кислой;
  • Концентрация ионов H+ равна концентрации ионов OH — такая среда называется нейтральной;
  • Концентрация ионов OH превышает концентрацию H+ — щелочная среда.

Речь идёт именно о молярной концентрации. Для того, чтобы удобно классифицировать (количественно) среду вопроса ввели водородный показатель pH, который представляет собой десятичный логарифм от концентрации ионов водорода в растворе, взятый с обратным знаком:

pH = -lg[H+]

Где lg – логарифм по основанию 10, [H+] – концентрация ионов водорода, теперь становится понятным обозначение pH:

Запоминать связь pH с средой раствора не придётся, для этого на ЕГЭ даются следующие справочные данные (это всё актуально для температуры 25 градусов Цельсия и давления 1 атмосфера):

Ну всё, в целом, мы готовы утвердить общее правило определения среды раствора:

  • Среда раствора определяется гидролизом катиона/аниона, который соответствует слабому основанию/кислоте;
  • Причём если гидролизу подвергается катион – такой процесс называется гидролизом по катиону;
  • Если гидролизу подвергается анион – такой процесс называется гидролизом по аниону.

Разберём типовые примеры определения среды растворов солей, кислот и щёлочей.

ВеществоКомментарийСреда раствора
NaClНе подвергается гидролизуНейтральная
NaFГидролиз по анионуСлабо щёлочная
Zn(NO3)2Гидролиз по катионуСлабо кислая
H2SO4Сильная кислотаСильно кислая
NaOHСильное основание (щёлочь)Сильно щёлочная
NaHCO3Гидролиз по анионуСлабо щёлочная
NaHSO4Серная кислота – сильная, поэтому кислотный остаток диссоциирует HSO4 = H+ + SO42-Слабо кислая
Al2S3Гидролиз и по катиону, и по аниону (совместный гидролиз)Произойдёт реакция полного необратимого гидролиза: Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S

Как же визуально определять какая среда у раствора? Очень просто – поместить в него вещество, которое меняет свою окраску в зависимости от среды раствора – такие вещества называются индикаторами:

ИндикаторОкраска индикатора в кислой средеОкраска индикатора в нейтральной средеОкраска индикатора в кислой среде
Фенолфталеинбесцветныйбесцветныймалиновый
Метилоранжкрасныйоранжевыйжёлтый
Лакмускрасныйфиолетовыйсиний

Резюме

  • При помещении твёрдой соли в воду – она подвергается растворению и электролитической диссоциации;
  • Гидратированные катионы и анионы могут вступать в реакцию с водой;
  • Катион/анион, соответствующий слабому основанию/кислоте, подвергаются гидролизу;
  • Среда раствора определяется водородным показателем pH.

Примеры задач на эту тему:

Задание 1. Задача №21 (из тестовой части)

Расположите водные растворы веществ, обладающие одинаковой молярной концентрацией, по возрастанию значения pH их водных растворов:

  1. AlCl3
  2. NaHCO3
  3. H2SO4
  4. NaOH
Ответ

3124

Задание 2. Задача №21 (из тестовой части)

Расположите водные растворы веществ, обладающие одинаковой молярной концентрацией, по убыванию значения pH их водных растворов:

  1. NaHSO4
  2. KCl
  3. KF
  4. HNO3
Ответ

3214

Задание 3. Задача №31 (из открытой части)

Гидроксид алюминия растворили в соляной кислоте. К полученному раствору прилили раствор гидрокарбоната натрия, при этом одновременно выпал белый и осадок и выделился газ. Газ поглотили минимально возможным количеством щёлочи, а осадок растворили в щёлочи. Напишите уравнения четырёх описанных реакций:

Ответ
  1. Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
  2. AlCl3 + 3NaHCO3 = Al(OH)3 + 3CO2 + 3NaCl
  3. NaOH + CO2 = NaHCO3
  4. Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]

Определения:

  1. Гидролиз – реакция между водой и растворёнными в ней ионами после электролитической диссоциации.
  2. Молярная концентрация C (в моль/л) суть отношение количества растворённого вещества (в моль) n к объёму раствора (в л) V: C = n/V.
  3. Логарифм logba от какого-либо числа a (или функции) по основанию b, это такое число c, что возведение b в степень c даёт искомое число a: bc = a или logba = c.

Обратная связь

Была ли эта статья тебе полезной?
Всё ли было понятно? Оставляй обратную связь, мы это ценим

Главная / Химия / Переходные элементы

Начните подготовку к ЕГЭ на 90+ с нами

Обязательно заполните все поля, иначе мы не сможем точно подобрать подготовкуу



    Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на условия обработки данных