Задачи к разделу Гидролиз солей

Используя это выражение можно вычислить pH раствора:

[OH — ] = (0,2·10 -4 ·0,005) 1/2 = 3,16·10 -4 моль/л [H + ] = 10 -14 /3,16·10 -4 = 0,32·10 -10 моль/л

pH = -lg[H + ] =-lg 0,32·10 -10 = 10,5

Задача 2. Кремниевая кислота слабее угольной. Запишите уравнения гидролиза карбоната и силиката натрия и возможные значения рН среды при равных исходных концентрациях солей и одинаковой температуре растворов.

Решение.

Na2CO3 – соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролиз по аниону

По II ступени при обычных условиях гидролиз не идет.

по I ступени гидролиз протекает в большей степени, т.к. Kг1 > Kг2

Найдем концентрацию гидроксид-ионов и значение pH, допустив, что Ск-ты = 1 М:

pOHI = -lg[OH — ] = -lg1,44·10 -2 = 1,84; pHI = 14 – 1,84 = 12,16

pOHII = -lg[OH — ] = -lg1,47·10 -4 = 3,83; pHII = 14 – 3,83 = 10,17

Na2SiO3– соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролиз по аниону

по I ступени гидролиз протекает в большей степени, т.к. Kг1 > Kг2

Найдем концентрацию гидроксид-ионов и значение pH, допустив, что Ск-ты = 1 М:

pOHI = -lg[OH — ] = -lg 7,8·10 -2 = 1,1; pHI = 14 – 1,1 = 12,9

pOHII = -lg[OH — ] = -lg 6,7·10 -3 = 2,17; pHII = 14 – 2,17 = 11,83

Задача 3. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей Li3PO4, KCl, CuCl2. Какое значение рН (рН ≥7, рН ≤ 7) имеют растворы этих солей?На основании табличных данных вычислите константы гидролиза по всем ступеням и сделайте вывод о том, какая ступень гидролиза протекает в большей степени. Сравните значения рН по всем ступеням.

Решение.

Li3PO4 – соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролиз по аниону

Li3PO4 ↔ 3Li + + PO4 3-

На основании справочных данных о константах диссоциации H3PO4 вычислим все константы гидролиза:

Гидролиз протекает преимущественно по I ступени, т.к. Kг1 >> Kг2 >> Kг3

На основании полученных данных, можно сделать вывод о том, что среда раствора по первой ступени сильнощелочная, т.к Kг1 >> Kк-ты3;

Среда раствора по второй ступени среднещелочная, т.к Kг2 > Kк-ты2;

Среда раствора по третей ступени слабощелочная, т.к Kг3 << Kк-ты1;

Подтвердим это, произведя вычисления. Предположим, что концентрация соли 1 М, тогда значение pH раствора по ступеням можно вычислить следующим образом:

[OH — ]1 = (Kг1·[соли]) 1/2 ; [OH — ]1 = (2,27·10 -2 ·1) 1/2 = 0,15 моль/л [H + ]1 = 10 -14 /0,15 = 6,66·10 -14 моль/л;

pH1 = -lg[H + ] =-lg 6,66·10 -14 = 13,17

[OH — ]2 = (Kг2·[соли]) 1/2 ; [OH — ]2 = (1,58·10 -7 ·1) 1/2 = 4 ·10 -4 моль/л [H + ]2 = 10 -14 /4 ·10 -4 = 0,25·10 -10 моль/л;

pH2 = -lg[H + ] =-lg 0,25·10 -10 = 10,6

[OH — ]3 = (Kг3·[соли]) 1/2 ; [OH — ]3 = (1,41·10 -12 ·1) 1/2 = 1,2 ·10 -6 моль/л [H + ]3 = 10 -14 /1,2 ·10 -6 = 0,83·10 -8 моль/л;

pH3 = -lg[H + ] =-lg 0,83·10 -8 = 8,1

KCl – соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергается, рН ≈ 7

CuCl2 — соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, гидролиз по катиону

CuCl2 ↔ Cu 2+ + 2Cl —

CuCl2 + HOH ↔ (CuOH)Cl + HCl

(CuOH)Cl + HOH↔ Cu(OH)2 + HCl

На основании справочных данных о константе диссоциации Cu(OH)2 вычислим константу гидролиза:

Гидролиз по второй ступени практически не идет за счет накопления H + .

На основании полученных данных, можно сделать вывод о том, что среда раствора по первой ступени среднекислая, т.к Kг1 ≈ Kосн2;

pH1 = -lg[H + ] =-lg 1,7·10 -4 = 3,8

Задача 4. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей Cr2(SO4)3 и Na2SiO3. Какое значение рН (рН ≤ 7, рН ≥ 7) имеют растворы этих солей?.При смешивании растворов солей Cr2(SO4)3 и Na2SiO3 каждая из солей гидролизуется необратимо до конца. Выразите этот процесс молекулярным и ионно-молекулярными уравнениями гидролиза.

На основании табличных данных вычислите константы гидролиза силиката натрия и сульфата хрома по всем ступеням и сделайте вывод о том, какая ступень гидролиза протекает в большей степени. Сравните значения рН по всем ступеням.

Решение.

Cr2(SO4)3 – соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, гидролиз по катиону

Cr2(SO4)3 ↔ 2Cr 3+ + 3SO4 2-

На основании справочных данных о константе диссоциации Cr(OH)3 вычислим константу гидролиза:

Гидролиз по второй и третей ступени практически не идет за счет накопления H + , что ведет к смещению равновесия влево.

На основании полученных данных, можно сделать вывод о том, что среда раствора по первой ступени сильнокислая, т.к Kг >> Kосн;

[H + ] = (Kг·[соли]) 1/2 ; [H + ] = (1·10 -4 ·1) 1/2 = 1·10 -2 моль/л

pH = -lg[H + ] =-lg 1·10 -2 = 2

Na2SiO3 – соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролиз по аниону

Na2SiO3↔ 2Na + + SiO3 2-

по I ступени гидролиз протекает в большей степени, т.к. Kг1 > Kг2

На основании полученных данных, можно сделать вывод о том, что среда раствора по первой и по второй ступени сильнощелочная, т.к Kг1 >> Kк-ты2 и Kг2 >> Kк-ты1;

pOHI = -lg[OH — ] = -lg 7,8·10 -2 = 1,1; pHI = 14 – 1,1 = 12,9

pOHII = -lg[OH — ] = -lg 6,7·10 -3 = 2,17; pHII = 14 – 2,17 = 11,83

Необратимый гидролиз

Задача 5. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей Pb(NO3)2, NaNO3, K2SO3. Какое значение рН (рН ≤7, рН ≥ 7) имеют растворы этих солей? На основании табличных данных вычислите константы гидролиза по всем ступеням и сделайте вывод о том, какая ступень гидролиза протекает в большей степени. Сравните значения рН по всем ступеням.

Решение

Pb(NO3)2 – соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, гидролиз по катиону

На основании справочных данных о константе диссоциации Pb(OH)2 вычислим константу гидролиза:

Гидролиз по второй ступени практически не идет за счет накопления H + , что ведет к смещению равновесия влево.

На основании полученных данных, можно сделать вывод о том, что среда раствора по первой ступени слабокислая, т.к Kг << Kосн;

[H + ] = (Kг·[соли]) 1/2 ; [H + ] = (1·10 -11 ·1) 1/2 = 3,16·10 -6 моль/л

pH = -lg[H + ] =-lg 3,16·10 -6 = 5,5

NaNO3 – соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергается, рН ≈ 7

K2SO3 — соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролиз по аниону

K2SO3↔ 2K + + SO3 2-

На основании справочных данных о константах диссоциации H2SO3 вычислим константы гидролиза по обоим ступеням:

по I ступени гидролиз протекает в большей степени, т.к. Kг1 > Kг2

На основании полученных данных, можно сделать вывод о том, что среда раствора по первой ступени среднещелочная, т.к. Kг1 ≈ Kк-ты2 , а по второй ступени слабощелочная, т.к и Kг2 << Kк-ты1;

[OH — ]1 = (Kг1·[соли]) 1/2 ; [OH — ]1 = (0,16·10 -8 ·1) 1/2 = 4·10 -5 моль/л [H + ]1 = 10 -14 /4·10 -5 = 0,25·10 -9 моль/л;

pH1 = -lg[H + ] =-lg 0,25·10 -9 = 9,6

[OH — ]2 = (Kг2·[соли]) 1/2 ; [OH — ]2 = (6,3·10 -13 ·1) 1/2 = 7,9 ·10 -7 моль/л [H + ]2 = 10 -14 /7,9 ·10 -7 = 0,13·10 -7 моль/л;

pH2 = -lg[H + ] = -lg 0,13·10 -7 = 7,9

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎