Химия (стр. 15 )

Подкисление или подщелачивание растворов солей часто используют на практике для стабилизации их разбавленных растворов.

Равновесие реакции гидролиза может смещаться в сторону его усиления, если продуктом одной из ступеней гидролиза будет малорастворимое соединение:

Bi(NO3)3 + HOH BiOH(NO3)2 + HNO3

Bi3+ + HOH BiOH2+ + H+

При разбавлении раствора равновесие реакции смещается вправо за счет образования осадка нитрата оксовисмута:

BiOH(NO3)2 + HOH Bi(OH) 2NO3 + HNO3

BiONO3 + H2O

BiOH2+ + HOH + NO3 BiONO3 + H+

Аналогично протекает гидролиз хлорида сурьмы (III).

Гидролиз соли можно усилить также нагревая или разбавляя ее раствор.

Взаимный гидролиз

Ионы Н+ (или ОН) можно связать в молекулы воды, вводя в раствор не только щелочь (или кислоту), но и другую соль, гидролиз которой приводит к накоплению в растворе ионов ОН (или Н+); ионы Н+ и ОН будут нейтрализовать друг друга, что вызовет взаимное усиление гидролиза обеих солей и в результате - образование конечных продуктов гидролиза (взаимный гидролиз). Например, при смешивании растворов Na2CO3 и AlCl3 , в которых соответственно имеется избыток ионов ОН и Н+ соответственно, взаимное усиление гидролиза приводит к выделению СО2 и образованию осадка Al(OH)3 :

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl

2Al3+ + 3CO32 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2

В осадок в подобных случаях выпадает наименее растворимый из возможных продуктов гидролиза. Так, растворимость карбоната гидроксомеди (CuOH)2CO3 меньше, чем растворимость гидроксида меди Cu(OH)2 . Поэтому при сливании растворов CuSO4 и Na2CO3 конечным продуктом гидролиза является именно (CuOH)2CO3 :

2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O (CuOH)2CO3 + CO2 + 2Na2SO4

2Cu2+ + 2CO32 + H2O (CuOH)2CO3 + CO2

Взаимный гидролиз - необратимый процесс.

Примеры решения задач

Пример 32. Запишите уравнения реакций гидролиза следующих солей и определите реакцию среды (нейтральная, кислая, щелочная): a)FeCl2; б)Na2CO3; в) KCl; г) Fe2S3.

Решение.

а) Запишем уравнение диссоциации соли и определим силу кислоты и основания, образующих данную соль:

FeCl2 Fe2+ + 2Cl-

Соль образована слабым основанием Fe(OH)2 и сильной кислотой HCl. В гидролизе участвует ион слабого основания, гидролиз идет по катиону:

Fe2+ + HOH FeOH+ + H+ (кислая среда рН < 7),

Так как ионы Cl - не принимают участия в гидролизе, то они присутствуют в неизменной форме в левой и правой частях уравнения:

Fe2+ + 2Cl - + HOH FeOH+ + H+ + 2Cl-

Для того, чтобы записать уравнение реакции гидролиза в молекулярной форме, объединим ионы в молекулы в соответствии с их зарядами:

FeCl2 + HOH FeOHCl + HCl –уравнение реакции гидролиза в молекулярной форме.

б) Na2CO3 2Na+ + CO32-

Cоль образована сильным основанием NaOH и слабой кислотой Н2СО3. В гидролизе участвует ион слабой кислоты, гидролиз идет по аниону:

СО32- + НОН НСО3- + ОН- (щелочная среда рН > 7),

Так как ионы Na+ не принимают участия в гидролизе, то они присутствуют в неизменной форме в левой и правой частях уравнения:

2Na+ + CO32- + HOH HCO3- + OH - + 2Na+

Для того, чтобы записать уравнение гидролиза в молекулярной форме, объединим ионы в молекулы в соответствии с из зарядами:

Na2CO3 + HOH NaHCO3 + NaOH

в) KCl – эта соль гидролизу не подвергается, т. к. образована сильным основанием – КОН и сильной кислотой HCl. Среда нейтральная, рН = 7.

г) Fe2S3

В таблице растворимости для соли Fe2S3 стоит прочерк, это значит, что гидролиз соли идет необратимо и до конца, до образования соответствующих основания и кислоты:

Fe2S3 + 6H2O = 2Fe(OH)3¯ + 3H2S­

Пример 33. Рассчитайте константу гидролиза в растворе хлорида аммония.

Решение.

NH4Cl + H2O NH4OH + HCl

NH4+ + H2O H+ + NH4OH; pH <7

Коллоидные растворы

Коллоидные системы – это ультрамикрогетерогенные системы, состоящие из двух фаз: дисперсионной среды и дисперсной фазы. Дисперсная фаза коллоидных растворов состоит из молекулярных агрегатов размером 10- 10 cм.

Классификация коллоидных систем

1. Агрегатное состояние дисперсионной фазы и дисперсной среды.

Дисперсная фаза Дисперси- онная среда	Газ	Жидкость	Твердая
Газ	-	Аэрозоли (облака, туман)	Аэрозоли (дым, пыль)
Жидкость	Эмульсии (пена)	Эмульсии (молоко, нефть)	Золи, Суспензии (природные воды)
Твердая	Твердые эмульсии (капиллярные системы, активированный уголь)	Гели (почва, жемчуг, сыр)	Литозоли (природные минералы, сплавы)

2. Взаимодействие дисперсной фазы и дисперсионной среды (тип классификации используется только для жидких дисперсионных сред). Коллоидные системы делятся на лиофобные и лиофильные.

В лиофобных коллоидных системах дисперсная фаза слабо взаимодействует с дисперсионной средой. Такие системы не могут быть получены самопроизвольно, частицы дисперсной фазы всегда представляют собой агрегаты молекул (необратимые коллоиды).

В лиофильных коллоидных системах (обратимые коллоиды) дисперсная фаза растворима в дисперсионной среде. Ее частицами являются отдельные молекулы больших размеров (макромолекулы).

Свойства лиофобных коллоидных растворов

1. Гетерогенные системы (имеются поверхности раздела фаз).

2. Коллигативные свойства коллоидных растворов практически не отличаются от соответствующих свойств дисперсионной фазы.

3. Не делятся механическими методами (отстаивание, фильтрование).

4. Плохо проходят через мембраны и полупроницаемые пленки.

5. При прохождении света через коллоидные растворы наблюдается конус Тиндаля (дифракция света на коллоидных частицах).

6. Так как дифракция коротковолнового излучения происходит в большей степени, чем дифракция длинноволнового излучения, то бесцветные коллоидные растворы в отраженном свете имеют голубой цвет, а в проходящем – красный.

7. Коллоидные частицы заряжены и могут перемещаться под действием электрического поля (электрофорез).

Строение коллоидной мицеллы и электрические свойства коллоидных систем

Коллоидные частицы имеют малые размеры и могут существовать во взвешенном состоянии неограниченное время. Это определяет кинетическую устойчивость коллоидных систем. С другой стороны, большая поверхность раздела коллоидной частицы определяет избыточное поверхностное натяжение и тенденцию к «слипанию» коллоидных частиц, которая уменьшает энергетическую нестабильность коллоидных систем.