Общая химия (стр. 31 )

Катион же аммония NН4+ являющийся донором протона, реагирует с водой, как с основанием:

Составление уравнений гидролиза солей. Гидролиз солей, образованных слабыми многоосновными кислотами и сильными основаниями, протекает ступенчато (соответственно обратному процессу — ступенчатой диссоциации), и при этом получаются кислые соли (точнее, анионы кислых солей). Так, гидролиз карбоната натрия может быть выражен уравнениями:

Однако в обычных условиях гидролиз практически ограничивается первой ступенью: ионы СО3 связывают ионы Н+ воды, об­разуя сначала ионы НСОз, а не молекулы Н2СО3. Это объясняется тем, что ионы НСО3 диссоциируют гораздо труднее, чем моле­кулы Н2СО3. И лишь при сильном разбавлении и нагревании следует учитывать гидролиз образовавшейся кислой соли.

Для составления уравнений гидролиза Na2СОз исходим из следующего положения. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой, поэтому ион СО2 (анион слабой кислоты) будет связывать ионы водорода воды. Так как ионы СО32- содержат два заряда, то следует рассматривать две ступени гидролиза и для каждой ступени записывать три уравнения: а) в сокращенной ионной форме, б) в ионной форме и в) в молекулярной форме. При этом должны быть учтены правила написания ионных уравнений реакций обмена (§ 5.11).

Первая ступень: а) уравнение гидролиза в сокращенной ионной ферме:

б) уравнение гидролиза в ионной форме:

в) уравнение гидролиза в молекулярной форме:

Na2C03 + Н20- NaHCO3 + NaOH

Таким образом, чтобы перейти от уравнения в сокращенной ионной форме к уравнению в ионной форме, надо к ионам первого уравнения (а) приписать ионы противоположного знака (б). Объединяя ионы уравнения (б) в молекулы, получим уравнение гидролиза в молекулярной форме (в).

Вторая ступень:

Аналогично при гидролизе солей, образованных многокислотными слабыми основаниями и сильными кислотами, получают основные соли (точнее, катионы основных солей). Гидролиз протекает главным образом по первой ступени. Рассмотрим в качестве примера соль А1С1з. При составлении уравнений ее гидролиза исходим из того, что эта соль образована слабым основанием и сильной кислотой. Ион А13+ (катион слабого основания) будет связывать гидроксид-ионы воды. Но поскольку А13+ имеет три заряда, гидролиз будет протекать по трем ступеням. Уравнения составляем так же, как и в предыдущем примере.

Первая ступень:

Вторая ступень:

Третья ступень — реакция практически не протекает, ввиду накопления ионов водорода процесс смещается в сторону исходных веществ. Однако разбавление раствора и повышение температуры усиливают гидролиз. В этом случае можно записать уравнения гидролиза и по третьей степени.

Гидролиз. Гидролиз солей — один из важных примеров гидролиза веществ, который хорошо изучен.

Гидролиз, в отроком смысле, — это реакция обменного

разложения между различными веществами и водой.

Такое определение охватывает и гидролиз органических соединений — сложных эфиров, жиров, углеводов, белков — и гидролиз неорганических веществ — солей, галогенов, галогенидов, неметаллов и т. д.  Например:

В результате гидролиза минералов — алюмосиликатов — происходит разрушение горных пород. Гидролиз солей применяется для очистки воды и уменьшения ее жесткости. В больших масштабах осуществляется гидролиз дре­весины. Растущая быстрыми темпами гидролизная промышленность вырабатывает из непищевого сырья (древесины, хлопковой шелухи,  подсолнечной лузги,  соломы, кукурузной кочерыжки) ряд ценных продуктов: этиловый спирт, белковые дрожжи, глюкозу, твердый оксид углерода (IV) , фурфурол, метиловый спирт, лигнин и многие другие. В живых организмах протекает гидролиз полисахаридов, белков и других органических соединений.

§ 6.6. Связь между классами неорганических соединений

Между простыми веществами, оксидами, кислотами, основаниями и солями существует генетическая связь, а именно — возможность их взаимного перехода. Так, например, простое вещество — металл кальций — в результате соединения его с кислородом превращается в оксид кальция. Оксид кальция при взаимодействии с водой образует гидроксид кальция, а последний при взаимодействии с кислотой превращается в соль. Эти превра­щения можно представить схемой

Са >СаО >Са(ОН)2  >СаS04

К тому же продукту можно прийти исходя из неметалла, например серы:

S> S0з > Н2S04  > СаS04

Итак, различными путями получена одна я та же соль.

Возможен и обратный переход — от соли к другим классам неорганических соединений и простым веществам. Например, от сульфата меди путем его взаимодействия со щелочью можно перейти к гидроксиду меди (II), от него с помощью прокаливания — к оксиду меди (II), а из последнего посредством восста­новления водородом при нагревании получить простое вещество — медь:

Подобная связь между классами неорганических соединений, основанная на получении веществ одного класса из веществ другого класса, называется генетической. Однако следует иметь в виду, что часто получение веществ осуществляется не прямым, а косвенным путем. Например, гидроксид меди (II) нельзя получить реакцией взаимодействия оксида меди (II) с водой, так как в этом случае взаимодействие отсутствует. Тогда применяют косвенный путь: на оксид меди (II) действуют кислотой, получают соль, а из соли действием раствора щелочи получают гидроксид меди (II).

Генетическую связь между классами неорганических соединений можно выразить схемой

§ 6.7. Решение типовых задач

Оксиды, кислоты, основания, соли

Задача 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

Решение. 1) Медь можно получить из соли меди (И) по реакции замещения:

2) Оксид меди и получим, сжигая медь в кислороде:

3.Оксид меди (II) растворяется в сульфатной кислоте, образуя хлорид меди (II):

СuО + 2 НС1 = СuС12 + Н20

4.Гидроксид меди (II) можно получить, добавив к раствору хлорида меди (II) раствор щелочи:

СuС12 + 2 КОН = Сu(ОН)2| + 2КСІ

5.Основная соль — гидроксонитрат меди (II) — получится при обработке гидроксида меди (II) азотной кислотой, взятой в количестве, достаточном для замещения одной гидроксогруппы, т. е. 1 моль НNОз на I моль Сu(ОН)2:

Сu(ОН)2 + НNОз = Сu(ОН)NОз + Н20

6.При действии избытка азотной кислоты на гидроксонитрат меди (II) получается нитрат меди (II):

Сu(ОН)NОз + НNОз = Сu(NОз)2 + Н20

Задача 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых, исходя из натрия, серы, кислорода и водорода, можно получить три средние соли, три кислые соли и три кислоты.

Решение. Из кислорода и водорода можно получить воду:

2Н2 + 02 = 2Н20

Из серы и кислорода можно получить оксид серы (IV), дальнейшим окислением которого — оксид серы (VI):

S + 02 = S02

2S02 + 02 = 2S03

Натрий, взаимодействуя с кислородом, образует оксид:

4Na + 02 = 2Nа20

Основный оксид натрия с кислотными оксидами серы (IV) и серы (VI) образует соответственно сульфит и сульфат натрия (две средние соли):

Еще одна средняя соль — сульфид натрия — может быть получена непосредственным взаимодействием натрия и серы:

Водород с серой образуют сероводород:

раствор которого в воде — сероводородная кислота. Оксид серы (IV) и серы (VI) взаимодействует с водой, образуя сернистую и серную кислоты:

Наконец, три кислые соли можно получить, если провести реакции между оксидом натрия и тремя полученными кислотами, взяв их в избытке:

Задача 3. Напишите уравнения всех возможных реакций между следующими веществами, взятыми попарно; оксид кальция, оксид фосфора (V), хлороводородная кислота, гидроксид натрия, сульфат меди (II), сульфид калия.

Решение. Определяем, к каким классам неорганических соединений относятся названные в условиях задачи вещества: СаО — основный оксид, Р4010 (или Р205) — кислотный оксид, НСl (раствор) — кислота, NaОН — основание (щелочь), СuS04 и К2S — средние соли.

Основный оксид СаО взаимодействует с кислотным оксидом и кислотой:

Кислотный оксид Р2О5 реагирует, кроме того, со щелочью:

Р205 + 6Na0Н = 2Na3Р04 + ЗН20

Хлороводородная кислота взаимодействует с гидроксидом натрия и сульфидом калия:

НС1 + NаОН = NаС1 + Н20

2НС1+К2S = Н2S^+2КСl

Гидроксид натрия вступает в реакцию обмена с сульфатом меди (II):

2Nа0Н + СuS04 = Сu(0Н)2| + Na2S04

Наконец, сульфат меди (II) реагирует с сульфидом калия:

СиS04 + К2S = СuS| + К2S04

Гидролиз солей

Задача 1. Составьте уравнения реакций гидролиза солей NaзР04, Сu(NОз)2, КCl. Как изменится водородный показатель при растворении в воде этих солей?