Гидролиз сульфида натрия
Общие сведения о гидролизе сульфида натрия
Представляет собой порошок белого цвета. Сульфид натрия, производимый промышленно желтоватый иногда красно-коричневый и содержит до 60% основного вещества. Формула — Na2S. Молярная масса –78 г/моль.
Рис. 1. Сульфид натрия (технический). Внешний вид.
Гидролиз сульфида натрия
Подвергается гидролизу по аниону. Характер среды щелочной. Теоретически возможна вторая ступень.
Na2S ↔ 2Na + +S 2- (диссоциация соли);
2Na + +S 2- + HOH ↔ HS — + 2Na + +OH — (ионное уравнение);
Na2S + HOH ↔ NaHS + NaOH (молекулярное уравнение).
NaHS ↔ Na + + HS — (диссоциация соли);
Na + + HS — +HOH ↔ H2S↑ + Na + + OH — (ионное уравнение);
NaHS + HOH ↔ H2S↑ + NaOH (молекулярное уравнение).
Примеры решения задач
Задание | Какой объем сероводорода выделится при взаимодействии 5,4г сульфида натрия с соляной кислотой? |
Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия сульфида натрия с соляной кислотой: |
Рассчитаем количества вещества сульфида натрия, используя значение массы, указанное в условии задачи (молярная масса – 78 г/моль):
По уравнению υ (Na2S) = υ (H2S) =0,07 моль. Найдем объем выделившегося газа:
Гидролиз
Определение гидролиза
Гидролиз — это процесс взаимодействия сложного химического вещества с водой, итогом которого становится разложение молекул этого вещества. Сам термин происходит от двух греческих слов: hydor, что значит «вода», и lysis, то есть «распад». |
Гидролизации подвержены как органические, так и неорганические вещества: углеводы, белки, оксиды, карбиды, соли и т. д. Например, гидролиз органических соединений напрямую связан с пищеварением — с его помощью происходит распад и усвоение клетками организма жиров, белков, углеводов. Но сейчас мы займемся неорганической химией и рассмотрим гидролизацию на примере солей.
Гидролиз солей — это реакция взаимодействия ионов соли с Н + и ОН − ионами воды, которая ведет к распаду исходного соединения. В результате такого ионного обмена образуется слабый электролит — кислотный, щелочной или нейтральный. |
Условия гидролиза
Далеко не все соединения распадаются, вступая в реакцию с молекулами воды. Сейчас мы на примере солей рассмотрим, какие вещества подвергаются гидролизу, а какие нет, и от чего это зависит.
Начнем с того, что любая соль включает основание — амфотерный гидроксид, и кислотный остаток.
сульфат меди CuSO4состоит из основания Cu(ОН)2и кислоты H2SO4;
хлорид натрия NaCl состоит из основания NaOH и кислоты HCl;
хлорид цинка ZnCl2состоит из основания Zn(ОН)2 и кислоты HCI;
карбонат натрия Na2CO3состоит из основания NaOH и кислоты H2CO3.
В зависимости от того, какие соли подвергаются гидролизу — со слабым основанием или слабой кислотой, в итоге может получиться кислая, щелочная или нейтральная среда водного раствора.
А что происходит, если соль состоит из сильного основания и сильного кислотного остатка? Ничего. ? В этом случае ее сильные катионы и анионы не взаимодействуют с ионами воды. Такая соль не распадается, то есть не подвержена гидролизу.
Схема химической реакции гидролиза выглядит так:
XY + HOH ↔ XH + HOY
XH — кислотный остаток;
Индикаторы среды раствора
Для определения среды раствора за считанные секунды используются специальные индикаторы. Самый распространенный из них — лакмусовая бумага, но также популярны фенолфталеин и метиловый оранжевый. В нейтральной среде они не меняют свой цвет, а в кислотной или щелочной — приобретают другую окраску.
Изменение цвета индикатора однозначно говорит о том, что произошла гидролизация. Однако если цвет остался тем же — это не всегда означает отсутствие гидролиза. Среда будет почти нейтральной и в том случае, когда гидролизу подвергается соль со слабым основанием и слабой кислотой. Но об этом поговорим дальше, а пока посмотрите таблицу.
Виды гидролиза
Мы выяснили, что в составе соли может быть слабый ион, который и отвечает за гидролизацию. Он находится в основании, в кислотном остатке или в обоих компонентах, и от этого зависит тип гидролиза.
Соль с сильным основанием и сильной кислотой
Гидролиз отсутствует. Как вы уже знаете, при наличии сильного основания и сильного кислотного остатка соль не распадается при взаимодействии с водой. Так, например, невозможен гидролиз хлорида натрия (NaCl), поскольку в составе этого вещества нет слабых ионов. К таким же не подверженным гидролизации солям относят KClO4, Ba(NO3)2 и т. д.
Среда водного раствора — нейтральная, т. е. pH = 7.
Реакция индикаторов: не меняют свой цвет (лакмус остается фиолетовым, а фенолфталеин — бесцветным).
Соль со слабым основанием и сильной кислотой
Среда водного раствора — кислая, pH меньше 7.
Реакция индикаторов: фенолфталеин остается бесцветным, лакмус и метиловый оранжевый — краснеют.
Соль с сильным основанием и слабой кислотой
Среда водного раствора — щелочная, pH больше 7.
Реакция индикаторов: фенолфталеин становится малиновым, лакмус — синим, а метиловый оранжевый желтеет.
Молекулярное уравнение: KNO2 + H2O ↔ HNO2 + KOH
Ионное уравнение: K + + NO2 − + HOH ↔ HNO2 + K + + OH −
Гидролиз по катиону и аниону. Если у соли оба компонента — слабые, при взаимодействии с водой в реакцию вступает и анион, и катион. При этом катион основания связывает ионы воды OH − а анион кислоты связывает ионы H +
Среда водного раствора: нейтральная, слабокислая или слабощелочная.
Реакция индикаторов: могут не изменить свой цвет.
Цианид аммония NH4CN включает слабое основание NH4OH и слабую кислоту HCN.
Молекулярное уравнение: NH4CN + H2O ↔ NH4OH + HCN
Ионное уравнение: NH4 + + CN − + HOH ↔ NH4OH + HCN
Среда в данном случае будет слабощелочной.
Обобщим все эти сведения в таблице гидролиза солей.
Ступенчатый гидролиз
Любой из видов гидролиза может проходить ступенчато. Так бывает в тех случаях, когда с водой взаимодействует соль с многозарядными катионами и анионами. Сколько ступеней будет включать процесс — зависит от числового заряда иона, отвечающего за гидролиз.
Как определить количество ступеней:
если соль содержит слабую многоосновную кислоту — число ступеней равняется основности этой кислоты;
если соль содержит слабое многокислотное основание — число ступеней определяют по кислотности основания.
Для примера рассмотрим гидролиз карбоната калия K2CO3. У нас есть двухосновная слабая кислота H2CO3, а значит, гидролизация пройдет по аниону в две ступени.
I ступень: K2CO3+HOH ↔ KOH+KHCO3, итогом которой стало получение гидроксида калия (KOH) и кислой соли (KHCO3).
II ступень: K2HCO3+HOH ↔ KOH+H2CO3, в итоге получился тот же гидроксид калия (KOH) и слабая угольная кислота (H2CO3).
Для приблизительных расчетов обычно принимают в учет только результаты первой ступени.
Обратимый и необратимый гидролиз
Химические вещества могут гидролизоваться обратимо или необратимо. В первом случае распадается лишь некоторое количество частиц, а во втором — практически все. Если соль полностью разлагается водой, это необратимый процесс, и его называют полным гидролизом.
Необратимо гидролизуются соли, в составе которых есть слабые нерастворимые основания и слабые и/или летучие кислоты. Такие соединения могут существовать лишь в сухом виде, их не получить путем смешивания водных растворов других солей.
Например, полному гидролизу подвергается сульфид алюминия:
Как видите, в результате гидролизации образуется гидроксид алюминия и сероводород.
Необратимые реакции при взаимодействии с водой имеют место и в органической химии. В качестве примера рассмотрим полный гидролиз органического вещества — карбида кальция, в результате которого образуется ацетилен:
Степень гидролиза
Взаимодействие соли или другого химического соединения с водой может усиливаться или ослабляться в зависимости от нескольких факторов. Если нужно получить количественное выражение гидролиза, говорят о его степени, которая указывается в процентах.
h — степень гидролиза,
nгидр. — количество гидролизованного вещества,
nобщ. — общее количество растворенного в воде вещества.
На степень гидролизации может повлиять:
температура, при которой происходит процесс;
концентрация водного раствора;
состав участвующих в гидролизе веществ.
Можно усилить гидролиз с помощью воды (просто разбавить полученный раствор) или стимулировать процесс повышением температуры. Более сложным способом будет добавление в раствор такого вещества, которое могло бы связать один из продуктов гидролиза. К соли со слабой кислотой и сильным основанием нужно добавить соль со слабым основанием и сильной кислотой.
Для ослабления гидролиза раствор охлаждают и/или делают более концентрированным. Также можно изменить его состав: если гидролизация идет по катиону — добавляют кислоту, а если по аниону — щелочь.
Итак, мы разобрались, что такое гидролиз солей и каким он бывает. Пора проверить свои знания и ответить на вопросы по материалу.
Вопросы для самопроверки:
Назовите необходимое условие для гидролиза.
Какие типы гидролиза вы знаете?
В каком случае в результате гидролиза может образоваться слабощелочная или слабокислая среда?
По какому типу гидролизуется соль с сильным основанием и слабым кислотным остатком?
При гидролизе соли с сильным основанием и слабой кислотой для ослабления процесса нужно добавить в раствор кислоту или щелочь?
Как воздействует на гидролиз разбавление раствора водой?
Как определяется количество ступеней гидролиза?
Какая среда раствора образуется при гидролизации солей NaF, KCl, FeBr2, Na2PO4? Ответов может быть несколько.
Какие из солей гидролизуются по катиону: Csl, FeSO4, RbNO3, CuSO4, Mn(NO3)2? Ответов может быть несколько.
Какая из солей не подвергается гидролизу: K2HPO4, KNO3, KCN, Ni(NO3)2?
Написать как произойдет гидролиз натрий сульфида na2s hoh и указать ph среду
Задача 61 (КСО-231)
Составьте молекулярные и ионые уравнения гидролиза Cu(NO3)2 ; К3РО4.
Определите реакцию среды.
Решение:
К3РО4 → 3К+ + РО43–
Соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону. Гидролиз протекает преимущественно по 1 ст.:
РО43– + НОН ⇆ HРО42– + ОН– щелочная среда (рН >7)
К3РО4 + Н2О ⇆ К2НРО4 + КОН
Задача 62 (КСО-232)
Раствор, содержащий в 1л 3,81 г тетрабората натрия Na2B4O7·10H2O (бура), имеет pH = 9,18. Напишите уравнение реакции гидролиза и вычислите константу первой стадии гидролиза, предполагая, что она обусловливает щелочную среду раствора.
При сливании 2-х гидролизующихся солей, гидролиз усиливается и необратимо протекает до конца, если хотя бы один из продуктов реакции уходит из сферы реакции (выпадает в осадок, выделяется в виде газа и т.п.).
В данной реакции это СО2↑.
Ионы Al(3+) образуют в реакции с водой нерастворимое слабое основание Al(ОН)3:
Al(3+) + 3НОН → Al(ОН)3↓ + 3Н+
(в совместном гидролизе, число молекул воды и ионов Н+, а также число ОН- в полученном слабом основании всегда равно заряду иона, образующего основание, в данном случае =3).
А ионы CO3(2-) образуют слабую углекислоту Н2CO3, распадающуюся затем на воду и углекислый газ:
CO3(2-)+2НОН→ Н2CO3+2ОН- →CO2↑+H2O+2ОН-
(в совместном гидролизе, число молекул воды и ионов ОН-, а также число Н в полученной слабой кислоте всегда равно заряду иона, образующего кислоту, в данном случае =2).
Полученные в первой реакции ионы водорода Н+ нейтрализуются полученными во второй реакции ионами ОН- с получением воды:
Н+ + ОН- → Н2О
Соотношение этих двух ионов всегда 1:1, поэтому если число Н+ в первой реакции не равно числу ОН- во второй реакции, их надо привести к общему кратному и уравнять.
Но исходные ионы были в составе солей, поэтому в молекулярном виде слева запишем вместо ионов формулы исходных солей, а справа добавим соединение тех ионов, которые не гидролизовались (NH4+ и Cl- образуют NH4Cl), и уравняем, получим МОЛЕКУЛЯРНОЕ УРАВНЕНИЕ:
2AlCl3 + 3(NH4)2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NH4Cl
Написать как произойдет гидролиз натрий сульфида na2s hoh и указать ph среду
Для удобства пользователей и возможности быстрого нахождения решения типовых (и не очень) вопросов и расчётных задач по гидролизу.
Кроме того, часть задач с решениями находятся в темах «Кислоты, основания, соли» и «Задачи на растворы». Задачи на буферные смеси находятся в отдельной теме.
©Для некоммерческого использования. При перепечатке решений обязательна ссылка на источник.
Всем успеха!
КОЭФФИЦИЕНТЫ АКТИВНОСТИ ИОНОВ:
http://www.novedu.ru/aktiv.htm
КОНСТАНТЫ ИОНИЗАЦИИ КИСЛОТ:
http://www.novedu.ru/ionkisl.htm
КОНСТАНТЫ ИОНИЗАЦИИ ОСНОВАНИЙ:
http://www.novedu.ru/ionosn.htm
ФОРМУЛЫ ДЛЯ ПРИБЛИЖЕННОГО ВЫЧИСЛЕНИЯ pН:
http://www.novedu.ru/2000/ferric.htm
Плотность водных растворов кислот и щелочей:
http://fptl.ru/spravo4nik/plotnost-1.html
Электронная справочная таблица «Плотность водных растворов кислот. Плотность олеума.»:
http://techemy.com/handbook/tab0001.php
ПЛОТНОСТЬ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КИСЛОТ:
http://www.novedu.ru/sprav/plot.htm
Электронная справочная таблица «Плотность водных растворов щелочей. Плотность известкового молока.»:
http://techemy.com/handbook/tab0002.php
Электронная справочная таблица «Плотность водных растворов неорганических солей.»:
http://techemy.com/handbook/tab0003.php
Электронная справочная таблица «Плотность водных растворов органических веществ.»:
http://techemy.com/handbook/tab0004.php
Краткий справочник физико-химических величин» под редакцией К.П. Мищенко и А.А. Равделя:
http://eugene980.narod.ru/fh.htm
ТАБЛИЦА РАСТВОРИМОСТИ НЕКОТОРЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
http://www.chemport.ru/data/data6.shtml
Предельные подвижности ионов:
http://www.chemport.ru/data/data139.shtml
Расчёт значений рН:
для соли сильного основания и слабой кислоты рН = 7 + ½ рКк+ ½ lgСс
для соли слабого основания и сильной кислоты рН = 7 – ½ рКосн – ½ lgСс
для соли слабого основания и слабой кислоты рН = 7 + ½ рКо – ½ lgСс
Kг=e^(-ΔG/RT)
α = (Сгидр/Собщ) ·100 %
Металлические свойства элементов и основной характер их гидроксидов в каждой главной подгруппе периодической системы возрастает по направлению сверху вниз, в каждом периоде возрастает по направлению справа налево, поэтому склонность к гидролизу, как правило, уменьшается сверху вниз и справа налево.
Задача 3 (КСО-13)
Написать молекулярное и ионное уравнение реакции образования ацетата алюминия и ионное уравнение его гидролиза. Ответить на следующие вопросы:
Продуктом какой ступени гидролиза является образовавшийся осадок основной соли?
При гидролизе каких солей могут получаться основные соли?
Решение:
Например, так:
6CH3COONa + Al2(SO4)3 → 3Na2SO4 + 2Al(CH3COO)3↓
6CH3COO– + 6Na+ + 2Al3+ + 3SO42– → 6Na+ + 3SO42– + 2Al(CH3COO)3↓
3CH3COO– + Al3+ → Al(CH3COO)3↓
Соль слабой кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону и по аниону (идет совместный гидролиз):
1-я ступень:
Al3+ + HOH ⇆ AlOH2+ + H+,
CH3COO– + HOH ⇆ CH3COOH + OH–
получается основная соль AlOH(CH3COO–)2 (ацетат гидроксоалюминия).
Кд (CH3COOН) = 1,74∙10^–5, Кд (AlOH2+) = 1,4∙10^–9, т.е. основание слабее, чем кислота.
Поэтому гидролиз по катиону будет протекать в большей степени, чем по аниону. Следовательно, в растворе будет избыток ионов водорода, и среда будет кислая.
Основные соли получаться при гидролизе солей слабого основания, образованного ионом с зарядом выше +1 (иначе уже при гидролизе по первой ступени образуется основание).
Задача 5 (КСО-15)
Необратимому гидролизу подвергается соединение : силицид кальция, пероксид натрия, нитрид алюминия. Какие продукты при этом образуются?
Ответ:
AlN + 3H2O → Al(OH)3↓ + NH3↑
Na2O2 + 2H2O → 2NaОН + Н2О2
Сa2Si + 4H2O → 2Ca(OH)2 + SiH4↑
Гидролиз проходит преимущественно по 1 ступени, дальнейший гидролиз очень назначителен и требует особых условий, напр., сильного нагревания.
Задача 8 (КСО-19)
1. Составьте ионные уравнения гидролиза водных растворов солей (указать реакцию среды):
карбонат калия, ацетат меди(2), селенат натрия.
2. Укажите, как будет изменяться степень гидролиза карбоната калия:
а) при введении в раствор сильной кислоты,
б) при введении в раствор щелочи.
Задача 9 (КСО-27)
Какие из солей будут подвергаться гидролизу? Укажите тип гидролиза. Укажите реакцию среды.
CaI2; MgSO3; Na2S; BaBr2
Решение:
MgS, гидролиз по аниону, преимущественно по первой ступени:
S2- + HOH ⇆ НS- + ОН-
2MgS + 2Н2О ⇆ Mg(НS)2 + Mg(ОН)2
По второй ступени гидролиз незначителен:
НS- + HOH ⇆ Н2S↑ + ОН-
Mg(НS)2 + 2Н2О ⇆ Н2S↑ + Mg(ОН)2
Задача 13 (КСО-39)
Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнения совместного гидролиза, происходящего при смешивании растворов:
а) Cr(NО3)3 и К2СО3;
б) К2SО3 и Al(NO3)3;
в) Na2S и AlCl3;
г) FeCl3 и Na2S.
Решение:
Объясню на примере (а).
Ионы хрома образуют в реакции с водой нерастворимое слабое основание Cr(ОН)3:
Cr(3+) + 3НОН → Cr(ОН)3↓ + 3Н+
(в совместном гидролизе, число молекул воды и ионов Н+, а также число ОН в полученном слабом основании всегда равно заряду иона, образующего основание, в данном случае =3)
А ионы CO3(2-) образуют слабую углекислоту Н2CO3, распадающуюся затем на воду и углекислый газ:
CO3(2-)+2НОН→ Н2CO3+2ОН- →CO2↑+H2O+2ОН-
(в совместном гидролизе, число молекул воды и ионов ОН-, а также число Н в полученной слабой кислоте всегда равно заряду иона, образующего кислоту, в данном случае =2)
Полученные в первой реакции ионы водорода Н+ нейтрализуются полученными во второй реакции ионами ОН- с получением воды:
Н+ + ОН- → Н2О
Соотношение этих двух ионов всегда 1:1, поэтому если число Н+ в первой реакции не равно числу ОН- во второй реакции, их надо привести к общему кратному и уравнять.
Но исходные ионы были в составе солей, поэтому в молекулярном виде слева запишем вместо ионов формулы исходных солей, а справа добавим соединение тех ионов, которые не гидролизуются
(К+ и NO3- образуют КNО3), и уравняем, получим МОЛЕКУЛЯРНОЕ УРАВНЕНИЕ:
2Cr(NО3)3 + 3К2CO3 + 3H2O→ 2Cr(ОН)3↓ + 6КNО3 + 3CO2↑
Понятно, что все эти объяснения писать не нужно, а нужно только составить молекулярное и ионно-молекулярное уравнения.
Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гид-ролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей (больше или меньше семи). Na2Se, MnCl2
? Заказ №: 22220 |
⟾ Тип работы: Задача |
? Предмет: Химия |
✅ Статус: Выполнен (Проверен преподавателем) |
? Цена: 153 руб. |
? Как получить работу? Ответ: Напишите мне в whatsapp и я вышлю вам форму оплаты, после оплаты вышлю решение.
➕ Как снизить цену? Ответ: Соберите как можно больше задач, чем больше тем дешевле, например от 10 задач цена снижается до 50 руб.
➕ Вы можете помочь с разными работами? Ответ: Да! Если вы не нашли готовую работу, я смогу вам помочь в срок 1-3 дня, присылайте работы в whatsapp и я их изучу и помогу вам.
⚡ Условие + 37% решения:
Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гид-ролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей (больше или меньше семи). Na2Se, MnCl2
Решение: Соль селенид натрия Na2Se образована сильным основанием и слабой кислотой. Протекает гидролиз по аниону. Уравнение реакции гидролиза в молекулярной форме Na2 S HOH NaHS NaOH Уравнение реакции гидролиза в ионной форме S HOH HS OH 2 В растворе образуется избыток гидроксид-ионов водорода, реакция среды щелочная, (рН > 7). Соль хлорид марганца (II) MnCl2 образована слабым основанием и сильной кислотой. Протекает гидролиз по катиону. Уравнение реакции гидролиза в молекулярной форме MnCl HOH MnOHCl HC
Готовые задачи по химии которые сегодня купили:
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института