Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Лидин Ростислав Александрович

В табл. 15 не указаны карбонаты– средние соли с анионом CO ₃ ^2-. Следует иметь в виду, что:

1) К ₂СO ₃, (NH ₄) ₂CO ₃и Na ₂CO ₃растворимы в воде;

2) Ag ₂CO ₃, ВаСO ₃и СаСO ₃практически нерастворимы в воде и выпадают в осадок как таковые, например:

3) соли остальных катионов, такие как MgCO ₃, CuCO ₃, FeCO ₃, ZnCO ₃и другие,

хотя и нерастворимы в воде, но не осаждаются из водного раствора при проведении ионных реакций (т. е. их нельзя получить этим способом).

Например, карбонат железа (II) FeCO ₃, полученный «сухим путем» или взятый в виде минерала сидерит,при внесении в воду осаждается без видимого взаимодействия. Однако при попытке его получения по обменной реакции в растворе между FeSO ₄и К ₂СO ₃выпадает осадок основной соли (приведен условный состав, на практике состав более сложный) и выделяется углекислый газ:

Аналогично FeCO ₃, сульфидхрома (III) Cr ₂S ₃(нерастворимый в воде) не осаждается из раствора:

В табл. 15 не указаны также соли, которые разлагаютсяводой — сульфидалюминия Al ₂S ₃(а также BeS) и ацетатхрома (III) Cr(СН ₃СОО) ₃:

Следовательно, эти соли также нельзя получить по обменной реакции в растворе:

(в последней реакции состав осадка более сложный; подробнее такие реакции изучают в высшей школе).

Примерыреакций с выделением газов:

Примерыреакций с образованием слабых электролитов:

Если реагенты и продукты обменной реакции не являются сильными электролитами, ионный вид уравнения отсутствует, например:

13.5. Гидролиз солей

Гидролиз соли – это взаимодействие ее ионов с водой, приводящее к появлению кислотной или щелочной среды, но не сопровождающееся образованием осадка или газа(ниже речь идет о средних солях).

Процесс гидролиза протекает только с участием растворимыхсолей и состоит из двух этапов:

1) диссоциациясоли в растворе – необратимаяреакция (степень диссоциации = 1, или 100 %);

2) собственно гидролиз,т. е. взаимодействие ионов соли с водой, – обратимаяреакция (степень гидролиза < 1, или 100 %).

Уравнения 1-го и 2-го этапов – первый из них необратим, второй обратим – складывать нельзя!

Отметим, что соли, образованные катионами щелочейи анионами сильныхкислот, гидролизу не подвергаются, они лишь диссоциируют при растворении в воде. В растворах солей КCl, NaNO ₃, Na ₂SO ₄и BaI ₂среда нейтральная.

В случае взаимодействия анионарастворенной соли с водой процесс называется гидролизом соли по аниону.

1)

2)

Диссоциация соли KNO ₂протекает полностью, гидролиз аниона NO ₂– в очень малой степени (для 0,1М раствора – на 0,0014 %), но этого оказывается достаточно, чтобы раствор стал щелочным(среди продуктов гидролиза присутствует ион ОН ^– ), в нем рН = 8,14.

Гидролизу подвергаются анионы только слабыхкислот (в данном примере – нитрит-ион NO ₂ ^– , отвечающий слабой азотистой кислоте HNO ₂). Анион слабой кислоты притягивает к себе катион водорода, имеющийся в воде, и образует молекулу этой кислоты, а гидроксид-ион остается свободным:

Список гидролизующихся анионов:

Примеры:

а)

б)

в)

г)

д)

Обратите внимание, что в примерах (в – д) нельзя увеличивать число молекул воды и вместо гидроанионов (HCO ₃ ^– , HPO ₄ ^2-, HS ^– ) писать формулы соответствующих кислот (Н ₂СO ₃, Н ₃РO ₄, H ₂S). Гидролиз – обратимая реакция, и протекать «до конца» (до образования кислоты Н _nА) он не может.

Если бы такая неустойчивая кислота, как Н ₂СO ₃, образовалась в растворе своей соли Na ₂CO ₃, то наблюдалось бы выделение из раствора газа СO ₂(Н ₂СO ₃= СO ₂V + Н ₂O). Однако при растворении соды в воде образуется прозрачный раствор без газовыделения, что является свидетельством неполноты протекания гидролиза аниона СО| с появлением в растворе только гидроаниона угольной кислоты HCOg.

Степень гидролиза соли по аниону зависит от степени диссоциации продукта гидролиза – кислоты (HNO ₂, НClO, HCN) или ее гидроаниона (HCO ₃ ^– , HPO ₄ ^2-, HS ^– ); чем слабее кислота, тем выше степень гидролиза.Например, ионы СО ₃ ^2-, РО ₄ ^3-и S ^2-подвергаются гидролизу в большей степени (в 0,1 М растворах ~ 5 %, 37 % и 58 % соответственно), чем ион NO ₂, так как диссоциация Н ₂СO ₃и H ₂S по 2-й ступени, а Н ₃РO ₄по 3-й ступени (т. е. диссоциация ионов HCO ₃ ^– , HS ^– и HPO ₄ ^2-) протекает значительно меньше, чем диссоциация кислоты HNO ₂. Поэтому растворы, например, Na ₂CO ₃, К ₃РO ₄и BaS будут сильнощелочными(в чем легко убедиться по мылкости раствора соды на ощупь). Избыток ионов ОН в растворе легко обнаружить индикатором или измерить специальными приборами (рН-метрами).

Если в концентрированный раствор сильно гидролизующейся по аниону соли, например Na ₂CO ₃, внести алюминий, то последний (вследствие амфотерности) прореагирует с ОН ^–

и будет наблюдаться выделение водорода. Это – дополнительное доказательство протекания гидролиза иона СО ₃ ^2-(ведь в раствор Na ₂CO ₃мы не добавляли щелочь NaOH!).

В случае взаимодействия катионарастворенной соли с водой процесс называется гидролизом соли по катиону: