Гидролиз, константа и степень гидролиза. Привести примеры реакций гидролиза при обнаружении катионов

Гидролиз, константа и степень гидролиза. Привести примеры реакций гидролиза при обнаружении катионов IV и V групп, написать уравнения реакций гидролиза в ионной и молекулярной форме, указать аналитические сигналы.

Ответ:

Гидролиз – процесс обменного взаимодействия ионов соли с водой, приводящий к образованию малодиссоциированных веществ и сопровождающийся изменением реакции (pH) среды. Суть гидролиза солей заключается в том, что происходит смещение равновесия диссоциации воды вследствие связывания одного из ее ионов с образованием малодиссоциированного или труднорастворимого вещества. В результате гидролиза могут образовываться молекулы слабых кислот и 4 оснований, анионы кислых солей или катионы основных солей. В большинстве случаев гидролиз является обратимым процессом. При повышении температуры и разбавлении гидролиз усиливается. Гидролиз идет по-разному в зависимости от силы кислоты и основания, образовавших соль. Рассмотрим различные случаи гидролиза солей. а) Соль образована слабой кислотой и сильным основанием. При растворении в воде K2S диссоциирует В данном случае ионы  связывают катион , образуя ион  Практически гидролиз соли преимущественно ограничивается первой ступенью с образованием кислой соли (в данном случае ). Таким образом, гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (такой, как ) протекает по аниону соли. Избыток ионов OH– в растворе обусловливает щелочную реакцию среды в растворе . б) Cоль образована слабым основанием и сильной кислотой . При растворении в воде  диссоциирует  Ионы соединяются с ионами  , образуя гидроксоионы  Гидролиз соли ограничивается первой ступенью, и образование молекулы не происходит. Ионно-молекулярное уравнение имеет вид . В данном случае продуктами гидролиза являются основная соль и кислота. Уравнение гидролиза в молекулярной форме записывается следующим образом  5 Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (в данном случае) протекает по катиону соли. Избыток ионов H+ в растворе обусловливает кислую реакцию среды в растворе  в) Соль образована слабой кислотой и слабым основанием. В этом случае образуются два малодиссоциированных соединения, и pH раствора зависит от относительной силы кислоты и основания. Если продукты гидролиза могут удаляться из раствора, то гидролиз протекает до конца. г) Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием ( и др.) гидролизу не подвергаются. Гидролиз, являясь обратимым процессом (частным случаем химического равновесия), количественно характеризуется константой гидролиза (Kгидр.) и степенью гидролиза (h): В случае гидролиза соли, образованной катионом сильного основания и анионом слабой кислоты: . В случае гидролиза соли, образованной катионом слабого основания и анионом сильной кислоты:  В случае гидролиза соли, образованной катионом слабого основания и анионом слабой кислоты: K гидр. Ион алюминия взаимодействует с раствором аммиака с образованием белого аморфного осадка гидроксида алюминия, обладающего амфотерными свойствами:  6 В присутствии хлорида аммония при нагревании алюминаты гидролизуются с образованием осадка гидроксида алюминия:  Реакцию используют для отделения и обнаружения  в присутствии  и других катионов. Все растворы солей катионов пятой группы и сильных кислот имеют кислую реакцию в результате гидролиза по катиону. Действие раствора соды на растворы этих солей в результате гидролиза приводит к образованию осадков основных карбонатов:  Все растворимые соли сильных кислот катионов четвёртой группы подвергаются гидролизу и имеют кислую реакцию. Сильнее других гидролизуются соли висмута – это обстоятельство используется для его обнаружения.  II ступень гидролиза  Эта основная соль неустойчива и по мере образования тут же выделяет молекулу воды, образуя новую основную соль, в которой место двух гидроксильных групп занимает атом кислорода: Аналитический сигнал – образование осадка.