Номер 5, страница 77 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 11. Гидролиз солей. Глава 1. Повторение и углубление знаний - номер 5, страница 77.

Условие.

5. Какое вещество необходимо добавить к раствору сульфата меди(II) для предотвращения или ослабления гидролиза?

Решение.

Решение 2.

Решение

Сульфат меди(II) ($CuSO_4$) — это соль, образованная катионом слабого основания, гидроксида меди(II) ($Cu(OH)_2$), и анионом сильной кислоты, серной кислоты ($H_2SO_4$).

При растворении в воде сульфат меди(II) диссоциирует на ионы:

$CuSO_4 \rightleftharpoons Cu^{2+} + SO_4^{2-}$

Так как соль образована слабым основанием и сильной кислотой, она подвергается гидролизу по катиону. Ион меди ($Cu^{2+}$) взаимодействует с молекулами воды, что приводит к образованию ионов водорода ($H^+$) и, как следствие, к созданию кислой среды в растворе.

Процесс гидролиза является обратимым, и его равновесие (по первой ступени) можно описать следующим ионным уравнением:

$Cu^{2+} + H_2O \rightleftharpoons CuOH^{+} + H^{+}$

В результате этой реакции в растворе накапливаются ионы водорода ($H^+$), что и обуславливает кислую реакцию среды ($pH < 7$). При длительном стоянии или нагревании гидролиз может пойти дальше с образованием осадка основной соли или гидроксида меди(II).

Для того чтобы предотвратить или ослабить (подавить) гидролиз, необходимо сместить химическое равновесие влево, в сторону исходных веществ. Согласно принципу Ле Шателье, для этого нужно увеличить концентрацию одного из продуктов реакции. В данном случае продуктом, концентрацию которого легко увеличить, являются ионы водорода ($H^+$).

Добавление в раствор сильной кислоты, которая является донором ионов $H^+$, приведет к смещению равновесия влево. Наиболее подходящей кислотой является серная кислота ($H_2SO_4$), так как её анион ($SO_4^{2-}$) уже присутствует в растворе и не будет вносить в него посторонние ионы.

Таким образом, подкисление раствора сульфата меди(II) серной кислотой подавляет его гидролиз, предотвращая образование нерастворимых продуктов и сохраняя стабильность раствора.

Ответ: Для предотвращения или ослабления гидролиза к раствору сульфата меди(II) необходимо добавить сильную кислоту, предпочтительно серную кислоту ($H_2SO_4$).