Номер 322, страница 226 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.322. Что происходит при добавлении к раствору силиката натрия раствора гидросульфата аммония? Запишите уравнение реакции.

Решение

При добавлении раствора гидросульфата аммония ($NH_4HSO_4$) к раствору силиката натрия ($Na_2SiO_3$) происходит химическая реакция, так как смешиваются растворы с сильно различающимися кислотно-основными свойствами.

Силикат натрия ($Na_2SiO_3$) — это соль, образованная сильным основанием ($NaOH$) и очень слабой кремниевой кислотой ($H_2SiO_3$). В водном растворе силикат-ион подвергается гидролизу, что создает сильнощелочную среду ($pH > 7$):

$SiO_3^{2-} + 2H_2O \rightleftharpoons H_2SiO_3 \downarrow + 2OH^-$

Гидросульфат аммония ($NH_4HSO_4$) — это кислая соль. В водном растворе она диссоциирует на ионы аммония ($NH_4^+$) и гидросульфат-ионы ($HSO_4^-$). Оба иона придают раствору кислую среду ($pH < 7$). Гидросульфат-ион является кислотой ($HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}$), а катион аммония также подвергается гидролизу ($NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O + H^+$).

При смешивании этих двух растворов происходит реакция нейтрализации. Кислая среда, создаваемая гидросульфатом аммония, реагирует с основной средой силиката натрия. Это реакция ионного обмена, в ходе которой более сильная кислота (представленная гидросульфат-ионом) вытесняет более слабую, нерастворимую кремниевую кислоту из ее соли.

В результате реакции наблюдается образование белого гелеобразного (студенистого) осадка кремниевой кислоты ($H_2SiO_3$). В растворе остаются ионы натрия, аммония и сульфат-ионы, которые образуют растворимые соли: сульфат натрия ($Na_2SO_4$) и сульфат аммония ($(NH_4)_2SO_4$).

Полное молекулярное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$Na_2SiO_3 + 2NH_4HSO_4 \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + Na_2SO_4 + (NH_4)_2SO_4$

При добавлении раствора гидросульфата аммония к раствору силиката натрия выпадает белый гелеобразный осадок кремниевой кислоты. Уравнение реакции: $Na_2SiO_3 + 2NH_4HSO_4 \rightarrow H_2SiO_3 \downarrow + Na_2SO_4 + (NH_4)_2SO_4$.