Номер 4, страница 173 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 36. Соединения алюминия. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 4, страница 173.

Условие.

4. Какую реакцию среды имеют растворы хлорида алюминия, алюмината натрия? Почему?

Решение.

Решение 2.

Чтобы определить реакцию среды растворов солей, необходимо проанализировать, какими по силе кислотой и основанием они образованы. Реакция среды определяется гидролизом — взаимодействием ионов соли с водой.

Раствор хлорида алюминия ($AlCl_3$)

Хлорид алюминия — это соль, образованная катионом слабого основания (гидроксида алюминия, $Al(OH)_3$) и анионом сильной кислоты (соляной кислоты, $HCl$).

В водном растворе соль диссоциирует на ионы:

$AlCl_3 \leftrightarrow Al^{3+} + 3Cl^-$

В растворе происходит гидролиз по катиону слабого основания, то есть ион $Al^{3+}$ взаимодействует с водой. Анион сильной кислоты $Cl^-$ гидролизу не подвергается.

Уравнение гидролиза по первой ступени в сокращенной ионной форме:

$Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+} + H^+$

В результате этой реакции в растворе образуются ионы водорода ($H^+$), что приводит к увеличению их концентрации. Следовательно, среда раствора становится кислой ($pH < 7$).

Ответ: Раствор хлорида алюминия имеет кислую реакцию среды ($pH < 7$) вследствие гидролиза по катиону $Al^{3+}$.

Раствор алюмината натрия ($NaAlO_2$)

Алюминат натрия — это соль, образованная катионом сильного основания (гидроксида натрия, $NaOH$) и анионом слабой амфотерной кислоты (алюминиевой кислоты, $HAlO_2$).

В водном растворе соль диссоциирует на ионы:

$NaAlO_2 \leftrightarrow Na^{+} + AlO_2^-$

В растворе происходит гидролиз по аниону слабой кислоты, то есть алюминат-ион $AlO_2^-$ взаимодействует с водой. Катион сильного основания $Na^+$ гидролизу не подвергается.

Уравнение гидролиза в сокращенной ионной форме:

$AlO_2^- + H_2O \rightleftharpoons HAlO_2 + OH^-$

В результате этой реакции в растворе образуются гидроксид-ионы ($OH^-$), что приводит к увеличению их концентрации. Следовательно, среда раствора становится щелочной ($pH > 7$).

Ответ: Раствор алюмината натрия имеет щелочную реакцию среды ($pH > 7$) вследствие гидролиза по аниону $AlO_2^-$.