Номер 2, страница 74 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 13. Гидролиз. Глава II. Химические реакции - номер 2, страница 74.

Условие.

2. Какие типы гидролиза различают? Гидролиз каких солей является необратимым? Почему? Как, используя таблицу растворимости, определить соль, подвергающуюся такому типу гидролиза?

Решение.

Решение 2.

Какие типы гидролиза различают?
Гидролиз солей — это взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита и изменению pH среды. Различают следующие типы гидролиза солей:
1. Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз по аниону). В результате реакции в растворе накапливаются гидроксид-ионы ($OH^-$), и среда становится щелочной ($pH > 7$). Пример: гидролиз ацетата натрия ($CH_3COONa$).
Уравнение в ионной форме: $CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$
2. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз по катиону). В результате реакции в растворе накапливаются ионы водорода ($H^+$), и среда становится кислой ($pH < 7$). Пример: гидролиз хлорида аммония ($NH_4Cl$).
Уравнение в ионной форме: $NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH + H^+$
3. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой (совместный гидролиз по катиону и аниону). Среда раствора зависит от относительной силы слабого основания и слабой кислоты. Пример: гидролиз ацетата аммония ($CH_3COONH_4$).
Уравнение в ионной форме: $CH_3COO^- + NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + NH_4OH$
4. Соли, не подвергающиеся гидролизу. Это соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой. Их ионы не взаимодействуют с водой, поэтому среда раствора остается нейтральной ($pH = 7$). Пример: хлорид натрия ($NaCl$).

Ответ: Различают гидролиз по аниону (соль сильного основания и слабой кислоты), гидролиз по катиону (соль слабого основания и сильной кислоты), совместный гидролиз по катиону и аниону (соль слабого основания и слабой кислоты), а также выделяют соли, не подвергающиеся гидролизу (соль сильного основания и сильной кислоты).

Гидролиз каких солей является необратимым? Почему?
Необратимым (или полным) является гидролиз солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, при условии, что в результате реакции образуется хотя бы один малорастворимый или газообразный продукт.

Почему?
Необратимость такого гидролиза объясняется принципом Ле Шателье. Образование осадка (например, нерастворимого гидроксида металла) или выделение газа (например, сероводорода или углекислого газа) выводит продукты реакции из сферы взаимодействия. Это смещает химическое равновесие вправо, в сторону продуктов, и реакция протекает до конца, пока один из исходных ионов практически полностью не израсходуется.
Пример: гидролиз сульфида алюминия ($Al_2S_3$). Эта соль образована слабым основанием ($Al(OH)_3$) и слабой кислотой ($H_2S$).
$Al_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 \downarrow + 3H_2S \uparrow$
В ходе реакции образуется нерастворимый гидроксид алюминия и выделяется газообразный сероводород. Оба продукта покидают раствор, делая обратную реакцию невозможной.

Ответ: Необратимым является гидролиз солей, образованных катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, если в результате гидролиза образуется нерастворимое или газообразное вещество. Это происходит потому, что удаление продуктов из реакционной смеси, согласно принципу Ле Шателье, смещает равновесие в сторону их образования, приводя к полному протеканию реакции.

Как, используя таблицу растворимости, определить соль, подвергающуюся такому типу гидролиза?
Чтобы с помощью таблицы растворимости определить соль, которая подвергается необратимому гидролизу, необходимо найти в таблице ячейку на пересечении столбца с соответствующим катионом и строки с соответствующим анионом.
Если в этой ячейке стоит прочерк (—), знак вопроса (?) или указано, что вещество разлагается водой (гидролизует), это означает, что данная соль не может существовать в водном растворе и подвергается полному, необратимому гидролизу.
Такие соли, как правило, образованы катионами многозарядных металлов, гидроксиды которых нерастворимы (например, $Al^{3+}$, $Fe^{3+}$, $Cr^{3+}$), и анионами слабых летучих или нерастворимых кислот (например, $S^{2-}$, $CO_3^{2-}$, $SO_3^{2-}$, $SiO_3^{2-}$). Проверка по таблице растворимости покажет, что гидроксид металла-катиона нерастворим (буква «Н»), а кислота, соответствующая аниону, является слабой.

Ответ: В таблице растворимости на пересечении катиона и аниона, образующих соль, которая подвергается необратимому гидролизу, обычно стоит прочерк (—) или указание на то, что вещество в воде разлагается. Это означает, что данное соединение не существует в водной среде.