Номер 2, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 16. Гидролиз органических и неорганических соединений. Глава 4. Химические реакции - номер 2, страница 112.

Условие.

2. Какие соли подвергаются гидролизу и почему? К какому типу солей относятся: $CH_3COOK$, $NH_4NO_3$, $K_2S$, $Al(NO_3)_3$? Какова реакция среды в растворах этих солей? Установите, как происходит гидролиз этих солей: по катиону; по аниону; и по катиону, и по аниону.

Решение.

Решение 2.

Гидролиз — это реакция обменного разложения веществ водой. В случае солей, гидролизу подвергаются те, которые образованы хотя бы одним слабым электролитом (слабой кислотой или слабым основанием). Причиной гидролиза является взаимодействие ионов соли с молекулами воды, в результате чего образуется соответствующий слабый электролит и изменяется соотношение концентраций ионов $H^+$ и $OH^-$ в растворе, что приводит к изменению кислотности (pH) среды.

Существует три случая гидролиза солей:

1. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз идет по аниону, среда раствора щелочная ($pH > 7$).
2. Соль образована слабым основанием и сильной кислотой. Гидролиз идет по катиону, среда раствора кислая ($pH < 7$).
3. Соль образована слабым основанием и слабой кислотой. Гидролиз идет и по катиону, и по аниону. Среда раствора близка к нейтральной и зависит от относительной силы кислоты и основания.

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются, и их водные растворы имеют нейтральную среду ($pH = 7$).

CH₃COOK

Ацетат калия ($CH_3COOK$) — это соль, образованная слабой уксусной кислотой ($CH_3COOH$) и сильным основанием — гидроксидом калия ($KOH$). Следовательно, эта соль относится к типу солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием. Гидролиз протекает по аниону (ацетат-иону, $CH_3COO^-$). В ходе реакции анион связывает ионы водорода из воды, оставляя в растворе избыток гидроксид-ионов ($OH^-$), что создает щелочную среду.
Уравнение гидролиза в краткой ионной форме:
$CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^-$
Реакция среды в растворе — щелочная ($pH > 7$).

Ответ: соль образована слабой кислотой и сильным основанием, гидролиз идет по аниону, реакция среды щелочная.

NH₄NO₃

Нитрат аммония ($NH_4NO_3$) — это соль, образованная слабым основанием — гидроксидом аммония ($NH_4OH$) и сильной азотной кислотой ($HNO_3$). Эта соль относится к типу солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой. Гидролиз протекает по катиону (иону аммония, $NH_4^+$). В ходе реакции катион отдает протон молекуле воды, что приводит к накоплению в растворе ионов гидроксония ($H_3O^+$ или просто $H^+$) и создает кислую среду.
Уравнение гидролиза в краткой ионной форме:
$NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH + H^+$
Реакция среды в растворе — кислая ($pH < 7$).

Ответ: соль образована слабым основанием и сильной кислотой, гидролиз идет по катиону, реакция среды кислая.

K₂S

Сульфид калия ($K_2S$) — это соль, образованная слабой двухосновной сероводородной кислотой ($H_2S$) и сильным основанием — гидроксидом калия ($KOH$). Эта соль относится к типу солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием. Гидролиз протекает по аниону (сульфид-иону, $S^{2-}$). Гидролиз идет ступенчато, но уже первая ступень определяет реакцию среды. В результате реакции в растворе накапливаются гидроксид-ионы ($OH^-$), что создает сильнощелочную среду.
Уравнение гидролиза по первой ступени в краткой ионной форме:
$S^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HS^- + OH^-$
Реакция среды в растворе — щелочная ($pH > 7$).

Ответ: соль образована слабой кислотой и сильным основанием, гидролиз идет по аниону, реакция среды щелочная.

Al(NO₃)₃

Нитрат алюминия ($Al(NO_3)_3$) — это соль, образованная слабым основанием — гидроксидом алюминия ($Al(OH)_3$) и сильной азотной кислотой ($HNO_3$). Эта соль относится к типу солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой. Гидролиз протекает по катиону (иону алюминия, $Al^{3+}$). Гидролиз идет ступенчато. В результате реакции в растворе накапливаются ионы водорода ($H^+$), что создает кислую среду.
Уравнение гидролиза по первой ступени в краткой ионной форме:
$Al^{3+} + H_2O \rightleftharpoons [Al(OH)]^{2+} + H^+$
Реакция среды в растворе — кислая ($pH < 7$).

Ответ: соль образована слабым основанием и сильной кислотой, гидролиз идет по катиону, реакция среды кислая.