Номер 2, страница 65, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Какие из солей сильнее подвергаются гидролизу — силикаты или карбонаты? Поясните.

Решение

Гидролизу сильнее подвергаются силикаты. Это можно объяснить, сравнивая силы кислот, анионы которых входят в состав этих солей.

И силикаты (например, силикат натрия $Na_2SiO_3$), и карбонаты (например, карбонат натрия $Na_2CO_3$) являются солями, образованными сильным основанием (например, $NaOH$) и слабой кислотой (кремниевой $H_2SiO_3$ или угольной $H_2CO_3$ соответственно). В водных растворах такие соли подвергаются гидролизу по аниону.

Степень гидролиза соли зависит от силы кислоты: чем слабее кислота, тем сильнее гидролизуется ее соль. Это связано с тем, что анион слабой кислоты является сильным сопряженным основанием и активно взаимодействует с молекулами воды, отрывая от них протон и создавая в растворе избыток гидроксид-ионов $OH^-$.

Сравним силу угольной и кремниевой кислот по их константам диссоциации ($K_a$):

• Угольная кислота ($H_2CO_3$): константа диссоциации по первой ступени $K_{a1} \approx 4.5 \cdot 10^{-7}$.
• Кремниевая кислота ($H_2SiO_3$): константа диссоциации по первой ступени $K_{a1} \approx 1.7 \cdot 10^{-10}$.

Поскольку $1.7 \cdot 10^{-10} < 4.5 \cdot 10^{-7}$, кремниевая кислота является значительно более слабой кислотой, чем угольная.

Из этого следует, что сопряженное основание для кремниевой кислоты — силикат-ион ($SiO_3^{2-}$) — будет более сильным основанием, чем сопряженное основание для угольной кислоты — карбонат-ион ($CO_3^{2-}$).

Рассмотрим уравнения гидролиза по первой ступени:

Гидролиз карбонат-иона: $CO_3^{2-} + H_2o \rightleftharpoons HCO_3^{-} + OH^{-}$

Гидролиз силикат-иона: $SiO_3^{2-} + H_2o \rightleftharpoons HSiO_3^{-} + OH^{-}$

Так как силикат-ион является более сильным основанием, равновесие в реакции его гидролиза будет в большей степени смещено вправо. Это означает, что в растворе силиката при равной молярной концентрации будет образовываться больше гидроксид-ионов ($OH^-$), чем в растворе карбоната. Следовательно, степень гидролиза силикатов выше.

Ответ: Сильнее подвергаются гидролизу силикаты. Это объясняется тем, что кремниевая кислота ($H_2SiO_3$) — более слабая кислота, чем угольная ($H_2CO_3$), а соли, образованные более слабыми кислотами, гидролизуются в большей степени.