Вправа 1 Алюміній сульфід у розчині зазнає повного гідролізу. Ця реакція необоротна, бо її продукти - нерозчинний алюміній гідроксид і газуватий гідроген сульфід - виводяться з реакційного середовища. Складіть рівняння цієї реакції в молекулярній формі, не забувши зазначити утворення осаду й виділення газу.
Al2S3 + 3H2O -> 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
Вправа 2 Спрогнозуйте характер середовища у водних розчинах цинк сульфату, літій сульфіду, ферум (III) хлориду, калій карбонату, натрій етаноату.
Складіть рівняння відповідних реакцій.
ZnSO4 ⇄ Zn2+ + SO42-
Zn2+ + SO42- + HOH ⇄ ZnOH+ + SO42- + H+
розчин має кислотне середовище, pH < 7
І стадія: Zn2+ + HOH ⇄ ZnOH+ + H+
ІI стадія: ZnOH+ + HOH ⇄ Zn(OH)2 + H+
Li2S ⇄ 2Li+ + S2-
S2- + 2Li+ + HOH ⇄ HS- + 2Li+ + OH-
розчин має лужне середовище, pH > 7
І стадія: S2- + HOH ⇄ HS- + OH-
ІI стадія: HS- + HOH ⇄ H2S + OH-
FeCl3 ⇄ Fe3+ + 3Cl-
Fe3+ + 3Cl- + HOH ⇄ FeOH2+ + 3Cl- + H+
розчин має кислотне середовище, pH < 7
І стадія: Fe3+ + HOH ⇄ FeOH2+ + H+
ІI стадія: FeOH2+ + HOH ⇄ Fe(OH)2+ + H+
ІII стадія: Fe(OH)2+ + HOH ⇄ Fe(OH)3 + H+
K2CO3 ⇄ 2K+ + CO32-
2K+ + CO32- + HOH ⇄ 2K+ + HCO3- + OH-
розчин має лужне середовище, pH > 7
І стадія: CO32- + HOH ⇄ HCO3- + OH-
ІI стадія: HCO3-+ HOH ⇄ H2CO3+ OH-
CH3COONa ⇄ CH3COOH- + Na+,
Na+ + CH3COO- + HOH ⇄ CH3COOH + Na+ + OH-
розчин має лужне середовище, pH > 7
CH3COO- + HOH ⇄ CH3COOH + OH-
Вправа 3 Проаналізуйте інформацію:
1) алюміній сульфід добувають нагріванням суміші алюмінію із сіркою та зберігають у щільно закоркованій посудині. За зберігання на повітрі він перетворюється на розпливчасту масу з неприємним запахом тухлих яєць;
Сіль Al2S3, утворена леткою слабкою кислотою та нерозчинним у воді гідроксидом, піддається необоротному гідролізу:
Al2S3 + 3H2O -> 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
Сірководень H2S має запах тухлих яєць
2) якщо у водний розчин цинк хлориду занурити цинкову пластинку, почнуть виділятися бульбашки газу;
ZnCl2 ⇄ Zn2+ + 2Cl-
Zn2+ + 2Cl- + HOH ⇄ ZnOH+ + 2Cl- + H+
ZnCl2 + HOH ⇄ ZnOHCl + HCl
розчин має кислотне середовище, pH < 7
2HCl + Zn = ZnCl2 + H2↑
3) унаслідок зливання водних розчинів натрій карбонату та ферум (ІІІ) хлориду випадає бурий осад і виділяється газ;
Оскільки дані солі є протилежного типу - Na2CO3 утворена сильною основою і слабкою кислотою, а FeCl3 утворена слабкою основою і сильною кислотою, то при розчиненні у воді вони дають різну реакцію розчинів:
Na2CO3 ⇄ 2Na+ + CO32-
І стадія: CO32- + HOH ⇄ HCO3- + OH- рН>7 (лужна)
FeCl3 ⇄ Fe3+ + 3Cl-
І стадія: Fe3+ + HOH ⇄ FeOH2+ + H+ pH<7 (кислотна)
При зливанні розчинів відбувається взаємна нейтралізація:
Н+ + OH¯ -> H2O і стають можливими такі стадії гідролізу:
ІI стадія: HCO3- + HOH ⇄ H2CO3 + OH-
ІI стадія: FeOH2+ + HOH ⇄ Fe(OH)2+ + H+
ІII стадія: Fe(OH)2+ + HOH ⇄ Fe(OH)3 + H+
У результаті відбувається повний гідроліз:
3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 6NaCl + 3CO2↑
4) середовище водного розчину мила (пригадайте його хімічний склад) лужне. Поясніть ці явища, складіть рівняння відповідних реакцій на підтвердження своїх міркувань.
C17H35COONa ⇄ C17H35COO- + Na-
Na+ + C17H35COO- + HOH ⇄ Na+ + C17H35COOH + OH-
C17H35COO- + HOH ⇄ C17H35COOH + OH-
розчин має лужне середовище, pH > 7
Вправа 4 Поясніть, добавляння яких речовин до розчину ферум (III) хлориду підсилить його гідроліз:
а) хлоридна кислота;
б) натрій гідроксид;
в) магній хлорид;
г) натрій карбонат.
Відповідь обґрунтуйте. Сіль FeCl3, утворена слабкою основою і сильною кислотою, тому реакція її розчину кислотна, а реакція розчинів солі Na2CO3, утворена сильною основою і слабкою кислотою, і NaOH лужна. При зливанні розчинів відбувається взаємна нейтралізація і стають можливими інші стадії гідролізу, в результаті чого відбувається повний гідроліз. Гідроліз посилюється, якщо один з продуктів гідролізу солі залишає сферу реакції.
Вправа 5 У таблиці розчинності на місці купрум (ІІ) карбонату прочерк. Лише в 1959 році цю речовину добули за особливих умов - 150 °С в атмосфері вуглекислого газу під тиском 60-80 атм. Поясніть, чому не можна добути цю сіль реакцією йонного обміну в розчині. Сіль купрум (II) карбонат, утворена леткою слабкою кислотою H2CO3 та нерозчинним у воді гідроксидом Сu(OH)2↓, піддається необоротному гідролізу:
CuCO3 + H2O -> Cu(OH)2↓ + CO2↑