Раздел «Закономерности реакций» в спецификации НЦТ

Ионные равновесия в растворах электролитов. Гидролиз солей

Главное по теме

Электролиты проводят ток в растворе или расплаве. Сильные (α близка к 1): сильные кислоты HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄, щёлочи, растворимые соли. Слабые: H₂CO₃, H₂S, H₂SO₃, HF, CH₃COOH, NH₃ · H₂O, вода.
Реакции ионного обмена идут до конца, если образуется осадок, газ или слабый электролит (чаще вода).
В ионных уравнениях сильные электролиты записывают ионами, а осадки, газы, слабые электролиты и оксиды молекулами.
Водородный показатель pH = -lg[H⁺]. pOH = -lg[OH⁻]. pH + pOH = 14. [H⁺] · [OH⁻] = 10⁻¹⁴ при 25 градусах.
pH < 7 кислая среда, pH = 7 нейтральная, pH > 7 щелочная. Индикаторы: лакмус в кислоте красный, в щёлочи синий; фенолфталеин в щёлочи малиновый; метилоранж в кислоте розовый, в щёлочи жёлтый.
Гидролиз - обменная реакция соли с водой. Соль сильной кислоты и сильного основания (NaCl, K₂SO₄) не гидролизуется, среда нейтральная.
Соль слабой кислоты и сильного основания (Na₂CO₃, K₂S, CH₃COONa) гидролизуется по аниону, среда щелочная. Соль сильной кислоты и слабого основания (NH₄Cl, CuSO₄, AlCl₃) по катиону, среда кислая.
Соль слабой кислоты и слабого основания гидролизуется по катиону и аниону сразу. Некоторые, например Al₂S₃ и Cr₂S₃, гидролизуются необратимо и в растворе не существуют.
Гидролиз усиливается при нагревании и разбавлении раствора. Соли многоосновных кислот гидролизуются ступенчато, обычно практически только по первой ступени.

Задания с разбором

1.Какая среда в растворе фосфата натрия Na₃PO₄?

1Соль образована сильным основанием NaOH и слабой кислотой H₃PO₄.
2Гидролизуется анион PO₄³⁻: PO₄³⁻ + H₂O ⇄ HPO₄²⁻ + OH⁻.
3Накапливаются ионы OH⁻.

Ответ: щелочная

2.Напиши ионное уравнение гидролиза CuSO₄ по первой стадии и определи среду.

1Cu(OH)₂ слабое основание, H₂SO₄ сильная кислота: гидролиз по катиону.
2Cu²⁺ + H₂O ⇄ CuOH⁺ + H⁺.
3Накапливаются ионы H⁺.

Ответ: Cu²⁺ + H₂O ⇄ CuOH⁺ + H⁺, среда кислая

3.Определи среду раствора сульфита калия K₂SO₃.

1Не путай с сульфатом K₂SO₄: у него кислота сильная, гидролиза нет.
2В сульфите анион SO₃²⁻ образован слабой сернистой кислотой H₂SO₃, значит гидролиз по аниону.
3SO₃²⁻ + H₂O ⇄ HSO₃⁻ + OH⁻, среда щелочная.

Ответ: щелочная

Где теряют баллы

Гидролиз солей, среда раствора, индикаторы
Ловушка: Считают, что любая соль даёт нейтральную среду; путают цвета лакмуса.
Как решать: Среду задаёт сильный: сильная кислота + слабое основание = кислая (лакмус красный), сильное основание + слабая кислота = щелочная (синий), сильное + сильное = нейтральная.

Объяснение простыми словами

Дистиллированная вода почти не проводит ток, раствор соли проводит хорошо, а раствор сахара снова нет. Почему? Потому что соль в воде распадается на ионы, а сахар остаётся в виде молекул. Этот распад называется электролитической диссоциацией. Вещества, которые распадаются на ионы и проводят ток, - электролиты, а которые нет - неэлектролиты.

Электролиты бывают сильные и слабые. Степень диссоциации α показывает долю распавшихся молекул. У сильных электролитов она близка к единице: это сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄), щёлочи (NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂) и почти все растворимые соли. Слабые электролиты распадаются лишь частично, и для них есть равновесие: CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺. К слабым относят H₂CO₃, H₂S, H₂SO₃, HF, уксусную кислоту, раствор аммиака NH₃ · H₂O, нерастворимые основания и воду. При разбавлении раствора слабого электролита α растёт.

Дальше в Biik: продолжение объяснения, видеоразбор и проверка из 8 заданий по этой теме.

Доучи тему до конца в Biik

План на каждый день, видеоразборы, проверка из 8 заданий после каждой темы, пробник ЕНТ раз в месяц и ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы. 3 дня бесплатно, без карты.

Начать бесплатно Пройти диагностику

Диагностика покажет, сколько баллов тебе не хватает до гранта и где именно. 30 заданий после короткой бесплатной регистрации.

Термины

Электролитическая диссоциация: Распад электролита на ионы под действием воды или при плавлении.
Электролит: Вещество, раствор или расплав которого проводит электрический ток.
Неэлектролит: Вещество, которое не распадается на ионы и не проводит ток, например сахар, спирт.
Степень диссоциации: Доля молекул, распавшихся на ионы, обозначается α.
Сильный электролит: Вещество, которое в растворе практически полностью распадается на ионы.
Слабый электролит: Вещество, которое в растворе распадается на ионы лишь частично; для него есть равновесие.
Константа диссоциации: Константа равновесия диссоциации слабого электролита; чем она больше, тем сильнее электролит.
Катион: Положительно заряженный ион.
Анион: Отрицательно заряженный ион.
Реакция ионного обмена: Реакция между ионами в растворе, идущая до конца при образовании осадка, газа или слабого электролита.
Полное ионное уравнение: Уравнение, где все сильные электролиты записаны в виде ионов.
Сокращённое ионное уравнение: Уравнение, из которого убраны ионы, не участвующие в реакции (ионы-наблюдатели).
Ионное произведение воды: Произведение концентраций [H⁺] · [OH⁻] = 10⁻¹⁴ при 25 градусах.
Водородный показатель pH: Отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов H⁺.
Индикатор: Вещество, меняющее цвет в зависимости от среды, например лакмус, фенолфталеин, метилоранж.
Гидролиз: Обменная реакция соли с водой, в которой образуется слабый электролит.
Гидролиз по аниону: Гидролиз соли слабой кислоты, при котором образуются ионы OH⁻ и среда щелочная.
Гидролиз по катиону: Гидролиз соли слабого основания, при котором образуются ионы H⁺ и среда кислая.
Необратимый (полный) гидролиз: Гидролиз, идущий до конца с образованием осадка и газа, например у Al₂S₃.
Произведение растворимости: Константа равновесия между малорастворимой солью и её ионами в насыщенном растворе.

Все темы: Химия