Составьте молекулярные, полные и сокращенные ионныеуравнения гидролиза солей

Предмет: Химия

Раздел: Неорганическая химия, гидролиз солей

Задача 1. Составление молекулярных, полных и сокращенных ионных уравнений гидролиза солей.

1. Силикат натрия (Na₂SiO₃):

Соль Na₂SiO₃ образована сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₂SiO₃). Следовательно, она подвергается гидролизу по аниону.

Молекулярное уравнение гидролиза: $N{a}_{2}Si{O}_3+2H_{2}O\to 2NaOH+H_{2}Si{O}_3$

Полное ионное уравнение: $2N{a}^{+}+Si{O}_3^{2-}+2H_{2}O\to 2N{a}^{+}+2O{H}^{-}+H_{2}Si{O}_3$

Сокращенное ионное уравнение: $Si{O}_3^{2-}+2H_{2}O\to 2O{H}^{-}+H_{2}Si{O}_3$

Реакция среды:
В результате гидролиза выделяются гидроксид-ионов $O{H}^{-}$, поэтому среда раствора будет щелочной.

2. Сульфат железа(II) (FeSO₄):

Соль FeSO₄ образована слабым основанием (Fe(OH)₂) и сильной кислотой (H₂SO₄). Следовательно, она подвергается гидролизу по катиону.

Молекулярное уравнение гидролиза: $FeS{O}_4+2H_{2}O\to Fe(OH{)}_2+H_{2}S{O}_4$

Полное ионное уравнение: $F{e}^{2+}+S{O}_4^{2-}+2H_{2}O\to Fe(OH{)}_2+2H^{+}+S{O}_4^{2-}$

Сокращенное ионное уравнение: $F{e}^{2+}+2H_{2}O\to Fe(OH{)}_2+2H^{+}$

Реакция среды:
В результате гидролиза выделяются ионы $H^{+}$, поэтому среда раствора будет кислой.

Задача 2. Вычисление pH раствора FeSO₄ (0,1 моль/дм³), учитывая первую стадию гидролиза.

Гидролиз FeSO₄ происходит по катиону $F{e}^{2+}$, и он описывается уравнением:
$F{e}^{2+}+H_{2}O\leftrightarrow Fe(OH{)}^{+}+H^{+}$

Пусть степень гидролиза равна $\alpha$. Тогда концентрация ионов $H^{+}$ будет связана с $\alpha$.

1. Константа гидролиза:
   Константа гидролиза $K_h$ выражается через ионное произведение воды $K_w$ и константу диссоциации основания $K_b$:
   $K_h=\frac{K_w}{K_b}$

Для $F{e}^{2+}$, $K_b$ связано с константой диссоциации кислоты $K_a$:
$K_b=\frac{K_w}{K_a}$

Константа диссоциации $K_a$ для $F{e}^{2+}$ равна $6,3\cdot {10}^{-4}$. Подставляем:
$K_b=\frac{{10}^{-14}}{6,3\cdot {10}^{-4}}=1,59\cdot {10}^{-11}$

Теперь находим $K_h$:
$K_h=\frac{{10}^{-14}}{1,59\cdot {10}^{-11}}=6,29\cdot {10}^{-4}$

2. Степень гидролиза:
   $K_h={\alpha }^2\cdot C$, где $C$ — концентрация соли.
   Подставляем:
   $6,29\cdot {10}^{-4}={\alpha }^2\cdot 0,1$

${\alpha }^2=\frac{6,29\cdot {10}^{-4}}{0,1}=6,29\cdot {10}^{-3}$

$\alpha =\sqrt{6,29\cdot {10}^{-3}}\approx 0,079$

3. Концентрация ионов $H^{+}$:
   $[H^{+}]=\alpha \cdot C=0,079\cdot 0,1=7,9\cdot {10}^{-3}$

4. Вычисление pH:
   $pH=-\log [H^{+}]$
   $pH=-\log (7,9\cdot {10}^{-3})\approx 2,1$

Ответы:

1. Реакция среды:
   • Для Na₂SiO₃: щелочная.
   • Для FeSO₄: кислая.
2. $pH$ раствора FeSO₄: 2,1.