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: Na_2SiO_3 + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2SiO_3

Полное ионное уравнение: 2Na^+ + SiO_3^{2-} + 2H_2O \rightarrow 2Na^+ + 2OH^- + H_2SiO_3

Сокращенное ионное уравнение: SiO_3^{2-} + 2H_2O \rightarrow 2OH^- + H_2SiO_3

Реакция среды:
В результате гидролиза выделяются гидроксид-ионов OH^−, 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: FeSO_4 + 2H_2O \rightarrow Fe(OH)_2 + H_2SO_4

Полное ионное уравнение: Fe^{2+} + SO_4^{2-} + 2H_2O \rightarrow Fe(OH)_2 + 2H^+ + SO_4^{2-}

Сокращенное ионное уравнение: Fe^{2+} + 2H_2O \rightarrow 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 Fe^{2+}, и он описывается уравнением:
Fe^{2+} + H_2O \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 Fe^{2+}, K_b связано с константой диссоциации кислоты K_a:
K_b = \frac{K_w}{K_a}

Константа диссоциации K_a для Fe^{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.