Home » ЗАНЯТТЯ № 10 ( 6 год

ЗАНЯТТЯ № 10 ( 6 год

17 Червня, 2024

ЗАНЯТТЯ № 10 ( 6 год.)

Тема 18. Протолітичні процеси. Кількісні характеристики процесу гідролізу. Фактори впливу на процес гідролізу.

МЕТА: З’ясувати механізм гідролізу катіонів та аніонів і випадки гідролізу солеподібних сполук з ковалентним типом зв’язку.

Професійна орієнтація студентів

Процес гідролізу може відігравати двояку роль: бути корисним при синтезі субстанцій лікарських засобів і шкідливим в процесі їх зберігання. Останнє є особливо небезпечним при зберіганні субстанцій, таблетованих лікарських форм, сухих мікстур та ін. Наявність вологи, підвищена температура можуть приводити до гідролізу активнодіючої форми, внаслідок чого її біологічна активність знижується і виникнення сторонніх домішок – продуктів гідролізу, які інколи можуть бути навіть шкідливими, наприклад, саліцилова кислота в субстанції ацетилсаліцилової кислоти (повинно бути менше 3%) або n-амінофенол в парацетамолі (повинно бути менше 0,1%).

Методика виконання практичної роботи.

Прилади і реактиви: штатив з пробірками, піпетки (1, 10 мл); CH₃COONa(крист.), AlCl₃(крист.), Na₂CO₃(крист.), (NH₄)₂CO₃(крист.),KCl(крист.), CH₃COONH₄(крист.), Na₂SO₃(крист.), розчини: NH₄Cl(0,1н.), AlCl₃(0,5н), CH₃COONa (0,5н, 0,1н), Na₂CO₃(0,5н), Na₂SO₃(0,5н), (NH₄)₂S (0,5н), SbCl₃ (0,5н); лакмусовий папірець, фенолфталеїн.

Робота 1. Реакція середовища в розчинах різних солей.

В сім пробірок налити по 10мл нейтрального розчину лакмусу. Одну пробірку залишити в якості контрольної, а в інші додати по 1 мікрошпателю наступних солей:

1) натрій ацетату;

2) алюміній хлориду;

3)натрій карбонату;

4)амоній карбонату;

5) калій хлориду;

6)амоній ацетату.

За зміною забарвлення лакмусу зробити висновок про реакцію середовища в розчині кожної солі.

Які з досліджених солей піддаються гідролізу? Написати іонні та молекулярні рівняння реакцій їх гідролізу і вказати вид гідролізу кожної солі. У випадку ступінчастого гідролізу написати рівняння реакції тільки для першого ступеня, оскільки практично в достатньо концентрованих розчинах наступні стадії проходять дуже слабо. Зробити загальні висновки про реакцію середовища в розчинах солей, утворених:

а) сильною основою і слабкою кислотою;

б) слабкою основою і сильною кислотою;

в) слабкою основою і слабкою кислотою;

г) сильною основою і сильною кислотою.

Робота 2. Визначення рН та Кг:

А. солі, утворені слабкими основами та сильними кислотами.

За допомогою універсального індикаторного паперу визначте реакцію середовища у 0,1н

розчині хлориду амонію. Напишіть іонно–молекулярне рівняння реакції гідролізу та обчисліть Кг:=

К_д(NH4OH) = 1,8·10^–5.

Б. солі, утворені сильними основами та слабкими кислотами.

За допомогою універсального індикаторного паперу визначте рН 0,1н розчину ацетату

натрію.

Напишіть іонно–молекулярні рівняння реакції гідролізу та обчисліть К_г:

К_д(CH3COOH)=1,75·10^–5. Зробіть висновок про здатність аніонів слабкої кислоти до гідролізу.

В. Налийте в одну пробірку 5–6 крапель 0,5н розчину карбонату натрію, а в другу пробірку — такий же об’єм 0,5н розчину сульфіту натрію. Додайте в кожну пробірку по краплі фенолфталеїну і порівняйте забарвлення розчинів. Напишіть іонно–молекулярні рівняння реакцій гідролізу. Обчисліть ступінь, константу гідролізу, концентрацію гідроксид–іонів та рН розчинів солей. Одержані результати запишіть у таблицю. К_д_(H2CO3) = 4,7·10^–11; К_д_(H2SO3)=6,3·10^–8.

[OH^–]_(Na2CO3)= [OH^–]_(Na2SO3)=

pH_(Na2CO3)=14-pOH_(Na2CO3)= pH_(Na2SO3)=14-pOH_(Na2SO3)=

Формула солі

Константа гідролізу (К_г)

Ступінь гідролізу (h)

Концентрація гідроксид-іонів, моль/л ([OH^–])

Na₂CO₃

Na₂SO₃

Робота 3. Утворення основних і кислих солей при гідролізі.

А. Гідроліз ацетату алюмінію.

В пробірку внести 7-8 крапель 0,5н розчину алюміній хлориду і 7-8 крапель 0,5н розчину натрій ацетату. Пробірку занурити в водяну баню, нагріту до кипіння. Поступово утворюється осад основної солі алюмінію Al(OH)₂CH₃COO.

Написати молекулярне рівняння реакції утворення ацетату алюмінію та іонне рівняння його гідролізу. Продуктом якого ступеня гідролізу є утворений осад основної солі? При гідролізі яких солей можуть утворюватися основні солі?

Б. Гідроліз сульфіту натрію.

Налити в пробірку до 1/3 її об’єму води, внести 1-2 мікрошпателі кристалів натрій сульфіту і розмішати скляною паличкою. Дві краплі отриманого розчину нанести на універсальний індикаторний папірець і визначити рН.

На присутність яких іонів в розчині вказує знайдене значення рН? В результаті якого процесу ці іони з’явились? За відсутністю запаху сірчистого газу (SO₂) переконатися в тому, що сульфіт натрію піддається неповному гідролізу. Яка сіль є продуктом гідролізу по першому ступеню? Написати молекулярне та іонне рівняння реакції гідролізу сульфіту натрію. При гідролізі яких солей отримують кислі солі?

Робота 4.Фактори, що впливають на ступінь гідролізу.

А. Вплив температури на ступінь гідролізу солі.

Внести в пробірку 1-2 мікрошпателі натрій ацетату і влити 3-4 мл води. Додати в пробірку краплю фенолфталеїну. Опустити пробірку у водяну баню, нагріту до кипіння. За зміною забарвлення фенолфталеїну зробити висновок про напрям зсуву рівноваги процесу гідролізу. Охолодити пробірку в холодній воді. Що спостерігається? Вказати причину цього явища.

Б. Вплив розбавляння на ступінь гідролізу солі.

У пробірку внести розчин стибій (ІІІ) хлориду і поступово краплями додавати воду до випадання білого осаду SbOCl. Цей осад утворюється на другому ступені гідролізу із Sb(OH)₂Cl внаслідок відщеплення молекули води. До одержаного осаду додайте 1–2 краплі концентрованої хлороводневої кислоти, спостерігайте розчинення осаду. Напишіть іонні та молекулярні рівняння реакції гідролізу солі за першим та другим ступенями. Зробіть висновок про вплив розведення та підкислення на рівновагу реакції.

Робота 5. Сумісний гідроліз солей.

А. Внесіть у пробірку 5–6 крапель 0,1н розчину солі хрому (ІІІ) та додайте краплями 0,1Н

розчин карбонату натрію до утворення сіро–зеленого осаду. Аналогічний дослід проведіть з 0,1Н розчином солі алюмінію, додаючи до нього краплями 0,1Н розчин сульфіду натрію до утворення драглистого осаду та виділення газу.

Б. До 3–4 крапель 0,1Н розчин сульфату міді(ІІ) додайте краплями 0,1Н розчин карбонату

натрію до утворення світло–зеленого осаду основної солі. Напишіть іонно–молекулярне рівняння реакції гідролізу. Зробіть висновок про можливість утворення основних солей при гідролізі багатозарядних катіонів слабких основ.

Програма самопідготовки студентів

Тема 18. Протолітичні процеси. Кількісні характеристики процесу гідролізу. Фактори впливу на процес гідролізу. Буферні розчини.

1. Гідроліз. Механізм гідролізу катіонів, аніонів та сумісний гідроліз.

2. Типи солей щодо гідролізу.

3. Сумісний гідроліз. Ступінь та константа гідролізу.

4. Фактори, що впливають на гідроліз.

5. Особливості гідролізу солеподібних сполук з ковалентним зв’язком та солей Sb(III), Bi(III), Sn(IV).

6. Кількісна оцінка кислотності середовища розчинів солей.

Основні поняття

гідроліз

ступінь гідролізу

константа гідролізу

протолітичні реакції

Зразки тестових завдань та ситуаційних задач.

Тест 1. Виберіть сіль, яка не гідролізує:

A. FeCl₂

B. NiCl₂

C. MgCl₂

D. NaCl

E. ZnCl₂

Тест 2. Обмінна реакція солей з водою, внаслідок якої утворюється слабкий електроліт і змінюється реакція середовища називається:

A. Електролізом

B. Гідролізом

C. Дисоціацію

D. Сольватацією

E. Електрофорезом

Тест 3. Вкажіть сполуку, що здатна гідролізувати у воді:

A. NaCl

B. CaCl₂

C. K₂SO₃

D. NaBr

E. K₂SO₄

Відповіді на тести і ситуаційні задачі:

Тест 1. В, оскільки натрію хлорид – сіль, утворена сильною кислотою та сильною основою

Тест 2. В.

Тест 3. С, оскільки Калію сульфіт – сіль, що утворена сильною основою та слабкою кислотою і здатна гідролізу вати з утворенням слабкої кислоти та сильної основи, а решта солей утворені сильною кислотою та сильною основою і гідролізу вати не здатні.

Домашнє завдання: 1, 2, 6.

1. Написати молекулярні та іонні рівняння реакцій гідролізу солей К₂S, Mg(CN)₂, Cr₂S₃, CuCl₂, ZnCl₂. Яким буде рН середовища в результаті гідролізу ?

2. При змішуванні розчинів Al₂(SO₄)₃ i Na₂S в осад випадає гідроксид алюмінію Al(OH)₃. Пояснити причину і записати відповідні рівняння реакцій.

3. При розведенні водою розчину Ві(NO₃)₃ випадає об’ємний білий осад, який складається з основних солей вісмуту (ІІІ) (дигідроксонітрату і гідроксонітрату). Написати рівняння реакцій утворення відповідних солей. В який бік зміститься рН середовища в результаті гідролізу нітрату вісмуту(ІІІ)?

4. Константа дисоціації СН₃СООН рівна 1,76×10^-5, HClO – 4×10^-8, NH₄OH – 1,79×10^-5, HCN – 4,79×10^-10. В якій з двох порівнювальних солей гідроліз пройде глибше:

а) СН₃СООNa чи NaClO;

б) СН₃СООNa чи NaCN?

5. Розрахувати ступінь гідролізу калій ацетату в 0,1М розчині і рН цього розчину.

6. рН 0,1М розчину натрієвої солі деякої одноосновної органічної кислоти рівний 10. Розрахувати константу дисоціації цієї кислоти.

7. Розрахувати рН 0,1М розчину калій ортофосфату (при розрахунках вважати, що гідроліз проходить тільки по першому ступені).

8. Напишіть іонно–молекулярні рівняння реакції гідролізу К₃РО₄ (перший ступінь) і визначте рН.

Обчисліть рН розчину, в 50мл якого міститьcя 0,214 г хлориду амонію.

Ка₍_NH₄_OH₎ =1,8·10^–5.

Визначіть степінь гідролізу та pH 0,005 н KCN, Kа_HCN = 4,9·10^-10.
Водневий показник 0,003 н розчину калій гіпохлориту становить 9,5. Обрахуйте степінь гідролізу цієї солі.

Розрахуйте степінь гідролізу, концентрацію Н₃О⁺ (Н⁺) і рН розчину натрій гідрокарбонат з концентрацією 0,01 моль/л.

Студент повинен знати:

1. Буферні розчини.

Гідроліз. Механізм гідролізу катіонів, аніонів та сумісний гідроліз.
Типи солей щодо гідролізу. Сумісний гідроліз. Ступінь та константа гідролізу. Фактори, що впливають на гідроліз.

Студент повинен вміти:

1. Вивчати фактори впливу на процес гідролізу.

Джерела інформації

а) Основні:

Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. – Вінниця: Нова книга, 2003. – 464 с.
Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія: Підруч. Для студ. вищ. навч. закл. –ВТФ «Перун», 2004. – 480 с.

3. Рейтер Л.Г. Степаненко О.М., Басов В.П. Теоретичні розділи загальної хімії: Навчальний посібник. – К.: Каравела, 2003. – 344 с.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая шк., 2003. – 743 с.

Загальна та неорганічна хімія: У 2-х ч./О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер, В.М.Ледовских, С.В.Іванов. – К.: Пед. Преса, 2002.– Ч. І.– 520 с.
Каличак Я.М., Кінжибало В.В., Котур Б.Я. та ін. Хімія. Задачі, вправи, тести: Навчальний посібник. – Львів: Світ, 2001. – 176 с.
Державна Фармакопея України / Державне підприємство «Науковий-експертний фармакопейний центр». – 1-е вид. – Харків: РІРЕГ, 2001.– 556 с.
www.tdmu.edu.te.ua/education.php.