Гидролиз – это взаимодействие веществ с водой, в результате которого изменяется среда раствора.
Катионы и анионы слабых электролитов взаимодействовать с водой с образованием устойчивых малодиссоциируемых соединений или ионов, в результате чего меняется среда раствора. Формулы воды в уравнениях гидролиза обычно записывают в виде Н‑ОН. При реакции с водой катионы слабых оснований отнимают от воды гидроксил ион, и в растворе образуется избыток Н+. Среда раствора становится кислотной. Анионы слабых кислот притягивают из воды Н+, и реакция среды становится щелочной.
В неорганической химии чаще всего приходится иметь дело с гидролизом солей, т.е. с обменным взаимодействием ионов соли с молекулами воды в процессе их растворения. Различают 4 варианта гидролиза.
1. Соль образована сильным основанием и сильной кислотой.
Такая соль гидролизу практически не подвергается. При этом равновесие диссоциации воды в присутствии ионов соли почти не нарушается, поэтому рН=7, среда нейтральная.
Na+ + H2O Cl‑ + H2O
2. Если соль образована катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, то происходит гидролиз по аниону.
Na2CO3 + HOH ↔ NaHCO3 + NaOH
Так как в растворе накапливаются ионы ОН‑, то среда – щелочная, рН>7.
3. Если соль образована катионом слабого основания и анионом сильной кислоты, то гидролиз идет по катиону.
Cu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+
СuCl2 + HOH ↔ CuOHCl + HCl
Так как в растворе накапливаются ионы Н+, то среда кислая, рН<7.
4. Соль, образованная катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, подвергается гидролизу и по катиону и по аниону.
CH3COONH4 + HOH ↔ NH4OH + CH3COOH
CH3COO‑ + + HOH ↔ NH4OH + CH3COOH
Растворы таких солей имеют или слабокислую, или слабощелочную среду, т.е. величина рН близка к 7. Реакция среды зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания. Гидролиз солей, образованных очень слабыми кислотой и основанием, является практически необратимым. Это, в основном, сульфиды и карбонаты алюминия, хрома, железа.
Al2S3 + 3HOH ↔ 2Al(OH)3 + 3H2S
При определении среды раствора солей необходимо учитывать, что среда раствора определяется сильным компонентом. Если соль образована кислотой, являющейся сильным электролитом, то среда раствора кислая. Если основание сильный электролит, то – щелочная.
Пример. Щелочную среду имеет раствор
1) Pb(NO3)2; 2) Na2CO3; 3) NaCl; 4) NaNO3
1) Pb(NO3)2 нитрат свинца(II). Соль образована слабым основанием и сильной кислотой, значит среда раствора кислая.
2) Na2CO3 карбонат натрия. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой, значит среда раствора щелочная.
3) NaCl; 4) NaNO3 Соли образованы сильным основанием NaOH и сильными кислотами HCl и HNO3 . Среда раствора нейтральная.
Правильный ответ 2) Na2CO3
В растворы солей опустили индикаторную бумажку. В растворах NaCl и NaNO3 она не изменила цвет, значит среда раствора нейтральная. В растворе Pb(NO3)2 окрасилась в красный цвет, среда раствора кислая. В растворе Na2СO3 окрасилась в синий цвет, среда раствора щелочная.
«Реакция» фотосинтеза (в кавычках, потому что это просто материальный баланс сложнейшего процесса, состоящего из многих реакций): 6*22,4м3--6кмоль---180 кг6*22,4м3 6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6 O2 448 м3---х кмольу кгz м3— х = n(H2O) = 448*6/(6*22,4) = 20 кмоль (потребовалось 20 киломолей воды) у = m(C6H12O6) = 448*180/(6*22,4) = 600 кг (масса, образовавшейся глюкозы) z = V(O2) = 448*6*22,4/(6*22,4) = 448 м3 (объем образовавшегося кислорода) Второй решения. Из уравнения следует: 1) Кислорода по количеству вещества (по числу молей или киломолей) образовалось столько же, сколько было затрачено углекислого газа. Следовательно, и объем образовавшегося кислорода равен объему углекислого газа (это следует из закона Авогадро). V(O2) = 448 м3 2) Глюкозы по числу киломолей образовалось в 6 раз меньше, чем было затрачено углекислого газа. Число киломолей СО2 = 448м3 / 22,4м3/кмоль = 20кмоль; глюкозы образовалось 20/6 кмоль или по массе (20/6)кмоль*180кг/кмоль = 600 кг m(C6H12O6) = 600 кг 3) Воды количеству вещества потребовалось столько же, сколько и углекислого газа, т. е. 20 кмоль n(H2O) = 20 кмоль. (По современной методике химии рекомендуется тот решения, который здесь приведен вторым. Для больших масс веществ обычно удобнее первый, но, как оказалось, в данном случае второй короче по числу вычислений. Это потому что масса тут только для одного вещества – глюкозы, а для СО2 и Н2О – объемы и количество вещества, пропорциональные коэффициентам в уравнении реакции. К тому же числа тут «круглые» :-) ).
Гидролиз – это взаимодействие веществ с водой, в результате которого изменяется среда раствора.
Катионы и анионы слабых электролитов взаимодействовать с водой с образованием устойчивых малодиссоциируемых соединений или ионов, в результате чего меняется среда раствора. Формулы воды в уравнениях гидролиза обычно записывают в виде Н‑ОН. При реакции с водой катионы слабых оснований отнимают от воды гидроксил ион, и в растворе образуется избыток Н+. Среда раствора становится кислотной. Анионы слабых кислот притягивают из воды Н+, и реакция среды становится щелочной.
В неорганической химии чаще всего приходится иметь дело с гидролизом солей, т.е. с обменным взаимодействием ионов соли с молекулами воды в процессе их растворения. Различают 4 варианта гидролиза.
1. Соль образована сильным основанием и сильной кислотой.
Такая соль гидролизу практически не подвергается. При этом равновесие диссоциации воды в присутствии ионов соли почти не нарушается, поэтому рН=7, среда нейтральная.
Na+ + H2O Cl‑ + H2O
2. Если соль образована катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, то происходит гидролиз по аниону.
Na2CO3 + HOH ↔ NaHCO3 + NaOH
Так как в растворе накапливаются ионы ОН‑, то среда – щелочная, рН>7.
3. Если соль образована катионом слабого основания и анионом сильной кислоты, то гидролиз идет по катиону.
Cu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+
СuCl2 + HOH ↔ CuOHCl + HCl
Так как в растворе накапливаются ионы Н+, то среда кислая, рН<7.
4. Соль, образованная катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, подвергается гидролизу и по катиону и по аниону.
CH3COONH4 + HOH ↔ NH4OH + CH3COOH
CH3COO‑ + + HOH ↔ NH4OH + CH3COOH
Растворы таких солей имеют или слабокислую, или слабощелочную среду, т.е. величина рН близка к 7. Реакция среды зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания. Гидролиз солей, образованных очень слабыми кислотой и основанием, является практически необратимым. Это, в основном, сульфиды и карбонаты алюминия, хрома, железа.
Al2S3 + 3HOH ↔ 2Al(OH)3 + 3H2S
При определении среды раствора солей необходимо учитывать, что среда раствора определяется сильным компонентом. Если соль образована кислотой, являющейся сильным электролитом, то среда раствора кислая. Если основание сильный электролит, то – щелочная.
Пример. Щелочную среду имеет раствор
1) Pb(NO3)2; 2) Na2CO3; 3) NaCl; 4) NaNO3
1) Pb(NO3)2 нитрат свинца(II). Соль образована слабым основанием и сильной кислотой, значит среда раствора кислая.
2) Na2CO3 карбонат натрия. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой, значит среда раствора щелочная.
3) NaCl; 4) NaNO3 Соли образованы сильным основанием NaOH и сильными кислотами HCl и HNO3 . Среда раствора нейтральная.
Правильный ответ 2) Na2CO3
В растворы солей опустили индикаторную бумажку. В растворах NaCl и NaNO3 она не изменила цвет, значит среда раствора нейтральная. В растворе Pb(NO3)2 окрасилась в красный цвет, среда раствора кислая. В растворе Na2СO3 окрасилась в синий цвет, среда раствора щелочная.
Объяснение:
Удачи
6*22,4м3--6кмоль---180 кг6*22,4м3
6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6 O2
448 м3---х кмольу кгz м3—
х = n(H2O) = 448*6/(6*22,4) = 20 кмоль (потребовалось 20 киломолей воды)
у = m(C6H12O6) = 448*180/(6*22,4) = 600 кг (масса, образовавшейся глюкозы)
z = V(O2) = 448*6*22,4/(6*22,4) = 448 м3 (объем образовавшегося кислорода)
Второй решения.
Из уравнения следует:
1) Кислорода по количеству вещества (по числу молей или киломолей) образовалось столько же, сколько было затрачено углекислого газа. Следовательно, и объем образовавшегося кислорода равен объему углекислого газа (это следует из закона Авогадро).
V(O2) = 448 м3
2) Глюкозы по числу киломолей образовалось в 6 раз меньше, чем было затрачено углекислого газа. Число киломолей СО2 = 448м3 / 22,4м3/кмоль = 20кмоль; глюкозы образовалось 20/6 кмоль или по массе (20/6)кмоль*180кг/кмоль = 600 кг
m(C6H12O6) = 600 кг
3) Воды количеству вещества потребовалось столько же, сколько и углекислого газа, т. е. 20 кмоль
n(H2O) = 20 кмоль.
(По современной методике химии рекомендуется тот решения, который здесь приведен вторым. Для больших масс веществ обычно удобнее первый, но, как оказалось, в данном случае второй короче по числу вычислений. Это потому что масса тут только для одного вещества – глюкозы, а для СО2 и Н2О – объемы и количество вещества, пропорциональные коэффициентам в уравнении реакции. К тому же числа тут «круглые» :-) ).