Гидролиз силиката натрия (na2sio3), уравнения и примеры

Время на чтение: 10 минут

Основная формула кремниевой кислоты — H2SiO3 (так как кислота не имеет постоянного состава, её обозначение иногда принимает вид nSiO2 • mH2O, что соответствует поликремниевым видам). Номенклатура кислоты включает в себя и её подвиды. Условное обозначение их химического состава выглядит следующим образом:

• Ортокремниевая — H4SiO4. Наряду с метакремниевой кислотой, чья формула считается основной, ортокремниевая является наиболее распространённым химическим соединением кислот этого вида.
• Дикремниевая — H2Si2O5, H6Si2O7 и H10Si2O9 (показатель растворимости в воде при t = 20 градусов по цельсию составляет 2,9310 в минус 4 степени моль/л).
• Пирокремниевая — H6Si2O7.

Соли кремниевых кислот обозначаются как силикаты. Поликремниевые кислоты состоят из структурных звеньев, соединяющихся в сложные линейные и разветвлённые цепи. Несмотря на различие в формулах и отдельных характеристиках кремниевой кислоты, все виды этих химических соединений имеют тетраэдрическое строение.

Особенности силикатов

В природе широко распространены (в частности, к ним относятся полевые шпаты, асбест, тальк, слюда и различные виды глины). Соли кремниевой кислоты в большинстве своём плохо растворимы в воде (исключения составляют силикаты калия и натрия).

Получение солей происходит при сплавлении едких щёлочей или карбонатами натрия и калия с диоксидом кремния. В остатке выходит диоксид углерода с высокой массовой долей вещества или вода.

Примерами таких уравнений могут послужить следующие реакции:

• SiO2 + K2CO3 = K2SiO3 + CO2 (образование углекислого газа).
• SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O.
• SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2.

К свойствам солей относится высокая температура плавления: в среднем — от 1000 до 1300 градусов по Цельсию (такая разновидность силикатов, как каолинит, плавится при t = 1800 и выше). Твёрдость этих веществ по шкале Мооса составляет 6−8 баллов, что является высоким показателем.

Несмотря на то что силикаты не реагируют на отдельные соединения и в целом относятся к классу химически пассивных веществ, они способны взаимодействовать со слабыми кислотами и растворимыми солями. Формула гидролиза представляет собой уравнение: Na2SiO3 + H2O = NaHSiO3 + NaOH. Расплавленные силикаты имеют высокие электролитические свойства.

Ещё одной особенностью солей кремниевых соединений является их возможность замещать атомы кремния на атомы алюминия, образуя при этом алюмосиликаты. Они также нерастворимы в воде и обладают абсорбционными, ионообменными, диэлектрическими и термостойкими свойствами.

Физические и химические свойства

Неорганическая кислота образуется при действии сильных кислот на растворимые силикаты. Вещество представляет собой белый аморфный и стекловидный полимер, имеющий цепочечную структуру. Не вступает в реакцию с другими кислотами и не гидратом аммиака. Так как все поликремниевые соединения относятся к малорастворимым веществам, они образуют коллоидные растворы при реакции с водой. Молярная масса вещества равна 78 а. е. м. (H2SiO3 — 2 атома водорода = 1 • 2, 1 атом кремния = 28 и 3 атома кислорода = 16 • 3).

Кислотные свойства выражены очень слабо (у молекулы вещества степень окисления кремния равна +4), вещество не имеет кислого вкуса или запаха, а также не изменяет окраску индикатора.

Согласно таблице сильных и слабых кислот, кремниевая занимает последнюю строчку).

Константа диссоциации для метакремниевых соединений составляет K1 = 1,3•10 -10, K2 = 1,6•10 -12, а для ортокремниевой K1 = 2•10 -10, K2 = K3 = K4 = 2•10 -12 .

Вследствие своей неустойчивости химическое вещество при нагревании либо длительном хранении разлагается на оксид кремния и воду (реакция термического разложения H2SiO3 = H2O + SiO2).

Каждый атом кремния в кристаллах (SiO2) окружён 4 атомами кислорода, которые, будучи связаны друг с другом, образуют кристаллическую трёхмерную решётку, что обусловливает твёрдость вещества.

Некоторые другие химические свойства кремниевых кислот можно проиллюстрировать следующими уравнениями:

• H2SiO3 + 4KOH = K2SiO3 + 4H2O (растворение студенистого кислотного остатка и образование средней соли метасиликата калия и воды).
• 2H4SiO4 = (HO)3SiOSi (OH)3 + H2O (эта реакция называется поликонденсацией).
• Пример взаимодействия с плавиковой кислотой и образованием газообразного фторида кремния: H2SiO3 + 6HF = H2SiF6 + 3H2O = SiF4 (образование газа) + 2HF (фтороводород) + 3H2O.
• CaCl2 + Na2SiO3 = 2NaCl + CaSiO3 (химическая реакция двух солей с выпадением осадка).

В присутствии щёлочных катализаторов — к примеру, NaOH — ортокремниевая кислота может образовывать эфиры-ортосиликаты. В большинстве своём они имеют вид R1R2R3R4SiO3, где R1−4 являются органическими радикалами. Примером такого эфира является распространённый тетраэтилортосиликат с формулой Si (C2H5O)4.

Способы получения

Основной способ получения кремниевой кислоты — косвенным путём, воздействуя сильной кислотой на силикат калия или натрия (Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl). При этом невозможно получить кислоту в чистом виде — в водном растворе образуется золь, который через малый промежуток времени превращается в гель.

Кремниевые соединения также можно получить посредством гидролиза хлорсиланов (SiH2Cl2 + 3H2O = H2SiO3 +2HCl + 2H2); конечным продуктом гидролитического расщепления является H2SiO3.

Большое внимание уделяется и получению силикагеля — другое название вещества, образовывающегося от перенасыщенных растворов кремниевых кислот. Технология производства включает в себя несколько стадий:

• Возникновение золя и его застудневание в однородную массу (гидрогель).
• Созревание (последующее гелеобразование и разжижение вещества).
• Очищение и промывка геля от солей.
• Высушивание и превращение вещества в ксерогель.

Опытным путём доказано, что наиболее чистый силикагель получается при гидролизе соединений кремния (SiCl4), а также ортокремниевых соединений. Химическая формула получения геля выглядит так: Na2SiO3 + H2SO4 = nSiO2 • mH2O + Na2SO4, где nSiO2 • mH2O — гидратированный аморфный кремнезём.

Применение в различных отраслях

Благодаря пористой структуре силикагеля его часто применяют в качестве абсорбента для поглощения вредных газов и смесей. Для общественности известны медицинские высокопористые гели, эффективные при различного рода отравлениях и недомоганиях. Помимо этого, вещество используется и для создания технических фильтрационных систем.

Кремниевые соединения являются важным строительным элементом для кожи, волос и ногтей, поэтому эти вещества широко используются для производства косметики и лекарственных препаратов. Препараты на основе кремния обеспечивают гибкость соединительных тканей внутренних органов (в частности, кишечника и желудка) и улучшают усвоение кальция, что способствует восстановлению костной ткани.

В нефтяной промышленности гели на основе кремнийсодержащих веществ используются для очистки углеводородов от смол, а в ядерной отрасли при помощи силикагеля производится не только очистка сточных вод, но и разделение изотопов радиоактивных веществ.

Любопытно, что вещества на основе кремниевых соединений находят массу применений в повседневной жизни.

К примеру, процесс сушки обуви займёт куда меньше времени, если в промокшие ботинки положить пакетик с соответствующим абсорбентом. Силикагель позволит избавиться от неприятных запахов в помещении или в сумке с вещами.

Столовое серебро можно спасти от почернения, положив в шкаф с ценными приборам гелевые шарики на основе силикагеля.

Если необходимо продлить срок службы бритвенных лезвий, то для спасения от ржавчины нужно положить к ним несколько гранул с силикагелем.

Это же относится и к хранению старых фотографий, а также других вещей, которые со временем могут потускнеть или изменить свой внешний вид под воздействием окружающей среды.

Автолюбителям могут уменьшить запотевание ветрового стекла, всего лишь положив на приборную панель цветы или пакетик с силикагелем.

Источник: https://nauka.club/khimiya/kremnievaya-kislota.html

Кремниевая кислота и её соли — урок. Химия, 8–9 класс

• Кремниевая кислота H2SiO3 — очень слабая, нерастворимая в воде кислота. Её получают в виде студенистого осадка при действии сильных кислот на растворы силикатов:
• Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl.
• Кремниевая кислота настолько слабая, что её можно вытеснить из солей даже угольной кислотой:
• Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3.

Силикат натрия + соляная кислота

Гелеобразный осадок кремниевой кислоты через некоторое время загустевает и заполняет весь объём сосуда.

Загустевший осадок кремниевой кислоты

Особенности свойств кремниевой кислоты объясняются её строением. Кремниевая кислота не имеет постоянного состава, поэтому вместо формулы H2SiO3 иногда используют запись SiO2⋅nH2O. Кислота имеет полимерное строение:

1. Кремниевая кислота неустойчивая и при длительном хранении или повышенной температуре разлагается на воду и оксид кремния((IV)):
2. H2SiO3=H2O+SiO2.
3. Oксид кремния((IV)) образуется в виде пористого твёрдого вещества — силикагеля.

Кремниевая кислота не растворяется в воде, не диссоциирует, не изменяет окраску индикаторов. Как все кислоты, она реагирует с основными и амфотерными оксидами и гидроксидами. В результате реакций образуются соли силикаты(Na2SiO3, CaSiO3).

Из силикатов растворимы только соли щелочных металлов, и их называютрастворимым или жидкимстеклом. Силикаты натрия и калия входят в состав силикатного клея.

Концентрированные растворы этих солей используются для пропитки деревянных изделий и тканей с целью придания им огнеупорных свойств. При высыхании силикаты образуют стеклоподобный слой, который не пропускает воду, поэтому применяются и в качестве водоотталкивающих покрытий.

В природе встречаются силикатыи алюмосиликаты.

К ним относятся гранит, слюда, асбест, глина.

Это доступное сырьё давно освоено человеком и широко используется в строительстве.

Глина легко формуется, при спекании становится твёрдой, поэтому она нашла применение для изготовления керамических изделий.

Глиняная посуда

Фарфоровая посуда

Кирпич керамический

При нагревании глины с известняком получают важнейший строительный материал — цемент.

Цемент

Источник: https://www.yaklass.ru/p/himija/89-klass/khimiia-nemetallov-157456/kremnii-i-ego-soedineniia-163625/re-db4553ee-ed7d-438a-a4d4-3ece0256d45f

ПОИСК

    Опыт 5. Гидролиз силиката натрия [c.170]

    Гидролиз силикатов. К 2—3 мл 20 7о-го раствора силиката натрия при перемешивании долейте 5 мл насыщенного раствора хлорида аммония. Наблюдайте образование кремниевой кислоты и выделение аммиака. Напишите уравнения реакции образования и гидролиза силиката аммония. [c.209]

    ГИДРОЛИЗ СИЛИКАТА НАТРИЯ [c.204]

    Силикат натрия подвергается гидролизу  [c.227]

    Для обнаружения силикат-ионов используют взаимодействие растворимых силикатов с хлоридом аммония. Образование малорастворимой кремниевой кислоты происходит в этом случае более полно и основано на взаимном усилении гидролиза обеих солей — силиката натрия и хлорида аммония  [c.201]

    При подготовке к работе стеклянный электрод предварительно выдерживается в воде в течение достаточно длительного времени. При этом происходит гидролиз силиката натрия в поверхностном слое стекла  [c.201]

    Для подавления гидролиза можно ввести в раствор хотя бы один из ионов, входящих в продукты гидролиза, Так, степень гидролиза силиката натрия значительно меньше в растворе щелочи, чем в чистой воде. [c.44]

    Опыт 14. Налить в пробирку 3—5 мл раствора силиката натрия и определить с помощью индикаторов реакцию среды. Написать уравнение реакции гидролиза силиката натрия. [c.204]

    Запись данных опыта. Отметить наблюдаемые явления и объяснить различие в степени гидролиза силиката натрия в чистой воде и в присутствии хлорида аммония. [c.170]

    Опыт 3. Гидролиз силиката натрия. К нескольким каплям раствора NajSiO.i добавьте 1—2 капли фенолфталеина и отметьте наблюдения. [c.207]

    Растворимые силикаты натрия и калия в большой степени подвергаются гидролизу по аниону и создают в растворе [c.153]

    Написать молекулярные и ионные уравнения обоих случаев гидролиза. Присутствие какого иона увеличило степень гидролиза во втором случае Как уменьшить гидролиз силиката натрия  [c.170]

    В том случае, когда диаметр коллоидных частиц в золе оказывается больше чем нм, как это имеет место для коммерческих коллоидных кремнеземов, имеющих в основном частицы размером 5—60 нм, силикагели с удельными поверхностями от 550 до 50 м /г соответственно могут непосредственно приготовляться из таких коллоидных кремнеземов.

Величина pH оказывает слабое действие на получающееся значение удельной поверхности силикагеля.

Однако, когда силикагель приготовляется из кремневой кислоты, образуемой подкислением силиката натрия или гидролизом галогенида или сложного эфира кремния, размер первоначально образуемых частиц составляет только 1—2 нм, поскольку их формирование происходит обычно при низких значениях pH.

Размер, до которого частицы вырастают по мере формирования геля, его промывания и высушивания, возрастает с увеличением значения pH выше 6. В данном случае величина pH является единственным, наиболее важным фактором, определяющим конечную величину удельной поверхности силикагеля. [c.709]

    В тех случах, когда растворенные в воде соли, например, силикат и алюминат натрия, сильно гидролизуются, образуя слабые кислоты, видимый коэффициент распределения, т. е. отношение суммарных концентраций Si или А1 в воде и паре сильно зависит от pH водного раствора. К сожалению, отсутствие данных означении Кд при высоких температурах не позволяет надежно подсчитать истинную концентрацию молекул кремнекислоты в воде и определить действительный коэффициент фазового равновесия слабой кислоты. [c.161]

    Обменная адсорбция кальция (магния, натрия), кислый гидролиз силикатов и алюмосиликатов пород, хемосорбция тяжелых металлов, мышьяка, органических флотоагентов Осаждение-растворение техногенного гипса, осаждение тяжелых металлов, растворение их техногенных осадков, хемосорбция их суглинистым и супесчаным заполнителем [c.61]

    Опыт 10. Гидролиз солей кремниевой кислоты (силикатов). В пробирку налейте 2—3 мл силиката натрия или калия и добавьте в нее 1—2 капли раствора фенолфталеина. Объясните причину изменения окраски индикатора. Составьте молекулярное и ионное уравнения реакции гидролиза. [c.206]

    При осаждении кремневого геля происходит гидролиз силиката натрия и образование осадка гидроксильных ионов. Связующими катионами служат ионы алюминия, образующие легко гидролизуемое слабое основание. [c.46]

    Наибольшее значение имеет натриевое растворимое стекло, водные растворы которого называют жидким стеклом.

Оно обладает свойством твердеть на воздухе, так как в результате гидролиза силиката натрия образуются высокодисперсные гели кремниевых кислот, обладающие вяжущими свойствами.

Поэтому жидкое стекло находит применение в качестве связующего вещества для укрепления грунтов при стройки [c.104]

    Фторосиликат натрия применяется в производстве стекол, глазурей, эмалей и т. д. Он используется также как ускоритель твердения в производстве кислотоупорных замазок на основе растворимого стекла. Его действие в этом процессе основано на следующих химических реакциях гидролиз силиката натрия [c.122]

    Если ввести в данную равновесную систему кислоту,то она вступите реакцию со щелочью, образующейся при гидролизе силиката натрия, и этим будет способствовать течению реакции в прямом направлении. Б таком случае гидролиз может дойти полностью до конца  [c.44]

С ростом концентрации раствора его гидролизующие свойства возрастают, а раствор приобретает способность избирательно смачивать стальную поверхность в двухфазной среде углеводород (нефть) —вода.

Проведенные эксперименты с новым ПАВ показали, что путем применения таких активных добавок, как силикат натрия и сода, может быть достигнуто усиление смачивающих свойств сульфонола НП-3.

При этом гидрофобная поверхность металла под действием компонентов смачивающего состава модифицируется и превращается в гидрофильную.

При этом смачиваемость металла водной фазой в значительной степени зависит от порядка смачивания, что указывает на необходимость осуществления предварительной операции гидрофилизации поверхности стенок трубопровода путем закачки раствора с концентрацией не ниже 0,3 %. В результате поверхность металла, находящаяся в контакте с раствором композиции, приобретает гидрофильные свойства и уже не смачивается ни обычной маловязкой нефтью, ни высоковязкой, высокопарафинистой нефтью в широком интервале для гидронефтепровода. [c.108]

    Гидролиз солей, а) Раствор карбоната и силиката натрия испытать красной лакмусовой бумагой. Составить уравнения реакций гидролиза. Какая из солей легче гидролизуется и почему  [c.234]

    До того как была открыта возможность приготовлять однородные частицы кремнезема с диаметром больше 5—10 нм, силикагели получались из типов кремнезема, сформированных в результате подкисления силиката натрия или гидролиза сложных кремневых эфиров.

Даже с помощью электронного микроскопа было трудно различить структуру таких гелей.

Шугар и Губа [125] разработали способ приготовления тонких срезов из очень тонкодисперсных структур геля, что позволило получить снимки с 10 -кратным увеличением. Благодаря этому удалось различить, что структура в действительности представляла собой подобные волокнам нити, состоящие из цепочек гло- [c.658]

    Двуокись кремния обычно приготовляют или осаждением кислотой из растворов солей кремневой кислоты, в частности силиката натрия, или гидролизом соединений кремния, таких, как четыреххлористый кремний, в жидкой или паровой фазе. Размер пор, удельная поверхность и природа поверхности меняются в соответствии с методом приготовления.

Например, изменение pH раствора в период образования геля из силиката натрия позволяет получать силикагели с удельной поверхностью от 200 (pH -10) до 800м г» (рН < 4). Большинство хроматографических силикагелей, в частности используемые для ТСХ,имеют удельную поверхность 30-600 м г , поры диаметром 100-250 А и классифицируются как крупнопористые силикагели.

Они обладают полукристаллической структурой и относительно однородной поверхностью, покрытой преимущественно свободными гидроксильными группами (4-5 гидроксильных грухш на 100 А поверхности). В настоящее время в продаже имеется ряд онкопорис-тых силикагелей со средним диаметром пор меньше 100 А и удельной поверхностью больше 500 м 2 г.

Они обладают нерет лярной аморфной структурой, и на их поверхности содержатся преимущественно реакционноспособные и связанные гидроксильные группы (см. далее). Доступны также наборы силикагелей с порами контролируемых размеров в пределах от 100 до 2500 А их удобно применять для разделения полимеров методом ситовой Хроматографии.

О таких силикагелях подробно говорится в гл.5. [c.73]

    Химический состав рассматриваемых вод весьма разнообразен. В основном преобладают воды, относящиеся к химическим группам кальция и магния. Данные табл. 11 показьгаают, что их формирование протекает в результате активного взаимодействия с водовмещающими породами.

Определения состава обменных катионов пород свидетельствуют о развитии обменно сорбцИонных процессов с участием кальция и натрия. Кислый гидролиз силикатов и алюмосиликатов контролирует содержание в водах кремнекислоты (см. главу IV).

    Метасиликат натрия NajSiOg, или NajO-SiO ,образуется при сплавлении карбоната натрия с эквивалентным количеством кремнезема. Медленно остывая, расплав кристаллизуется. Метасиликат натрия можно получить также, растворяя кремнезем в водном растворе едкого натра.

При выпаривании раствора метасиликат кристаллизуется в ромбической системе, образуя игольчатого вида кристаллы, т. пл. 1089°. В холодной воде растворяется очень медленно, лучше — в кипящей. Раствор силиката натрия частично гидролизуется, поэтому он обладает щелочной реакцией. В спирте нерастворим.

Минеральные и некоторые органические кислоты разлагают его — выделяется осадок водного кремнезема  [c.34]

    Конечно, всегда возможно нейтрализовать кислоту, содержащуюся в воде непосредственным добавлением щелочи, и, вероятно, известковое молоко является наиболее дешевым, хотя иногда целесообразнее употребить гидроокись натрия.

Силикат натрия — раствор, который имеет щелочную реакцию, заслуживает рассмотрения, и некоторые авторитеты считают его наиболее экономически выгодным средством для борьбы с коррозией.

Любая коррозионно-активная кислота в воде нейтрализуется с одновременным образованием коллоидных частиц кремниевой кислоты. Даже если в воде не содержатся агрессивные кислоты, все же коллоидная кремниевая кислота обычно образуется при гидролизе.

Коллойд обычно устойчив, но как только начинается процесс коррозии, происходит адсорбция двуокиси кремния на продуктах коррозии, что имеет значение для образования защитного покрытия.

Лерман и Шульденер изучали пленки, образующиеся на латунных или оцинкованных железных трубах, по которым протекала горячая вода из нью-йоркского источника вода обрабатывалась силикатом в расчете на 8—12 1лг1л двуокиси кремния. Пленка содержала двуокись кремния вместе с окислами железа, меди и цинка силикаты цинка и меди обнаружены не были [65]. [c.154]

Пели, например, взболтать истертое в порошок стекло с водой и затем прибавить несколько капель фенолфталеина, то жидкость окрашивается в розовый цвет, обнаруживая щелочную реакцию (вследствие гидролиза яз510з). [c.515]

    Получите золь кремниевой кислоты из растворимого стекла, представляющего собой раствор смеси силикатов натрия типа NaaSiOa (метасиликат), N348104 (ортосиликат), N3281205 (ди-силикат). В водном растворе силикат-ион подвергается гидролизу  [c.428]

    Способ Байера (мокрый способ) был запатентован в 1889 г. химиком К. И. Байером, работавшим в России.

Сущность способа заключается в автоклавном выщелачивании бокситов едким натром при высоких температурах (от 105 до 225 °С) и давлении (до 30 кгс/см ) с получением раствора алюмината натрия, содержащего растворимый силикат натрия Na2Si03 и феррит натрия. Последний легко гидролизуется с образованием окиси железа (РеаОз) красного цвета. [c.480]

    Напишите уравнения гидролиза силиката натрия в молекулярной и ионно-молекулярной формах, учитывая образование при этом дисиликата (двуметасиликата) натрия Na2Si20s. [c.207]

    Изучите гидролиз силиката натрия. Налейте в пробирку 2—3 мл раствора Na2Si03 (20%-й раствор). Определите среду раствора. Как сместить равновесие гидролиза вправо  [c.194]

    В водном растворе силиката натрия ценеобразный анион (510з )я раз-)ушается с образованием мономерного нона (5Ю ,-Н20) . астворы силикатов натрия и калия подвергаются гидролизу и имеют щелочную реакцию. [c.296]

    Силикат натрия (растворимое стекло) Ма25Юз — стеклообразные куски зеленоватого цвета (от присутствия солей железа), трудно растворимые в воде. Водные растворы растворимого стекла вязки и имеют щелочную реакцию вследствие гидролиза. [c.491]

    Кремниевая кислота слабее утольной. Запишите уравнения гидролиза карбоната и силиката натрия и возможные значения pH среды при равных исхо.дныл кониентрашъта солей и одинаковой температуре растворов. [c.79]

    Напишите уравнение гидролиза силиката натрия в иоицон с[юрме. [c.147]

    Внимание исследователей привлекает вопрос о структурном состоянии БОДЫ на границе твердой и жидкой фаз, в тонких слоях у твердой подложки, на биологических мембранах и т. д. Непосредственное изучение структуры тонких слоев воды затруднительно из-за слабой рассеивающей способности последних.

Удобным объектом исследования являются гели кремниевой кислоты —системы, состоящие из глобул, соединенных между собой химическими связями. ..51—О—51… Они получаются при реакциях нейтрализации силиката натрия Na2SiOз с серной кислотой, а также при гидролизе галогенидов и эфиров кремния.

Их применяют в качестве адсорбентов, катализаторов, ионообменников и т. д. [c.243]

Источник: https://www.chem21.info/info/172290/

Опыты по химии. Гидролиз солей

Гидролиз солей

Всегда ли нейтральны водные растворы солей? Вода – нейтральна, потому что содержит ионы водорода и ионы гидроксила в равных количествах.

H2O = H+ + OH–

Смещается ли равновесие при растворении в воде солей? Напомним, что при избытке ионов водорода H+ среда получается кислой, при избытке ионов гидроксила OH– ‑ щелочной. Соли состоят состоят из двух ионов: катиона – положительно заряженного иона и аниона – отрицательно зараженного иона.

Кислоты и основания бывают слабыми, малорастворимыми, и сильными ‑ растворимыми. Если соль образована равными по силе кислотой и основанием, раствор такой соли нейтрален. Когда силы неравны — кислотность определяет сильнейший. Например, силикат натрия Na2SiO3 – соль сильного основания – едкого натра NaOH и слабой кремниевой кислоты H2SiO3..

Na2SiO3 + H2O ⇔ NaHSiO3 + NaOH

SiO32‑ + HOH ⇔ HSiO3 ‑+ OH‑

Раствор сульфата натрия Na2SO4 – нейтрален, эта соль образована сильным основанием – едким натром NaOH и сильной серной кислотой H2SO4. Лакмус не меняет цвет.

Раствор карбоната натрия Na2CO3 имеет щелочную реакцию, соль образована сильным основанием – едким натром NaOH и слабой угольной кислотой H2CO3. Лакмус регистрирует щелочную реакцию.

Na2CO3+ HOH  NaHCO3+ NaOH

CO32‑ + HOH  HCO3 ‑+ OH‑

Раствор хлорида натрия NaCl, соли сильного основания NaOH и сильной соляной кислоты HCl, нейтрален. Лакмус не меняет цвет.

Сульфат цинка ZnSO4 – соль слабого основания — гидроксида цинка Zn(OH)2   и серной кислоты H2SO4. Сильная серная кислота определяет реакцию раствора сульфата цинка — лакмус краснеет. При растворении в воде сульфата цинка образуется малорастворимый гидроксид цинка, который связывает ионы гидроксила воды, оставляя в избытке ионы водорода.

2ZnSO4 + 2HOH ⇔ (ZnOH)2SO4 + H2SO4

Zn2+ + HOH ⇔ZnOH + + H+

Хлорид аммония NH4Cl – соль слабого основания гидрата аммиака NH3··H2О и сильной соляной кислоты HCl. Лакмус становится красным, указывая на кислую реакцию раствора хлорида аммония.

NH4Cl + HOH ⇔NH4OH + HCl

NH4+ + HOH ⇔NH4OH + H+

Мы наблюдали результат растворения солей в воде — гидролиза солей, и убедились в том, что водные растворы солей не всегда нейтральны. Растворы могут быть и кислыми, и щелочными. Все зависит от соотношения сил кислоты и основания, составляющих соль.

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Гидролиз солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой

Три разные соли: карбонат натрия, сульфид натрия и сульфит натрия имеют общий признак – эти соли образованы сильным основанием и слабыми кислотами. Фенолфталеин в пробирках с растворами этих солей становится розовым. Это значит, что в пробирках – щелочная среда. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуются с образованием щелочи.

• Na2CO3 + HOH ↔ NaOH + NaHCO3
• CO3 2‑+ HOH ↔ OH — + HCO3‑
• Na2S + HOH ↔ NaOH + NaHS
• S 2‑+ HOH ↔ OH‑ + HS—
•  Na2SO3 + HOH ↔ NaOH + NaHSO3
• SO3 2‑+ HOH ↔ OH‑ + HSO3‑
• Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

2. Гидролиз солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой
3. Возьмем для опыта растворы сульфата меди (II), сульфата цинка и хлорида алюминия.

Эти соли образованы сильными кислотами и слабыми основаниями. Лакмус в пробирках становится красным.

Это значит, что в пробирках кислая среда. Соли сильных кислот и слабых оснований гидролизуются с образованием кислоты.

• 2СuSO4 +2H2O ↔ (Cu OH)2SO4 + H2SO4
• Cu2+ + H2O ↔CuOH + + H+
• 2ZnSO4 +2H2O ↔ (Zn OH)2SO4 + H2SO4
• Zn2+ + H2O ↔ZnOH + + H+
• AlCI3 + H2O ↔ Al(OH)CI2 + HCl
• Al3+ + H2O ↔ Al(OH)2+ + H+
• Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.

Техника безопасности. Необходимо осторожное обращение с солями меди. Остерегаться попадания солей меди на кожу и слизистые оболочки.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Гидролиз солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой

Возможно ли получить реакцией обмена карбонат железа FeCl3, соль слабого основания и слабой кислоты? Сделаем попытку и прильем к раствору хлорида железа FeCl3 раствор карбоната натрия Na2CO3. Выделяется углекислый газ CO2 и выпадает бурый осадок нерастворимого гидроксида железа (III) Fe(OH)3.

2FeCl3+3Na2CO3 + 3H2O = 2 Fe(OH)3 ↓+ 6 NaCl + 3 CO2↑

Нам не удалось получить карбонат железа (III) из растворов. Эта соль не существует в водном растворе, потому что взаимодействует с водой.

  При взаимодействии с водой – гидролизе — образуется нерастворимый гидроксид железа и угольная кислота, которая распадается с образованием углекислого газа. Происходит полный гидролиз соли.

Оборудование: химический стакан.

Техника безопасности. Опыт безопасен.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Усиление гидролиза солей при нагревании

Сульфит натрия Na2SO3– соль сильного основания и слабой кислоты. Фенолфталеин становится малиновым в растворе этой соли, потому что сульфит натрия гидролизуется с образованием щелочи.

Na2SO3 + HOH ↔ NaOH + NaHSO3

SO3 2‑+ HOH ↔ OH‑ + HSO3‑

Как влияет на гидролиз нагревание раствора? Перед нагреванием разбавим раствор. Затем нагреем раствор в пробирке. Малиновая окраска раствора сульфита натрия становится более интенсивной. Значит, содержание щелочи в пробирке увеличивается. Очевидно, что гидролиз с ростом температуры усиливается.

Оборудование: пробирка, держатель пробирок, спиртовка, химические стаканы.

Техника безопасности. Следует также соблюдать правила работы с нагревательными приборами.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Источник: http://www.yoursystemeducation.com/opyty-po-ximii-gidroliz-solej/