Осаждение малорастворимых гидроксидов – кислот

Если к раствору соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой приливать сильную кислоту, то при определенном количестве добавленной кислоты начнется гидратообразование - выпадение осадка малорастворимой кислоты:

 

An^Z- + nH⁺ = H_ZAn_(ТВ).

 

Согласно уравнению (51), выражение для произведения растворимости малорастворимой кислоты H_nAn_(ТВ.) имеет вид:

 

. (55)

рН начала гидратообразования – выпадения осадка малорастворимой кислоты – можно рассчитать из уравнения (55):

рН_{гидратообр.} = , (56)

где z - заряд аниона, - начальная концентрация аниона в растворе.

Задача 4.7.

К раствору соли Na₂WO₄ c концентрацией 0, 13 моль/л добавляют раствор соляной кислоты. Рассчитайте, при каком значении рН начинается выпадение осадка малорастворимой вольфрамовой кислоты.

Решение. Осадок кислоты выпадает в результате реакции в растворе:

Na₂WO₄ + HCl = H₂WO_4(ТВ.) + 2 NaСl.

 

Произведение растворимости вольфрамовой кислоты:

 

. (57)

Уравнение гетерогенного равновесия имеет вид:

 

H₂WO_4(ТВ.) 2Н⁺ + WO₄^2-.

 

Из уравнения (57) выведем формулу для расчета рН начала выпадения малорастворимой кислоты Н₂WO₄:

рН = - . (58)

Ответ. В заданных условиях осадок малорастворимой вольфрамовой кислоты начнет выпадать при достижении рН = 2, 5.

Ионообменные реакции в водных растворах

Электролитов

Обменные реакции в растворах электролитов относятся к реакциям, протекающим без обмена электронами между частицами и без изменения степеней окисления элементов. Необходимым условием протекания обменных реакций в растворах электролитов является удаление из раствора тех или иных ионов вследствие образования малодиссоциирующих соединений (слабых электролитов и комплексных частиц), малорастворимых соединений (осадков или газов) или более устойчивых в данной среде других ионов.

В растворах электролитов реакции идут между ионами, поэтому суть ионообменных реакций отражают ионные, а не молекулярные реакции.

В ионном уравнении все сильные хорошо растворимые электролиты записывают в виде ионов, в виде молекул записывают только слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества.

 

Пример 5.1.

 

Ионообменные реакции, сопровождаемые выпадением осадка малорастворимого вещества.

а) NaCl + AgNO₃ = AgCl_(ТВ.) + NaNO₃ - молекулярное уравнение;

 

ПР_AgCl = 1, 8∙ 10^-10 < < 10^-2;

Na⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- = AgCl_(ТВ.) + Na⁺ + Cl - ионное уравнение.

 

Исключая из ионного уравнения ионы, не участвовавшие в реакции (Na⁺, Cl^-, NO₃), получаем краткое ионное уравнение:

 

Ag⁺ + Cl^- = AgCl_(ТВ.),

 

отражающее суть данной практически необратимой обменной реакции.

б ) Al₂ (SO₄)₃ + 6 NaOH = 2 Al(OH)_3(ТВ.) + 3 Na₂SO₄;

 

ПР_Al(OH)3 = 1, 9∙ 10^-33< < 10^-2;

2 Al³⁺ + 3 (SO₄)^2- + 6 Na⁺ + 6 OH^- = 2 Al(OH)₃ + 6 Na⁺ + 3(SO₄)^2-;

 

Al³⁺ + 3 (OH)^- = Al(OH)_3(ТВ).

 

в) Na₂Mo₂O₇ + HCl = 2 NaCl + H₂Mo₂O_7(ТВ);

 

1, 5∙ 10^-7 < 10^-2;

2 Na⁺ + (Mo₂O₇)^2- + 2 H⁺ + 2 Cl^- = H₂Mo₂O_7(ТВ) + 2 Na⁺ + 2 Cl^-;

 

2 H⁺ + (Mo₂O₇)^2- = H₂Mo₂O_7(ТВ).

Пример 5.2 .

Ионообменные реакции, обусловленные образованием газообразных веществ.

a) Na₂CO₃ + 2 HNO₃ = CO_2(Г) + Н₂О + 2 NaNO₃;

 

2 Na⁺ + CO₃^2- + 2 H⁺ + 2 NO₃^- = CO_2(Г) + Н₂О + 2 Na⁺ + 2NO₃ ^–;

 

CO₃^2- + 2 H⁺ = CO_2(Г) + Н₂О.

 

б) Na₂S + 2 HCl = H₂S_(Г) + 2 NaCl;

 

2 Na⁺ + S^2- + 2 H⁺ + 2 Cl^- = Н₂S_(Г) + 2 Na⁺ + 2 Cl^-;

 

2 H⁺ + S^2- + = Н₂S_(Г).

 

Пример 5.3 .

Ионообменные реакции с образованием слабых электролитов.

а) Все реакции между кислотами и основаниями (реакции нейтрализации) сопровождаются образованием слабого электролита воды.

1, 8∙ 10^-16.

Эти реакции идут практически необратимо.

 

Н₂SO₄ + KOH = K₂SO₄ + Н₂O.

 

2 H⁺ + SO₄^-2 + K⁺ + OH^- = Н₂O + 2 K⁺ + (SO₄) ^2-.

H⁺ + OH^- = Н₂O.

 

б) NH₄NO₃ + KOH = NH₄OH + KNO₃

 

- в данной реакции образуется слабый электролит – слабое основание гидроксид аммония.

;

 

NH₄⁺ + NO₃^- + К⁺ + ОН^- = NH₄OН + К⁺ + NO₃^-;

 

NH₄⁺ + ОН^- = NH₄OН.

 

в) СН₃СООNa + HCl = СН₃СООH + NaCl

 

- реакция сопровождается образованием слабого электролита – слабой уксусной кислоты.

;

 

СН₃СОО^- + Na⁺ + H⁺ + Cl^- = СН₃СООH + Na⁺ + Cl^-;

H⁺ + СН₃СОО^- = СН₃СООH.

Пример 5.4 .

Ионообменные реакции с образованием в данной среде более устойчивых ионов.

 

В кислой среде устойчивы ионы Cr₂O₇^2-, а растворы дихроматов имеют оранжевую окраску. В щелочной и нейтральной средах более устойчив ион хромата (CrO₄)^-2, а растворы хроматов имеют желтый цвет.

(Cr₂O₇ ) ^2- ⇄ (CrO₄)^-2

рН < 7 pH ≥ 7

оранж. цвет желт. цвет

 

2 К₂CrO₄ + 2 HCl = K₂Cr₂O₇ + H₂O + 2 KCl;

 

4 K⁺ + 2 (CrO₄)^-2 + 2 H⁺ + 2 Cl^- = (Cr₂O₇ )^2- + H₂O + 4 K⁺ + 2 Cl^-;

 

2 H⁺ + 2 (CrO₄)^-2 = (Cr₂O₇²) + H₂O.

 

В реакции образуется также слабый электролит – вода.

 

Пример 5.5 .

Ионообменные реакции, сопровождающиеся растворением осадка.

а) Малорастворимые кислоты можно растворить в растворах щелочей:

H₂WO_4(ТВ) + KOH = K₂WO₄ + H₂O;

 

H₂WO_4(ТВ) + OH^- = (WO₄)^2- + H₂O.

 

б) Малорастворимые основания можно растворить в растворах сильных кислот:

Fe(OH)_3(ТВ) + 3 HCl = FeCl₃ + 3 H₂O;

 

Fe(OH)_3(ТВ) + 3H⁺ = Fe³⁺ + 3 H₂O.

 

Обе реакции идут с образованием слабого электролита – воды.

 

в) Малорастворимые соли можно растворить в результате реакций комплексообразования:

 

AgCl_{(ТВ, )} + 4 NH₃ = [Ag(NH₃)₄]Cl.

 

 

Контрольное задание № 5

Используя соответствующие таблицы с исходными данными согласно номеру своего варианта, письменно ответьте на следующие вопросы.

 

В Д ВОПРОС 1. Дано неорганическое соединение (см. табл.23)

 

а) Укажите, к какому классу оно относится:

А. Оксид Б. Основание В. Кислота Г. Соль;

 

б) Дайте характеристику этого соединения:

А. Хорошо растворимый, сильный электролит;

Б. Хорошо растворимый, слабый электролит;

В. Малорастворимый, сильный электролит;

Г. Малорастворимый, слабый электролит.

 

в) Определите правильную форму записи этого соединения в ионных уравнениях.

 

ВОПРОС 2. Укажите формулы веществ, которые в ионных уравнениях необходимо записывать в виде молекул (см.табл.24).

 

ВОПРОС 3. Укажите формулы веществ, которые в ионных уравнениях необходимо записывать в виде ионов (см. табл.25).

 

ВОПРОС 4. Укажите те из двух веществ, между которыми можно пред-

сказать обменную реакцию в водных растворах (см. табл.26). Напишите предполагаемые уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Таблица 23

К вопросу 1

 

Варианты	Неорганические соединения		Варианты	Неорганические соединения
	CrBr3		ZnI2
	Be(OH)2		H2SnO2
	H3PO4		Zn(OH)2
	Li2CO3		CaCrO4
	HVO3		H2PbO2
	Fe(NO3)3		SnF2
	Sc(OH)3		La(OH)­­3­
	NaIO4			H3BO3
	HAlO2		Cu(OH)2
	K2SiF6		H2MoO4
	H4GeO4		Cu(CH3COO)2
	MnSO4		H2WO4
	HIO		Ni(OH)2
	Mg3(PO4)2		H2TiO3
	Al(OH)3		H2ZrO3

 

 

Таблица 24

К вопросу 2

 

Варианты	Неорганические соединения
А	Б	В	Г
	HNO3	HBO2	NH4F	Ca(OH)2
	H4P2O6	HAlO2	In(OH)3	NaF
	H3GaO3	H2SO4	KF	AuOH
	H2S2O3	NH4Cl	H2CO3	Fe(OH)2
	H2SnO3	BaCl2	H4P2O7	Sr3(PO4)2
	HClO2	H2SiO3	Tl(OH)3	NaBr
	HClO3	H2O2	CaBr2	Pu(OH)3
	HClO4	H2ZrO3	CsIO4	SnCl2
	HBr	CrCl3	H2N2O4	CaSO3
	H3PO4	HMnO4	KBr	SrSO4
	А	Б	В	Г
	SnF2	H3AsO4	HgCl2	BaCrO4
	HBrO4	H3SbO4	FeCl2	Mg(OH)2
	HIO	Be(OH)2	NaOH	H2S
	H2CrO4	H2TeO4	Hg(NO3)2	CaSO4
	H2SeO3	MgCl2	KI	Hg(OH)2
	H2Te	Sn(OH)4	Al(NO3)3	Na3PO4
	Bi(OH)3	K2CO3	Na2SiO3	H2TeO3
	Cu(OH)2	FeBr2	MgF2	NaNO3
	MnBr2	MgCO3	Au(OH)3	AlI3
	NH4OH	CuSO4	GeS	NH4NO3
	K2SO3	HF	VO2OH	BaS
	FeSO4	HClO	(NH4)2S	W(OH)4
	BaMoO4	ZnSO4	Ag2S	HIO3
	H2TiO3	Na2SO3	V(OH)3	NH4I
	HBrO	ZnBr2	Pd(OH)4	HgSO4
	Ba(NO3)2	H2WO4	Th(OH)4	FeI2
	Pu(OH)4	H2MoO4	K2SO4	BaI2
	Hg(NO3)2	H3VO4	MgI2	Pb(OH)2
	HVO3	CrI3	Mn(OH)2	Sn(NO3)2
	Fe(NO3)2	Fe(OH)2	Bi2(SO4)3	Fe(OH)3

 

Таблица 25

К вопросу 3

 

Варианты	Неорганические соединения
А	Б	В	Г
	Ge(OH)4	H3PO3	H2B4O7	NaCl
	H2SO3	AlCl3	Ga(OH)3	KIO4
	HSCN	H2PbO2	KCl	CsClO4
	H2SeO4	CH3COOH	AlF3	La(OH)3
	HCOOH	HCl	NH4Br	Al(OH)3
	HI	ZnCl2	HN3	SrCrO4
	SrMoO4	LiOH	Ac(OH)3	AgF
	CrF3	H4SiO4	MgBr2	Y(OH)3
	H2MnO4	H3AsO3	Am(OH)4	CuCl2
	FeF3	HAsO2	BaBr2	BaCO3
	FeCl3	H4[Fe(CN)6]	HSbO2	Zr(OH)4
	H2S	VO(OH)2	CaCl2	HIO4
	H5IO6	Ce(OH)3	MgBr2	SrCO3
	H2Cr2O7	AlBr3	H2Se	Hf(OH)4
	H2SnO2	FeBr3	SrSO3	Cu(NO3)2
	H2Te	Sb(OH)3	(NH4)2SO4	Na2CO3
	NaI	H2GeO3	Ca3(PO4)2	AgNO3
	А	Б	В	Г
	AgOH	CaCO3	Bi(NO3)3	Na2S
	Cr(NO3)3	Sc(OH)3	K2S	MgSO3
	SnBr2	Tl3PO4	H2Mo2O7	MnI2
	K3SiO3	Co(OH)2	PbMoO4	SnSO4
	CaI2	BaSO3	PbCO3	Mn(NO3)2
	Fe(NO3)2	Tl2SO4	La2S3	H4P2O7
	Cr2(SO4)3	SnS	Cr(OH)3	Zn(NO3)2
	Sc(OH)3	AuI	(NH4)2CO3	Fe2(SO4)3
	Ti(OH)3	K3PO4	MgSO4	Tl2S
	MgS	H4TiO4	(NH4)3PO4	AuI3
	BaSO4	Al2(SO4)3	KNO3	Cu2S
	PbF2	Na2SO4	Ca(NO3)2	CdS
	H5IO6	Ca(OH)2	Ni(OH)2	PbCl2

 

Таблица 26

К вопросу 4

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. III. Кривая титрования слабого основания сильной кислотой.
2. L-ксилулоза 3-кетогулоновая кислота
3. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)
4. Аскорбиновая кислота (Асвитол, Асковит)
5. Биологическая ценность белков как компонентов пищи. Аминокислотный скор.
6. Витамин С (аскорбиновая кислота, антицинготный витамин)
7. Карбоновые кислоты и их производные. Реакции нуклеофильного замещения
8. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
9. Кислотная одностадийная мойка
10. Кислотно-основные индикаторы
11. Кислотность и щелочность почв.
12. Кислотные и основные свойства органических соединений.