Гидролиз солей - это химическое взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабого электролита.

Если рассматривать соль как продукт нейтрализации основания кислотой, то можно разделить соли на четыре группы, для каждой из которых гидролиз будет протекать по-своему.

1). Гидролиз не возможен

Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой (KBr , NaCl , NaNO 3 ), гидролизу подвергаться не будет, так как в этом случае слабый электролит не образуется.

рН таких растворов = 7. Реакция среды остается нейтральной.

2). Гидролиз по катиону (в реакцию с водой вступает только катион)

В соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (FeCl 2 , NH 4 Cl , Al 2 (SO 4) 3 , MgSO 4 ) гидролизу подвергается катион:

FeCl 2 + HOH <=>Fe(OH)Cl + HCl
Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - <=> FeOH + + 2Cl - + Н +

В результате гидролиза образуется слабый электролит, ион H + и другие ионы.

рН раствора < 7 (раствор приобретает кислую реакцию).

3).Гидролиз по аниону (в реакцию с водой вступает только анион)

Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (КClO , K 2 SiO 3 , Na 2 CO 3 , CH 3 COONa ) подвергается гидролизу по аниону, в результате чего образуется слабый электролит, гидроксид-ион ОН - и другие ионы.

K 2 SiO 3 + НОH <=>KHSiO 3 + KОН
2K + +SiO 3 2- + Н + + ОH - <=> НSiO 3 - + 2K + + ОН -

рН таких растворов > 7 (раствор приобретает щелочную реакцию).

4). Совместный гидролиз (в реакцию с водой вступает и катион и анион)

Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой (СН 3 СООNН 4 , (NН 4) 2 СО 3 , Al 2 S 3 ), гидролизуется и по катиону, и по аниону. В результате образуются малодиссоциирующие основание и кислота. рН растворов таких солей зависит от относительной силы кислоты и основания. Мерой силы кислоты и основания является константа диссоциации соответствующего реактива.

Реакция среды этих растворов может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной:

Al 2 S 3 + 6H 2 O =>2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S

Гидролиз - процесс обратимый.

Гидролиз протекает необратимо, если в результате реакции образуется нерастворимое основание и (или) летучая кислота

Алгоритм составления уравнений гидролиза солей

Ход рассуждений	Пример
1. Определяем силу электролита – основания и кислоты, которыми образована рассматриваемая соль. Помните! Гидролиз всегда протекает по слабому электролиту, сильный электролит находится в растворе в виде ионов, которые не связываются водой. Кислота Основания Слабые - CH 3 COOH , H 2 CO 3 , H 2 S, HClO, HClO 2 Средней силы - H 3 PO 4 Сильные - НСl, HBr, HI, НNО 3 , НСlO 4 , Н 2 SO 4 Слабые – все нерастворимые в воде основания и NH 4 OH Сильные – щёлочи (искл.NH 4 OH)	Na 2 CO 3 – карбонат натрия, соль образованная сильным основанием (NaOH ) и слабой кислотой (H 2 CO 3 )
2. Записываем диссоциацию соли в водном растворе, определяем ион слабого электролита, входящий в состав соли:	2 Na + + CO 3 2- + H + OH - ↔ Это гидролиз по аниону От слабого электролита в соли присутствует анион CO 3 2- , он будет связываться молекулами воды в слабый электролит – происходит гидролиз по аниону.
3. Записываем полное ионное уравнение гидролиза – ион слабого электролита связывается молекулами воды	2Na + + CO 3 2- + H + OH - ↔ (HCO 3) - + 2Na + + OH - В продуктах реакции присутствуют ионы ОН - , следовательно, среда щелочная pH >7
4 . Записываем молекулярное гидролиза	Na 2 CO 3 + HOH ↔ NaHCO 3 + NaOH

Практическое применение.

На практике с гидролизом учителю приходится сталкиваться, например при приготовлении растворов гидролизующихся солей (ацетат свинца, например). Обычная “методика”: в колбу наливается вода, засыпается соль, взбалтывается. Остается белый осадок. Добавляем еще воды, взбалтываем, осадок не исчезает. Добавляем из чайника горячей воды – осадка кажется еще больше… А причина в том, что одновременно с растворением идет гидролиз соли, и белый осадок, который мы видим это уже продукты гидролиза – малорастворимые основные соли. Все наши дальнейшие действия, разбавление, нагревание, только усиливают степень гидролиза. Как же подавить гидролиз? Не нагревать, не готовить слишком разбавленных растворов, и поскольку главным образом мешает гидролиз по катиону – добавить кислоты. Лучше соответствующей, то есть уксусной.

В других случаях степень гидролиза желательно увеличить, и чтобы сделать щелочной моющий раствор бельевой соды более активным, мы его нагреваем – степень гидролиза карбоната натрия при этом возрастает.

Важную роль играет гидролиз в процессе обезжелезивания воды методом аэрации. При насыщении воды кислородом, содержащийся в ней гидрокарбонат железа(II) окисляется до соли железа(III), значительно сильнее подвергающегося гидролизу. В результате происходит полный гидролиз и железо отделяется в виде осадка гидроксида железа(III).

На этом же основано применение солей алюминия в качестве коагулянтов в процессах очистки воды. Добавляемые в воду соли алюминия в присутствии гидрокарбонат-ионов полностью гидролизуются и объемистый гидроксид алюминия коагулирует, увлекая с собой в осадок различные примеси. "Усиление гидролиза солей при нагревании"

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Запишите уравнения гидролиза солей и определите среду водных растворов (рН) и тип гидролиза:
Na 2 SiO 3 , AlCl 3 , K 2 S.

№2. Составьте уравнения гидролиза солей, определите тип гидролиза и среду раствора:
Сульфита калия, хлорида натрия, бромида железа (III)

№3. Составьте уравнения гидролиза, определите тип гидролиза и среду водного раствора соли для следующих веществ:
Сульфид Калия - K 2 S, Бромид алюминия - AlBr 3 , Хлорид лития – LiCl, Фосфат натрия - Na 3 PO 4 , Сульфат калия - K 2 SO 4 , Хлорид цинка - ZnCl 2 , Сульфит натрия - Na 2 SO 3 , Cульфат аммония - (NH 4) 2 SO 4 , Бромид бария - BaBr 2 .

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сульфид калия – средняя соль, образованная сильным основанием – гидроксидом калия (KOH) и слабой кислотой — сероводородной (H 2 S). Формула — K 2 S.

Молярная масса – 110г/моль. Представляет собой бесцветные кристаллы кубической формы.

Гидролиз сульфида калия

Гидролизуется по аниону. Характер среды – щелочной. Уравнение гидролиза выглядит следующим образом:

Первая ступень:

K 2 S ↔ 2K + + S 2- (диссоциация соли);

S 2- + HOH ↔ HS — + OH — (гидролиз по аниону);

2K + + S 2- + HOH ↔ HS — + 2K + + OH — (уравнение в ионной форме);

K 2 S +H 2 O ↔ KHS + KOH (уравнение в молекулярной форме).

Вторая ступень:

KHS ↔ K + +HS — (диссоциация соли);

HS — + HOH ↔H 2 S + OH — (гидролиз по аниону);

K + + 2HS — + HOH ↔ H 2 S + K + + OH — (уравнение в ионной форме);

KHS + H 2 O ↔ H 2 S + KOH (уравнение в молекулярной форме).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	Сульфид калия получают нагреванием смеси, состоящей из калия и серы, при температуре 100-200 o С. Какая масса продукта реакции образуется, если взаимодействуют 11 г калия и 16 г серы?
Решение	Запишем уравнение реакции взаимодействия серы и калия: Найдем количество молей исходных веществ используя данные, указанные в условии задачи. Молярная масса калия равна –39 г/моль, серы – 32 г/моль. υ(K) = m(K)/ M(K) = 11/39 = 0,28 моль; υ(S) = m(S)/ M(S) = 16/32 = 0,5 моль. Калий в недостатке (υ(K)< υ(S)). Согласно уравнению υ(K 2 S) = 2× υ(K) =2×0,28 = 0,56 моль. Найдем массу сульфида калия (молярная масса – 110 г/моль): m(K 2 S)= υ(K 2 S)×M(K 2 S)= 0,56×110 = 61,6 г.
Ответ	Масса сульфида калия равна 61,6 г.

Гидролиз – это химическое взаимодействие ионов растворенной соли с водой, приводящее к образованию слабодиссоциирующих продуктов (молекул слабых кислот или оснований, анионов кислых или катионов основных солей) и сопровождающееся изменением pH среды.
1. Na 3 PO 4 это соль сильного основания (щелочи) NaOH и средней кислоты (фосфорной) H3PO4. Гидролиз соли идет по анионному типу, т.к. катион Na+, связываясь с гидроксил-анионом OH¯, образует сильный электролит NaOH, который диссоциирует на ионы.
Фосфорная трехосновная кислота образует три вида солей:
NaH2PO4 –первичный фосфат Na, хорошо растворимый
Na2HPO4 – вторичный фосфат Na, практически нерастворимый
Na3PO4- третичный фосфат Na, практически нерастворимый.
Из этого ясно, что при гидролизе Na3PO4, т.е. реакции, идущей до образования слабодиссоциирующей (плохорастворимой) соли, будет образовываться вторичный фосфат натрия Na2HPO4.
1 ступень
Ионно-молекулярное уравнение
PO4¯³ + H2O ↔ HPO4¯² + OH¯
Молекулярное уравнение:
Na3PO4 + H2O ↔ Na2HPO4 + NaOH
2 ступень
Ионно-молекулярное уравнение
Na2HPO4 + H2O↔ H2PO4¯² +OH¯
Молекулярное уравнение
Na2HPO4 + H2O↔ NaH2PO4 + NaOH
3 ступень
Ионно-молекулярное уравнение
H2PO4¯+ H2O = H3PO4 + OH¯
Молекулярное уравнение
NaH2PO4 + H2O = H3PO4 + NaOH
Обычно реакция идет по первой ступени, далее накапливаются гидроксильные ионы OH¯ и не дают реакции идти до конца.
Так как образуется кислая соль и сильное основание (щелочь), реакция раствора будет щелочная, т.е. pH>7.
2.Соль K 2 S, сульфид калия – это соль сильного основания и слабой фтористоводородной кислоты H2S. Гидролиз соли будет идти в две ступени, т.к. сероводородная кислота двухосновна, по анионному типу. СольK2S при растворении в воде диссоциирует на катион К+ и сульфид-анион S¯². Катион К+ не может связать гидроксильный анион, т.к. при этом образуется сильный электролит KOH, который тут же диссоциирует на ионы, а сульфид-анион S¯² слабой кислоты связывается с гидроксильной группой в малодиссоциирующее соединение.
1 ступень

S¯² + H2O = HS¯ + OH¯
Молекулярное уравнение
K2S + H2O = KHS + KOH
2 ступень
Ионно-молекулярное уравнение
HS¯ + H2O = H2S + OH¯
Молекулярное уравнение
KHS + H2O = H2S + KOH
Гидролиз протекает по первой ступени с образованием сильнощелочной реакции, pH>7.

3. CuSO 4, сульфат меди – соль сильной кислоты и слабого многокислотного основания.Cu(OH)2 . Гидролиз соли будет идти с образованием катионов основной соли CuOH+.
1 ступень
Ионно-молекулярное уравнение
Cu+² + H2O↔ CuOH+ + H+
Молекулярное уравнение
CuSO4+ H2O ↔ (CuOH)2SO4 + H2SO4
По 2 ступени реакция не пойдет из-за образующегося избытка ионов водорода сильной серной кислоты. Среда имеет кислую реакцию, pH<7.

Задание 201.
Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза, происходящего при смешивании растворов К 2 S и СгС1 3 . Каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты.
Решение:
K 2 S – соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону, а CrCl 3 – соль слабого основания и сильной кислоты гидролизуется по катиону:

K 2 S ⇔ 2K + + S 2- ; CrCl3 ⇔ Cr 3+ + 3Cl - ;
а) S 2- + H 2 O ⇔ HS - + OH - ;
б) Cr 3+ + H 2 O ⇔ CrOH 2+ + H + .

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н+ и ОН-, связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка и газа:

3S 2- + 2Cr 3+ + 6H 2 O ⇔ 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S (ионно-молекулярная форма);
3K 2 S + 2CrCl 3 + 6Н 2 О ⇔ 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S + 6KCl (молекулярная форма).

Задание 202.
К раствору FeCl 3 добавили следующие вещества: a) HCl; б) КОН; в) ZnCl 2 ; г) Na 2 СО 3 . В каких случаях гидролиз хлорида железа (III) усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Решение:
а) Соль FeCl 3 гидролизуется по катиону, а HCl диссоциирует в водном растворе:

FeCl 3 ⇔ Fe 3+ + 3Cl - ;

HCl ⇔ H + + Cl -

Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт угнетение гидролиза соли FeCl 3 , ибо образуется избыток ионов водорода Н + и равновесие гидролиза сдвигается влево:
б) Соль FeCl 3 гидролизуется по катиону, а KOH диссоциирует в водном растворе с образованием ОН - :

FeCl 3 ⇔ Fe 3+ + 3Cl - ;
Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H + ;
KOH ⇔ K + + OH -

Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт гидролиза соли FeCl3 и диссоциации КОН, ибо ионы Н+ и ОН-, связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При этом гидролитическое равновесие соли FeCl 3 и диссоциация КОН сдвигаются вправо и гидролиз соли и диссоциация основания идут до конца с образованием осадка Fe(OH) 3 . По сути, при смешивании FeCl3 и КОН протекает реакция обмена. Ионно-

Fe 3+ + 3OH - ⇔ Fe(OH) 3 ↓;

Молекулярное уравнение процесса:

FeCl 3 + 3KOH ⇔ Fr(OH) 3 ↓ + 3KCl.

в) Соль FeCl 3 и соль ZnCl 2 гидролизуется по катиону:

Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H + ;
Zn 2+ + H 2 O ⇔ ZnOH + + H +

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное угнетение гидролиза каждой из них, ибо избыточное количество ионов Н + вызывает смещение гидролитического равновесие влево, в сторону уменьшения концентрации ионов водорода Н + .
г) Соль FeCl 3 гидролизуется по катиону, а соль Na 2 СO 3 – по аниону:

Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H + ;
СO 3 2- + H 2 O ⇔ HСO 3 - + ОH -

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н + и ОН - , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка Fe(OH)3↓, слабого электролита H 2 CО 3:

2Fe 3+ + 3СO 3 2- + 3H 2 O ⇔ 2Fe(OH) 3 ↓ + 3CO 2 (ионно-молекулярная форма);
2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O ⇔ 2Fe(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6NaCl (молекулярная форма).

Задание 203.
Какие из солей Al 2 (SO4) 3 , K 2 S, Pb(NO 3) 2 , КСl подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
Решение:

а) Al 2 (SO 4) 3 - соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Al 3+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли AlOH 2+ . Образование Al(OH) 2+ и Al(OH) 3 не происходит, потому что ионы AlOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Al(OH) 2+ и молекулы Al(OH) 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Al2(SO 4) 3 ⇔ Al 3+ + 3SO 4 2- ;

или в молекулярной форме:

Al 2 (SO 4) 3 + 2Н 2 О ⇔ 2AlOHSO 4 + H 2 SO 4

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Al2(SO4)3 кислую среду, рН < 7 .

б) K 2 S – соль сильного однокислотного основания KOH и слабой многоосновной кислоты H 2 S. В этом случае анионы S2- связывают ионы водорода Н+ воды, образуя анионы кислой соли НS-. Образование H2S не происходит, так как ионы НS- диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H2S. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

K 2 S ⇔ 2К + + S 2- ;
S 2- + H 2 O ⇔ Н S- + ОH -

или в молекулярной форме:

K 2 S + 2Н 2 О ⇔ КНS + КОН

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору K 2 S щелочную среду, рН > 7.

в) Pb(NO 3) 2 - соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Pb 2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли PbOH + . Образование Pb(OH) 2 не происходит, потому что ионы PbOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Pb(OH) 2 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Pb 2+ + H 2 O ⇔ PbOH + + H +

или в молекулярной форме:

< 7.

г) КCl – соль сильного основания и сильной кислоты гидролизу не подвергается, так как ионы К + , Cl - не связываются ионами воды H + и OH - . Ионы К + , Cl - , H + и OH - останутся в растворе. Так как в растворе соли присутствуют равные количества ионов H + и OH - , то раствор имеет нейтральную среду, рН = 0.

Задание 204.
При смешивании растворов FeCl 3 и Na 2 СО 3 каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.
Решение:
FeCl 3 - соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Fe 3+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли FeOH 2+ . Образование Fe(OH)2+ и Fe(OH)3 не происходит, потому что ионы FeOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Fe(OH) 2+ и молекулы Fe(OH) 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

FeC l3 ⇔ Fe 3+ + 3Cl -
Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H +

Na 2 CO 3 - соль сильного основания и слабой кислоты. В этом случае анионы CO 3 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли HCO 3 - . Образование H 2 CO 3 не происходит, так как ионы HCO 3 - диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H 2 CO 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

2Fe 3+ + 3CO 3 2- + 3H 2 O  2Fe(OH) 3 ⇔ + 3CO 2 (ионно-молекулярная форма);
2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 +3H 2 O ⇔ 2Fe(OH) 3  + + 3CO 2 + 6NaCl.

Задание 205.
К раствору Nа 2 СО 3 добавили следующие вещества: a)HCl; б)NaOH; в) Cu(NО 3) 2 ; г)K 2 S. В каких случаях гидролиз карбоната натрия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Решение:

а) Соль Na 2 CO 3 гидролизуется по аниону, а HCl диссоциирует в водном растворе:

Na 2 CO 3 ⇔ 2Na + + CO 3 2- ;
CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH - ;
HCl ⇔ H + + Cl -

Если растворы этих веществ находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н + и ОН - , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При этом гидролитическое равновесие соли Na 2 CO 3 и диссоциация HCl сдвигаются вправо и гидролиз соли и диссоциация кислоты идут до конца с образованием газообразного углекислого газа. Ионно-молекулярное уравнение процесса:

CO 3 2- + 2Н + ⇔ СО 2 + Н 2 О

Молекулярное уравнение процесса:

Na 2 CO 3 + 2HCl ⇔ 2NaCl + СО 2 + Н 2 О

б) Соль Na 2 CO 3 гидролизуется по аниону, а NaOH диссоциирует в водном растворе:

NaOH ⇔ Na + + OH - .

Если растворы этих веществ смешать, то образуется избыток ионов ОН - , что сдвигает равновесие гидролиза Na 2 CO 3 влево и гидролиз соли будет угнетаться.

в) Соль Na 2 CO 3 гидролизуется по аниону, а соль Cu(NO 3) 2 – по катиону:

CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH - ;
Сu 2+ + H 2 O ⇔ CuOH + + H + .

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н + и ОН - , связываясь друг с другом, образуют молекулы слабого электролита Н 2 О (Н + + ОН - ⇔ Н 2 О). При образовании дополнительного количества воды гидролитическое равновесие обеих солей сдвигается вправо, и гидролиз каждой соли идёт до конца с образованием осадка и газа:

Cu 2+ + CO 3 2- + H 2 O ⇔ Cu(OH) 2 ↓ + CO 2 (ионно-молекулярная форма);
Cu(NO 3) 2 + Na 2 CO 3 + Н 2 О ⇔ Cu(OH) 2 ↓ + CO 2 + 2NaNO 3 (молекулярная форма).

г) Na 2 CO 3 и К 2 S - соли сильного основания и слабой кислоты, поэтому обе гидролизуются по аниону:

CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH - ;
S 2- + H 2 O ⇔ HS - + OH - .

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идёт взаимное угнетение гидролиза каждой из них, ибо избыток ионов ОН - , согласно принципу Ле Шателье, смещает равновесие гидролиза обеих солей влево, в сторону уменьшения концентрации ионов ОН - , т. е. гидролиз обеих солей будет угнетаться.

Задание 206.
Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы солей Na 2 S, АlСl 3 , NiSO 4 ? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Решение:
а) Na 2 S – соль сильного однокислотного основания NaOH и слабой многоосновной кислоты H 2 S. В этом случае анионы S 2- связывают ионы водорода Н+ воды, образуя анионы кислой соли НS-. Образование H 2 S не происходит, так как ионы НS - диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H 2 S. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Na 2 S ⇔ 2Na + + S 2- ;
S 2- + H 2 O ⇔ НS - + ОH -

или в молекулярной форме:

Na 2 S + 2Н 2 О ⇔ NaНS + КОН

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na2S щелочную среду, рН > 7.

б) AlCl 3 - соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Al3+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли AlOH2+. Образование Al(OH) 2+ и Al(OH) 3 не происходит, потому что ионы AlOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Al(OH) 2+ и молекулы Al(OH) 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

AlCl 3 ⇔ Al 3+ + 3Cl - ;
Al 3+ + H 2 O ⇔ AlOH 2+ + H +

или в молекулярной форме:

AlCl 3 + Н 2 О ⇔ 2AlOHCl 2 + HCl

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Al2(SO4)3 кислую среду, рН < 7.

в) NiSO4 - соль слабого многокислотного основания Ni(OH)2 и сильной двуходноосновной кислоты H2SO4. В этом случае катионы Ni2+ связывают ионы ОН- воды, образуя катионы основной соли NiOH+. Образование Ni(OH)2 не происходит, потому что ионы NiOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Ni(OH)2. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Ni(NO 3) 2 ⇔ Ni 2+ + 2NO 3 - ;
Ni 2+ + H 2 O ⇔ NiOH + + H +

или в молекулярной форме:

2NiSO 4 + 2Н 2 О  (NiOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору NiSO 4 кислую среду, рН < 7.

Задание 207.
Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей Pb(NO 3) 2 , Na 2 CO 3 , Fe 2 (SO 4) 3 . Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
Решение:
а) Pb(NO 3) 2 - соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Pb 2+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли PbOH + . Образование Pb(OH) 2 не происходит, потому что ионы PbOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Pb(OH) 2 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Pb(NO 3) 2 ⇔ Pb 2+ + 2NO 3 - ;
Pb 2+ + H 2 O ⇔ PbOH + + H +

или в молекулярной форме:

Pb(NO 3) 2 + Н 2 О ⇔ PbOHNO 3 + HNO 3

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Pb(NO 3) 2 кислую среду, рН < 7.

б) Na 2 CO 3 - соль сильного основания и слабой кислоты. В этом случае анионы CO 3 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли HCO 3 - . Образование H 2 CO 3 не происходит, так как ионы HCO 3 - диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H 2 CO 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Na 2 CO 3 ⇔ 2Na + + CO 3 2- ;
CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH -

или в молекулярной форме:

Na 2 CO 3 + Н 2 О ⇔ СО 2 + 2NaOH

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na2CO3 щелочную среду, рН > 7.

в) Fe 2 (SO 4) 3 - соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Fe 3+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли FeOH 2+ . Образование Fe(OH) 2+ и Fe(OH) 3 не происходит, потому что ионы FeOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Fe(OH) 2+ и молекулы Fe(OH) 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Fe 2 (SO 4) 3 ⇔ 2Fe 3+ + 3SO 4 2 -
Fe 3+ + H 2 O ⇔ FeOH 2+ + H +

Молекулярная форма процесса:

Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O ⇔ 2FeOHSO 4 + H 2 SO 4 .

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Fe2(SO4)3 кислую среду, рН < 7.

Задание 208.
Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей НСООК, ZnSО 4 , Аl(NO 3) 3 . Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
Решение:
а) НСООК – соль сильного однокислотного основания KOH и слабой одноосновной кислоты НСООН. В этом случае анионы НСОО - связывают ионы водорода Н + воды, образуя слабый электролит НСООН. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

НСООК ⇔ К + + НСОО - ;
НСОО - + H 2 O ⇔ НСООН + ОH -

или в молекулярной форме:

НСООК + Н 2 О  НСООН + КОН

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору НСООК щелочную среду, рН > 7.

б) ZnSО 4 - соль слабого многокислотного основания Zn(OH)2 и сильной многосновной кислоты. В этом случае катионы Zn 2+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли ZnOH + . Образование Zn(OH) 2 не происходит, потому что ионы СоOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH) 2 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

ZnSО 4  Zn 2+ + SO 4 2- ;
Zn 2+ + H 2 O  ZnOH + + H +

или в молекулярной форме:

2ZnSО4 + 2Н2О  (ZnOH)2SO4 + H2SO4

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору ZnSО 4 кислую среду, рН < 7.

в) Аl(NO 3) 3 - соль слабого многокислотного основания Al(OH) 3 и сильной одноосновной кислоты HNO 3 . В этом случае катионы Al 3+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли AlOH2+. Образование Al(OH) 2+ и Al(OH) 3 не происходит, потому что ионы AlOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Al(OH) 2+ и молекулы Al(OH) 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Al(NO3) 3 ⇔ Cr 3+ + 3NO 3 -
Al 3+ + H 2 O ⇔ AlOH 2+ + H +

Al(NO 3) 3 + Н 2 О ⇔ AlOH(NO 3) 2 + HNO 3

< 7.

Задание 209.
Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы солей Na 3 PO 4 , K 2 S, CuSO 4 ? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
Решение:
а) Ортофосфат натрия Na 3 PO 4 – соль слабой многоосновной кислоты Н 3 РО 4 и сильного однокислотного основания. В этом случае анионы РО 4 3- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли HРО 4 2- . Образование H 2 РО 4 - и Н 3 РО 4 не происходит, так как ионы HРО 4 2 - диссоциируют гораздо труднее, чем ионы H 2 РО 4 - и молекулы Н 3 РО 4 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Na 3 PO 4 ⇔ 3Na + + РО 4 3- ;
РО 4 3- + H 2 O ⇔ HРО 4 2- + ОH -

или в молекулярной форме:

Na 3 PO 4 + Н 2 О ⇔ Na 2 HPO 4 + NaOH

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Na 3 PO 4 щелочную среду, рН > 7.

б) K2S – соль сильного однокислотного основания KOH и слабой многоосновной кислоты H 2 S. В этом случае анионы S 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли НS - . Образование H 2 S не происходит, так как ионы НS - диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H 2 S. В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

K 2 S ⇔ 2К + + S 2- ;
S 2- + H 2 O ⇔ НS - + ОH -

или в молекулярной форме:

K2S + 2Н 2 О ⇔  КНS + КОН

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору K2S щелочную среду, рН > 7.

в) CuSO 4 - соль слабого основания и сильной кислоты. В этом случае катионы Cu 2+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли CuOH + . Образование Cu(OH) 2 не происходит, потому что ионы CuOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Cu(OH) 2 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CuSO 4 ⇔ Cu 2+ + SO 4 2- ;
Cu 2+ + H 2 O ⇔ CuOH + + H +

или в молекулярной форме:

2CuSO 4 + 2Н 2 О ⇔ (CuOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору CuSO 4 кислую среду, рН < 7.

Задание 210.
Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей CuCl 2 , Сs 2 СО 3 , Сr(NО 3) 3 . Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
Решение:
а) CuCl 2 - соль слабого многокислотного основания Сu(OH) 2 и сильной одноосновной кислоты HCl. В этом случае катионы Cu 2+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли CuOH + . Образование Cu(OH) 2 не происходит, потому что ионы CuOH + диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Cu(OH) 2 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CuCl 2 ⇔ Cu 2+ + 2Cl - ;
Cu 2+ + H 2 O ⇔ CuOH + + H +

или в молекулярной форме:

CuCl 2 + Н 2 О ⇔ CuOHCl + HCl

В растворе появляется избыток ионов водорода H+, которые придают раствору CuCl 2 кислую среду, рН < 7.

б) Сs 2 CO 3 - соль сильного однокислотного основания CsOH и слабой двухосновной кислоты Н 2 СО 3 . В этом случае анионы CO 3 2- связывают ионы водорода Н + воды, образуя анионы кислой соли HCO 3 - . Образование H 2 CO 3 не происходит, так как ионы HCO 3 - диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H 2 CO 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Cs 2 CO 3 ⇔ 2Cs + + CO 3 2- ;
CO 3 2- + H 2 O ⇔ HCO 3 - + ОH -

или в молекулярной форме:

Cs2CO 3 + Н 2 О ⇔ СО 2 + 2CsOH

В растворе появляется избыток гидроксид-ионов, которые придают раствору Сs2CO3 щелочную среду, рН > 7.

в) Cr(NO 3) 3 - соль слабого многокислотного основания Cr(OH) 3 и сильной одноосновной кислоты HNO 3 . В этом случае катионы Cr 3+ связывают ионы ОН - воды, образуя катионы основной соли CrOH 2+ . Образование Cr(OH) 2 + и Cr(OH) 3 не происходит, потому что ионы CrOH 2+ диссоциируют гораздо труднее, чем ионы Cr(OH) 2 + и молекулы Cr(OH) 3 . В обычных условиях гидролиз идёт по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Cr(NO 3) 3 ⇔ Cr 3+ + 3NO 3 -
Cr 3+ + H 2 O ⇔ CrOH 2+ + H +

Молекулярное уравнение реакции:

Cr(NO 3) 3 + Н 2 О ⇔ CrOH(NO 3) 2 + HNO 3

В растворе появляется избыток ионов водорода, которые придают раствору Cr(NO 3) 3 кислую среду, рН < 7.

Достаточно часто школьникам и студентам приходится составлять т. н. ионные уравнения реакций. В частности, именно этой теме посвящена задача 31, предлагаемая на ЕГЭ по химии. В данной статье мы подробно обсудим алгоритм написания кратких и полных ионных уравнений, разберем много примеров разного уровня сложности.

Зачем нужны ионные уравнения

Напомню, что при растворении многих веществ в воде (и не только в воде!) происходит процесс диссоциации - вещества распадаются на ионы. Например, молекулы HCl в водной среде диссоциируют на катионы водорода (H + , точнее, H 3 O +) и анионы хлора (Cl -). Бромид натрия (NaBr) находится в водном растворе не в виде молекул, а в виде гидратированных ионов Na + и Br - (кстати, в твердом бромиде натрия тоже присутствуют ионы).

Записывая "обычные" (молекулярные) уравнения, мы не учитываем, что в реакцию вступают не молекулы, а ионы. Вот, например, как выглядит уравнение реакции между соляной кислотой и гидроксидом натрия:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

Разумеется, эта схема не совсем верно описывает процесс. Как мы уже сказали, в водном растворе практически нет молекул HCl, а есть ионы H + и Cl - . Так же обстоят дела и с NaOH. Правильнее было бы записать следующее:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O. (2)

Это и есть полное ионное уравнение . Вместо "виртуальных" молекул мы видим частицы, которые реально присутствуют в растворе (катионы и анионы). Не будем пока останавливаться на вопросе, почему H 2 O мы записали в молекулярной форме. Чуть позже это будет объяснено. Как видите, нет ничего сложного: мы заменили молекулы ионами, которые образуются при их диссоциации.

Впрочем, даже полное ионное уравнение не является безупречным. Действительно, присмотритесь повнимательнее: и в левой, и в правой частях уравнения (2) присутствуют одинаковые частицы - катионы Na + и анионы Cl - . В процессе реакции эти ионы не изменяются. Зачем тогда они вообще нужны? Уберем их и получим краткое ионное уравнение:

H + + OH - = H 2 O. (3)

Как видите, все сводится к взаимодействию ионов H + и OH - c образованием воды (реакция нейтрализации).

Все, полное и краткое ионные уравнения записаны. Если бы мы решали задачу 31 на ЕГЭ по химии, то получили бы за нее максимальную оценку - 2 балла.

Итак, еще раз о терминологии:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - молекулярное уравнение ("обычное" уравнения, схематично отражающее суть реакции);
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - полное ионное уравнение (видны реальные частицы, находящиеся в растворе);
• H + + OH - = H 2 O - краткое ионное уравнение (мы убрали весь "мусор" - частицы, которые не участвуют в процессе).

Алгоритм написания ионных уравнений

1. Составляем молекулярное уравнение реакции.
2. Все частицы, диссоциирующие в растворе в ощутимой степени, записываем в виде ионов; вещества, не склонные к диссоциации, оставляем "в виде молекул".
3. Убираем из двух частей уравнения т. н. ионы-наблюдатели, т. е. частицы, которые не участвуют в процессе.
4. Проверяем коэффициенты и получаем окончательный ответ - краткое ионное уравнение.

Пример 1 . Составьте полное и краткое ионные уравнения, описывающие взаимодействие водных растворов хлорида бария и сульфата натрия.

Решение . Будем действовать в соответствии с предложенным алгоритмом. Составим сначала молекулярное уравнение. Хлорид бария и сульфат натрия - это две соли. Заглянем в раздел справочника "Свойства неорганических соединений" . Видим, что соли могут взаимодействовать друг с другом, если в ходе реакции образуется осадок. Проверим:

Упражнение 2 . Дополните уравнения следующих реакций:

1. KOH + H 2 SO 4 =
2. H 3 PO 4 + Na 2 O=
3. Ba(OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg(NO 3) 2 =
6. Zn + FeCl 2 =

Упражнение 3 . Напишите молекулярные уравнения реакций (в водном растворе) между: а) карбонатом натрия и азотной кислотой, б) хлоридом никеля (II) и гидроксидом натрия, в) ортофосфорной кислотой и гидроксидом кальция, г) нитратом серебра и хлоридом калия, д) оксидом фосфора (V) и гидроксидом калия.

Искренне надеюсь, что у вас не возникло проблем с выполнением этих трех заданий. Если это не так, необходимо вернуться к теме "Химические свойства основных классов неорганических соединений".

Как превратить молекулярное уравнение в полное ионное уравнение

Начинается самое интересное. Мы должны понять, какие вещества следует записывать в виде ионов, а какие - оставить в "молекулярной форме". Придется запомнить следующее.

В виде ионов записывают:

• растворимые соли (подчеркиваю, только соли хорошо растворимые в воде);
• щелочи (напомню, что щелочами называют растворимые в воде основания, но не NH 4 OH);
• сильные кислоты (H 2 SO 4 , HNO 3 , HCl, HBr, HI, HClO 4 , HClO 3 , H 2 SeO 4 , ...).

Как видите, запомнить этот список совсем несложно: в него входят сильные кислоты и основания и все растворимые соли. Кстати, особо бдительным юным химикам, которых может возмутить тот факт, что сильные электролиты (нерастворимые соли) не вошли в этот перечень, могу сообщить следующее: НЕвключение нерастворимых солей в данный список вовсе не отвергает того, что они являются сильными электролитами.

Все остальные вещества должны присутствовать в ионных уравнениях в виде молекул. Тем требовательным читателям, которых не устраивает расплывчатый термин "все остальные вещества", и которые, следуя примеру героя известного фильма, требуют "огласить полный список" даю следующую информацию.

В виде молекул записывают:

• все нерастворимые соли;
• все слабые основания (включая нерастворимые гидроксиды, NH 4 OH и сходные с ним вещества);
• все слабые кислоты (H 2 СO 3 , HNO 2 , H 2 S, H 2 SiO 3 , HCN, HClO, практически все органические кислоты...);
• вообще, все слабые электролиты (включая воду!!!);
• оксиды (всех типов);
• все газообразные соединения (в частности, H 2 , CO 2 , SO 2 , H 2 S, CO);
• простые вещества (металлы и неметаллы);
• практически все органические соединения (исключение - растворимые в воде соли органических кислот).

Уф-ф, кажется, я ничего не забыл! Хотя проще, по-моему, все же запомнить список N 1. Из принципиально важного в списке N 2 еще раз отмечу воду.

Давайте тренироваться!

Пример 2 . Составьте полное ионное уравнение, описывающие взаимодействие гидроксида меди (II) и соляной кислоты.

Решение . Начнем, естественно, с молекулярного уравнения. Гидроксид меди (II) - нерастворимое основание. Все нерастворимые основания реагируют с сильными кислотами с образованием соли и воды:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

А теперь выясняем, какие вещества записывать в виде ионов, а какие - в виде молекул. Нам помогут приведенные выше списки. Гидроксид меди (II) - нерастворимое основание (см. таблицу растворимости), слабый электролит. Нерастворимые основания записывают в молекулярной форме. HCl - сильная кислота, в растворе практически полностью диссоциирует на ионы. CuCl 2 - растворимая соль. Записываем в ионной форме. Вода - только в виде молекул! Получаем полное ионное уравнение:

Сu(OH) 2 + 2H + + 2Cl - = Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2 O.

Пример 3 . Составьте полное ионное уравнение реакции диоксида углерода с водным раствором NaOH.

Решение . Диоксид углерода - типичный кислотный оксид, NaOH - щелочь. При взаимодействии кислотных оксидов с водными растворами щелочей образуются соль и вода. Составляем молекулярное уравнение реакции (не забывайте, кстати, о коэффициентах):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - оксид, газообразное соединение; сохраняем молекулярную форму. NaOH - сильное основание (щелочь); записываем в виде ионов. Na 2 CO 3 - растворимая соль; пишем в виде ионов. Вода - слабый электролит, практически не диссоциирует; оставляем в молекулярной форме. Получаем следующее:

СO 2 + 2Na + + 2OH - = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

Пример 4 . Сульфид натрия в водном растворе реагирует с хлоридом цинка с образованием осадка. Составьте полное ионное уравнение данной реакции.

Решение . Сульфид натрия и хлорид цинка - это соли. При взаимодействии этих солей выпадает осадок сульфида цинка:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Я сразу запишу полное ионное уравнение, а вы самостоятельно проанализируете его:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl - .

Предлагаю вам несколько заданий для самостоятельной работы и небольшой тест.

Упражнение 4 . Составьте молекулярные и полные ионные уравнения следующих реакций:

1. NaOH + HNO 3 =
2. H 2 SO 4 + MgO =
3. Ca(NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

Упражнение 5 . Напишите полные ионные уравнения, описывающие взаимодействие: а) оксида азота (V) с водным раствором гидроксида бария, б) раствора гидроксида цезия с иодоводородной кислотой, в) водных растворов сульфата меди и сульфида калия, г) гидроксида кальция и водного раствора нитрата железа (III).