Осаждение малорастворимых гидроксидов – кислот
Лекции.ИНФО


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:

 

AnZ- + nH+ = HZAn(ТВ) .

 

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

 

. (55)

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

рНгидратообр. = , (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 = H2WO4(ТВ.) + 2 NaСl.

 

Произведение растворимости вольфрамовой кислоты:

 

. (57)

Уравнение гетерогенного равновесия имеет вид:

 

H2WO4(ТВ.) + + WO42- .

 

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;

 

ПРAgCl = 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;

 

ПРAl(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 + H2Mo2O7(ТВ) ;

 

1,5∙10-7 < 10-2;

2 Na+ + (Mo2O7)2- + 2 H+ + 2 Cl- = H2Mo2O7(ТВ) + 2 Na+ + 2 Cl-;

 

2 H+ + (Mo2O7)2- = H2Mo2O7(ТВ).

Пример 5.2.

Ионообменные реакции, обусловленные образованием газообразных веществ.

a) Na2CO3 + 2 HNO3 = CO2(Г) + Н2О + 2 NaNO3;

 

2 Na+ + CO32- + 2 H+ + 2 NO3- = CO2(Г) + Н2О + 2 Na+ + 2NO3 ;

 

CO32- + 2 H+ = CO2(Г) + Н2О.

 

б) Na2S + 2 HCl = H2S(Г) + 2 NaCl;

 

2 Na+ + S2- + 2 H+ + 2 Cl- = Н2S(Г) + 2 Na+ + 2 Cl-;

 

2 H+ + S2- + = 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 Cr2O72-, 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:

H2WO4(ТВ) + KOH = K2WO4 + H2O;

 

H2WO4(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

 









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-16; Просмотров: 176;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная