Уравнение гидролиза cucl2 по первой ступени

Страницы работы

Содержание работы

1. Какая из перечисленных солей подвергается гидролизу: CuCl₂, Na₂SO₄, Са(NОз)₂? Рассчитать рН раствора, если концентрация этой соли равна 0.5 моль/л, а константа диссоциации основания равна Кь2 = 2.19 * .

Сульфат натрия Na₂SO₄ и нитрат кальция Са(NОз)₂ – соли сильных оснований и сильных кислот, поэтому гидролизу не подвергаются.

Гидролизоваться будет хлорид меди (2) CuCl₂ – соль слабого основания (Cu(OH)₂) и сильной кислоты (HCl). Гидролиз протекает по катиону, преимущественно по I ступени. Среда кислая.

Диссоциация хлорида меди (2):

Гидролиз хлорида меди по первой ступени:

Cu 2+ + H₂O ↔ CuOH + + H +

Для солей, гидролизующихся по катиону, константа гидролиза К_г равна:

К_г = K_w/K_b, где K_w = 10 -14 – ионное произведение воды, К_b – константа диссоциации основания.

Т.к. гидролиз хлорида меди (2) протекает преимущественно по первой ступени, то для расчёта используем константу гидролиза по первой ступени, которая равна: К_г(1) = K_w/K_b(2)

Итак, рН для данного раствора равен:

2. Определите рН 0.1 М раствора плавиковой кислоты (HF), константа диссоциации которой равна К_а = 6.67*.

Плавиковая кислота – слабый электролит. Для слабых кислот концентрация водородных ионов в растворе рассчитывается по формуле:

рН = — lg[H + ] = — lg 8,17*10 -3 = 2,09

3. В какую сторону сместится равновесие реакции 2СО + O₂ 2СO₂ а) при увеличении температуры (∆Н ; .

Диссоциация карбоната кальция:

Согласно уравнению диссоциации соли,

[Ca 2+ ] = √ПР = √(4,4*10 -9 ) = 6,63*10 -5 (моль/л)

Переведём концентрацию ионов кальция в г/л:

С = М*М_В = 6,63*10 -5 моль/л * 40 г/моль = 2,652*10 -3 г/л

(С – концентрация, выраженная в граммах растворённого вещества на литр раствора, М – молярная концентрация раствора, М_В – молярная масса катиона кальция)

Гидролиз хлорида меди (II)

CuCl₂ — соль образованная слабым основанием и сильной кислотой, поэтому реакция гидролиза протекает по катиону.

Первая стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
CuCl₂ + HOH ⇄ CuOHCl + HCl

Полное ионное уравнение
Cu 2+ + 2Cl — + HOH ⇄ CuOH + + Cl — + H + + Cl —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
Cu 2+ + HOH ⇄ CuOH + + H +

Вторая стадия (ступень) гидролиза

Молекулярное уравнение
CuOHCl + HOH ⇄ Cu(OH)₂ + HCl

Полное ионное уравнение
CuOH + + Cl — + HOH ⇄ Cu(OH)₂ + H + + Cl —

Сокращенное (краткое) ионное уравнение
CuOH + + HOH ⇄ Cu(OH)₂ + H +

Среда и pH раствора хлорида меди (II)

В результате гидролиза образовались ионы водорода (H + ), поэтому раствор имеет кислую среду (pH

Гидролиз соли СuCl2, образованной слабым основанием и сильной кислотой

Гидролиз соли СuCl2, образованной слабым основанием и сильной кислотой.

Анионы хлора не принимают участия в реакциях, поскольку не образуют с водой слабого электролита. Т. к. заряд катиона меди равен «2+» то стадий гидролиза будет также две. Водный раствор будет иметь кислую реакцию, так как взаимодействие ионов слабого основания Сu2+ с водой приведет к смещению равновесия диссоциации воды и к образованию свободных протонов водорода:

1 стадия гидролиза:

Краткое ионно-молекулярное уравнение: Сu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+

Полное ионно-молекулярное уравнение: Сu2++2Cl-+H2O↔CuOH++H++2Cl-

Молекулярное уравнение: CuCl2 + H2O↔ CuOHCl + HCl

2 стадия гидролиза

Краткое ионно-молекулярное уравнение: СuOH+ + HOH ↔ Cu(OH)2 + H+

Полное ионно-молекулярное уравнение: СuOH++Cl-+HOH↔Cu(OH)2+H++Cl-

Молекулярное уравнение: CuOHCl + H2O ↔ Cu(OH)2 + HCl

Запишем выражение для константа равновесия процесса гидролиза по второй стадии исходя из краткого ионного уравнения:

Поскольку концентрация воды величина практически постоянная, то умножив константу равновесия на величину [H2O], получаем Кгидролиза по 2 ступени

Кгидролиза по 2 ступени =

Из ионного произведения воды Кw = [H+] [OH-] выразим концентрацию [H+]:

и подставим в уравнение Кгидролиза по 2 ступени

Для того, чтобы понять, что представляет величина , напишем ступенчатую диссоциацию основания и выражения для констант диссоциации по 1 и 2 ступени (символ «в» в подстрочном индексе константы — это сокращение от англ. «basic» — основание):

1 ступень: Сu(OH)2 ↔ CuOH+ + OH — Кb(1 ступени) =

2 ступень CuOH+ ↔ Cu 2+ + OH — Кb(2 ступени) =

Очевидно, что есть ни что иное как

Следовательно, =

Кислую реакцию среды соли CuCl2 подтвердим расчетами, то есть определим pH раствора, зная, что С(CuCl2)= 0,001 моль/л.

Прежде всего найдем константу гидролиза Кг2, для этого воспользуемся значением константы диссоциации меди гидроксида (Кb1 = 3,4·10-7), ионное произведение воды Кw = 10-14: Кг2 = Кw / Кb1 = 10-14 /(3,4·10-7) = 2,9·10-8

Теперь найдем степень гидролиза β:

β = Кг /С(CuCl2) = 2,9·10-8/0,001 = 5,38·10-3

Для вычисления pH следует принять во внимание, что в результате гидролиза каждого катиона Cu2+ образуется один ион H+. Если исходная концентрация гидролизующихся катионов была С моль/л, а гидролизу подверглась доля β этих катионов, то при этом образовалось βС моль/л ионов H+.

Таким образом, [H+] = β·СBaS = 5,38·10-3 ·0,001= 5,38·10-6 моль/л

Следовательно, рH = – lg [H+] = – lg 5,38·10-6 = 5,26

Выполненные расчеты подтвердили, что соль CuCl2 имеет кислую реакцию среды.