Какой основной продукт получается при гидролизе нитрата магния по первой стадии
Для того, чтобы понять, что такое гидролиз солей, вспомним для начала, как диссоциируют кислоты и щелочи.
Общим между всеми кислотами является то, что при их диссоциации обязательно образуются катионы водорода (Н+), при диссоциации же всех щелочей всегда образуются гидроксид-ионы (ОН−).
В связи с этим, если в растворе, по тем или иным причинам, больше ионов Н+ говорят, что раствор имеет кислую реакцию среды, если ОН− — щелочную реакцию среды.
Если с кислотами и щелочами все понятно, то какая же реакция среды будет в растворах солей?
На первый взгляд, она всегда должна быть нейтральной. И правда же, откуда, например, в растворе сульфида натрия взяться избытку катионов водорода или гидроксид-ионов. Сам сульфид натрия при диссоциации не образует ионов ни одного, ни другого типа:
Na2S = 2Na+ + S2-
Тем не менее, если бы перед вами оказались, к примеру, водные растворы сульфида натрия, хлорида натрия, нитрата цинка и электронный pH-метр (цифровой прибор для определения кислотности среды) вы бы обнаружили необычное явление. Прибор показал бы вам, что рН раствора сульфида натрия больше 7, т.е. в нем явный избыток гидроксид-ионов. Среда раствора хлорида натрия оказалась бы нейтральной (pH = 7), а раствора Zn(NO3)2 кислой.
Единственное, что соответствует нашим ожиданиям – это среда раствора хлорида натрия. Она оказалась нейтральной, как и предполагалось.
Но откуда же взялся избыток гидроксид-ионов в растворе сульфида натрия, и катионов-водорода в растворе нитрата цинка?
Попробуем разобраться. Для этого нам нужно усвоить следующие теоретические моменты.
Любую соль можно представить как продукт взаимодействия кислоты и основания. Кислоты и основания делятся на сильные и слабые. Напомним, что сильными называют те кислоты, и основания, степень диссоциации, которых близка к 100%.
примечание: сернистую (H2SO3) и фосфорную (H3PO4) чаще относят к кислотам средней силы, но при рассмотрении заданий по гидролизу нужно относить их к слабым.
Кислотные остатки слабых кислот, способны обратимо взаимодействовать с молекулами воды, отрывая от них катионы водорода H+. Например, сульфид-ион, являясь кислотным остатком слабой сероводородной кислоты, взаимодействует с ней следующим образом:
S2- + H2O ↔ HS− + OH−
HS−+ H2O ↔ H2S + OH−
Как можно видеть, в результате такого взаимодействия образуется избыток гидроксид-ионов, отвечающий за щелочную реакцию среды. То есть кислотные остатки слабых кислот увеличивают щелочность среды. В случае растворов солей содержащих такие кислотные остатки говорят, что для них наблюдается гидролиз по аниону.
Кислотные остатки сильных кислот, в отличие от слабых, с водой не взаимодействуют. То есть они не оказывают влияния на pH водного раствора. Например, хлорид-ион, являясь кислотным остатком сильной соляной кислоты, с водой не реагирует:
То есть, хлорид-ионы, не влияют на pН раствора.
Из катионов металлов, так же с водой способны взаимодействовать только те, которым соответствуют слабые основания. Например, катион Zn2+, которому соответствует слабое основание гидроксид цинка. В водных растворах солей цинка протекают процессы:
Zn2+ + H2O ↔ Zn(OH) + + H+
Zn(OH) + + H2O ↔ Zn(OH)+ + H+
Как можно видеть из уравнений выше, в результате взаимодействия катионов цинка с водой, в растворе накапливаются катионы водорода, повышающие кислотность среды, то есть понижающие pH. Если в состав соли, входят катионы, которым соответствуют слабые основания, в этом случае говорят что соль гидролизуется по катиону.
Катионы металлов, которым соответствуют сильные основания, с водой не взаимодействуют. Например, катиону Na+ соответствует сильное основание – гидроксид натрия. Поэтому ионы натрия с водой не реагируют и никак не влияют на pH раствора.
Таким образом, исходя из вышесказанного соли можно разделить на 4 типа, а именно, образованные:
1) сильным основанием и сильной кислотой,
Такие соли не содержат ни кислотных остатков, ни катионов металлов, взаимодействующих с водой, т.е. способных повлиять на pH водного раствора. Растворы таких солей имеют нейтральную реакцию среды. Про такие соли говорят, что они не подвергаются гидролизу.
Примеры: Ba(NO3)2, KCl, Li2SO4 и т.д.
2) сильным основанием и слабой кислотой
В растворах таких солей, с водой реагируют только кислотные остатки. Среда водных растворов таких солей щелочная, в отношении солей такого типа говорят, что они гидролизуются по аниону
Примеры: NaF, K2CO3, Li2S и т.д.
3) слабым основанием и сильной кислотой
У таких солей с водой реагируют катионы, а кислотные остатки не реагируют – гидролиз соли по катиону, среда кислая.
Примеры: Zn(NO3)2, Fe2(SO4)3, CuSO4 и т.д.
4) слабым основанием и слабой кислотой.
С водой реагируют как катионы, так и анионы кислотных остатков. Гидролиз солей такого рода идет и по катиону, и по аниону. Нередко такие соли подвергаются необратимому гидролизу.
Что же значит то, что они необратимо гидролизуются?
Поскольку в данном случае с водой реагируют и катионы металла (или NH4+) и анионы кислотного остатка, в раcтворе одновременно возникают и ионы H+, и ионы OH− , которые образуют крайне малодиссоциирующее вещество – воду (H2O).
Это, в свою очередь, приводит к тому, что соли образованные кислотными остатками слабых оснований и слабых кислот не могут быть получены обменными реакциями, а только твердофазным синтезом, либо и вовсе не могут быть получены. Например, при смешении раствора нитрата алюминия с раствором сульфида натрия, вместо ожидаемой реакции:
2Al(NO3)3 + 3Na2S = Al2S3 + 6NaNO3 ( − так реакция не протекает!)
Наблюдается следующая реакция:
2Al(NO3)3 + 3Na2S + 6H2O= 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑ + 6NaNO3
Тем не менее, сульфид алюминия без проблем может быть получен сплавлением порошка алюминия с серой:
2Al + 3S = Al2S3
При внесении сульфида алюминия в воду, он также как и при попытке его получения в водном растворе, подвергается необратимому гидролизу.
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
ГИДРОЛИЗ НИТРАТА БЕРИЛЛИЯ [c.101]
Раствор какой соли — нитратов бериллия или магния — в одинаковых условиях в большей степени подвержен гидролизу и почему [c.255]
Проведение опыта. К раствору лакмуса в бокале добавить немного твердого нитрата бериллия. Раствор перемещать. Он окращивается в красный цвет в результате гидролиза соли и понижения pH среды. [c.101]
Нитрат бериллия хорошо растворяется в воде и спирте. В водном растворе заметно гидролизуется. [c.175]
Активность окиси железа можно значительно увеличить, если допустить адсорбцию углекислого калия на осажденном гидрате окиси железа тот же самый эффект получается, если углекислый калий заменить карбонатом натрия, лития, рубидия или цезия или нитратом бериллия все эти катализаторы дают одинаковые термомагнитные кривые показано, что не феррит, а кубическая форма окиси железа является активным веществом, так как при гидролизе катализатора происходит дезинтеграция феррита и это не ухудшает каталитической активности, но если продукт гидролиза временно нагреть выше 500°, благодаря чему кубическая форма окиси железа изменится в ромбическую, то каталитическая активность значительно уменьшится одновременно исчезает точка Кюри кубической окиси железа таким образом, можно предполагать, что действие добавок сводится к стабилизации кубической формы окиси железа катализатор имеет наивысшую активность в точке Кюри кубической окиси железа (250°), в этой точке выход твердых и жидких углеводородов достигает 80 г на 1 м смеси окиси углерода и водорода, взятых в молярных отношениях 1 2 [c.235]
Конечно, ионы бериллия Ве + присутствуют в водных растворах таких солей, как нитраты и сульфаты, но они сильно сольватиро-ваны (вероятно четырьмя молекулами воды) и легко могут гидролизоваться. [c.144]
Представляет интерес метод получения чистой окиси бериллия путем одновременного разбрызгивания при 800° С расплавленной солевой смеси, состоящей из 60 мол. % LiF и 40 мол. % ВеРг, в атмосфере гелия, насыщенной при комнатной температуре парами воды [25]. Фторид бериллия гидролизуется до гидроокиси, которую извлекают растворением фторида лития в горячем водном растворе нитрата алюминия. Спектральный анализ показывает, что продукт содержит ничтожные загрязнения, обусловленные неполным удалением растворителя, и следы никеля (материал контейнера). Таким образом, продукт, полученный этим методом, по чистоте сравним с окисью, полученной другими методами. [c.100]
Нитраты элементов главной подгруппы II группы, подобно всем нитратам, хорошо растворимы в воде за исключением нитратов стронция и бария, они хорошо растворяются и в спирте. Нитрат бериллия в водных растворах подвергается гидролизу (на 1,8% в 0,1 н. растворе при 40°). При нагревании нитраты металлов главной подгруппы II группы легко переходят в окислы. Склонности к образованию двойных солей с нитратами щелочных металлов у нитратов главной подгруппы II группы не наблюдается. Такие двойные соли известны только для нитратов магния и бария (KaMg[N03]4 и KaBalNOak). [c.306]
Окиси и гидроокиси Сн, Zii, ]lg, РЬ, Л1, Fe, U полностью осаждают висмут из слабоазотнокислого раствора при кипячении [1040], а гидроокиси бериллия и кадмия и окиси магния и цннка — даже при комнатной температуре [1347]. Нитраты висмута, цирт опня, меди и никеля гидролизуются окисью ртути [958]. ( сульфатами алюминия, титана и четырехвалентного церия окись ртути взаимодействует с образованием HgSO и соответственно A](OH)j, H2Ti0g-H20 и Се(ОН)з. [c.22]
Фторид бериллия растворяет некоторое количество гидроокиси бериллия (предельное отношение Ве(0Н)2 ВеРг в 1 М растворе Вер2 равно 0,273), что связано, по-видимому, с образованием растворимой основной соли состава 4Ве(ОН)2-ВеРг [152 Осаждение гидроокиси бериллия из растворов фторидов происходит при более высоком значении pH, чем из растворов других его солей (сульфата, хлорида, нитрата). Например, из 0,1 М раствора фторида бериллия при действии едкого натра осаждение начинается при pH 6 осадок не является чистой гидроокисью, а содержит переменное количество фтора осаждение заканчивается при pH 11,8 [56]. Значительное возрастание pH при добавлении щелочи к раствору фторида бериллия объясняется образованием комплексных фторидов бериллия [56, 153]. Как было показано кондуктометрическими и термометрическими измерениями в системе ВеРг — NaOH [153], гидролиз фторида протекает в две стадии [c.24]
Осаждение гидроокиси бериллия из растворов фторидов происходит при более высоком значении pH, чем из растворов других его солей (сульфата, хлорида, нитрата). Например, из 0,1 М. раствора фторида бериллия при действии едкого натра осаждение начинается при pH 6 осадок не является чистой гидроокисью, а содержит переменное количество фтора осаждение заканчивается при pH 11,8 [56]. Значительное возрастание pH при добавлении щелочи к раствору фторида бериллия объясняется образованием комплексных фторидов бериллия [56, 153]. Как было показано кондуктометрическими и термометрическими измерениями в системе ВеРг — NaOH [153], гидролиз фторида протекает в две стадии [c.24]