Гидролиз солей

Цель урока. Дать понятие о гидролизе солей; научить составлять полные и сокращенные ионные уравнения реакций гидролиза солей; сформировать умение предсказывать среду растворов различных солей.

Оборудование. Дистиллированная вода, оксид кальция, карбид кальция. На столах учащихся и демонстрационном столе: растворы хлорида натрия, нитрата цинка, карбоната натрия, хлорид железа (III.), лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый, стаканы и цилиндры (для демонстрации опытов), штатив с пробирками, спиртовка. Кодоскоп.

ХОД УРОКА

I. На доске записать тему урока, разъяснить задачи и содержание урока.

II. Подготовка к восприятию нового материала.

Фронтальная беседа – опрос.

• Что определяет свойства растворов кислот?
• Как определяется наличие катионов водорода в растворе?
• Чем отличаются сильные кислоты от слабых? Привести примеры  тех  и других.
• В  молекулах,  каких  кислот – сильных или слабых – водород  связан прочнее?
• Дать определение основаниям.
• Как обнаруживается  наличие гидроксид-ионов в растворе?
• Почему одни основания относятся к сильным электролитам, а другие – к слабым?

    Привести примеры.

• В воде находятся катионы водорода и гидроксид-ионы. Почему она не изменяет окраски индикаторов подобно кислотам и щелочам?

Уяснив, что нейтральная среда растворов характеризуется одинаковой концентрацией частиц-носителей кислотных и щелочных свойств, записывают:

Затем конкретизируют сведения о солях:

• Можно считать, что соли – результат взаимодействия, в об­щем, противоположных по свойствам веществ – кислоты и осно­вания. Какими кислотами и основаниями образованы следующие соли: ? Укажите силу кислоты и основания.
• В зависимости от силы основания или кислоты, из которых
  образовались соли, их можно разделить на 4 типа:

• соли, образованные катионами сильного основания и анионами сильной кислоты;
• соли, образованные катионами сильного основания и анионами слабой кислоты;
• соли, образованные катионами слабого основания и анионами сильной кислоты;
• соли, образованные катионами слабого основания и анионами слабой кислоты.

Типы солей написаны на кодопленке. После названия каждого типа со­ли оставляют место, которое будет заполнено примерами и выводами из эксперимента.

III. Изучение нового материала.

Отправным моментом содержания темы, является этимология понятия «гидролиз». Подчеркивают, что особенность воды проявляется и в свойстве ее молекул взаимодействовать со многими веществами.
Демонстрация гидролиза карбида кальция (в пробирке) и оксида кальция (в химическом стакане). Опыты подтверждают сказанное.
Гидролиз рассмотренных веществ можно выразить схемами:

Гидролизу подвергаются соединения различных классов. Рассмотрим один из распространенных случаев – гидролиз солей.
Вопрос классу:

• Какую реакцию имеют растворы солей?

Предполагаемый ответ – нейтральную.
Правильность выдвинутой гипотезы проверяем экспериментально.  В три пробирки наливают растворы солей и испытывают их индикатором. Результаты опытов заносятся в таблицу:

Как видно из таблицы, результаты опытов позволяют создать проблемную ситуацию. Приступают к решению проблемы.
Разбирается состав первой системы (раствор карбоната натрия). Соль – сильный электролит, в растворе содержится в виде ионов:

Вода очень слабый электролит. Могут ли Na+ взаимодействовать с молекулами воды? Допустим,

Но при этом образуется сильный электролит. Гипотеза не подтверждается. Могут ли ионы реагировать с водой? Тогда

Гипотеза имеет смысл, так как при этом образуется очень мало диссоциирующий ион - прочно удерживающий протон.
Может ли гидролиз продолжаться дальше? В направлении

этот факт маловероятен, потому что увеличение концентрации гидроксид-ионов неминуемо приведет к взаимодействию с образовавшейся кислотой (принцип Ле Шателъе). Следовательно, в системе устанавливается динамическое равновесие:

В тетрадях учащиеся записывают уравнение гидролиза:

Почему среда данной системы стала щелочной? Из уравнений реакции видно, что внесение в нейтральную среду анионов слабого электролита вызвало сдвиг равновесия диссоциации воды в сторону об­разования   гидроксид-ионов.
Какие соли будут вести себя в водном растворе подобным образом?

Делают вывод: соли, образованные катионом сильного осно­вания и анионом слабой кислоты, подвергаются гидролизу, так как анионы слабой кислоты, связывая ион водорода, вызывают сдвиг равновесия воды в сторону образования гидроксид-ионов, от которых система приобретает щелочную среду, т. е. .
Разбирается состав второй системы   (раствор  нитрата цинка). Соль – сильный  электролит, в растворе содержится в виде ионов:

Вода очень слабый электролит и находится в виде молекул. Могут ли анионы взаимодействовать с молекулами воды? Допустим

Но эта гипотеза лишена смысла, так как сильный электролит не может в растворе содер­жаться в виде молекул.
Могут ли катионы цинка взаимодействовать с водой? Тогда

Гипотеза имеет смысл, так как при этом образуется мало диссоциирующий ион , прочно удерживающий гидроксид-ион.

Может ли гидролиз продолжаться дальше с образованием основания?

Не может, так как это приведет к удвоению концентрации протонов, что неминуемо сдвинет равновесие в сторону обратной реакции. Записываем уравнение гидролиза в тетради

Из данной системы возможен частичный уход продуктов взаимодействия. Как правило, растворимость основных солей значительно меньшая, чем средних, а вероятность их образования в данной системе большая:

При длительном хранении подобных солей на дне емкости образуется осадок в виде основных солей. Учащимся предлагается ответить на вопросы:

• Почему гидролиз подобных солей не идёт до конца, хотя и одно из веществ частично выводится из сферы реакции?

Предполагаемый ответ: образование увеличивает концентрацию катионов водорода, что неминуемо приведет к обратной реакции. А основные соли не могут существовать в кислой среде .

• Как можно предотвратить образование нежелательных осадков?

Предполагаемый ответ: подкислить раствор соответствующей кислотой, чтобы не вводить в него инородных анио­нов. Искусственное увеличение концентрации катионов водорода препятствует образованию основных солеи.
Разбирают все возможные варианты взаимодействия частиц в данной системе. Учащиеся отвечают на вопросы:

• Почему среда в данной системе кислая?
• Какие соли будут вести себя в растворе подобным образом?

Выслушав ответы, делают вывод: соли, образованные катио­нами слабого основания и анионами сильной кислоты, подвергаются гидролизу, так как катионы слабого основания вызывают сдвиг равновесия диссоциации воды в сторону образования катионов водорода  (гидроксония) от которых среда приобретает, кис­лую среду, т. е. .

Состав третьей системы и варианты возможных взаимодей­ствий ее частиц предлагается вывести самим учащимся. После чего делают вывод: соли, образование катионами сильного основания и анионами сильной кислоты, гидролизу не подвергаются, в растворе сохраняется равенство .

После этого обращается внимание учащихся на таблицу растворимости солей, и спрашивают: к какому типу относятся те соли, против которых стоит прочерк. Эти соли образованы катионами слабых оснований и анионами слабых кислот; они полностью разлагаются водой.
В заключение отмечают, что гидролиз солей — процесс обра­тимый и динамическое равновесие этого процесса во многом зависит от температуры, кон­центрации. Равновесие может быть сдвинуто в сторону образования продуктов гидролиза при кипячении.
Разбавление растворов также увеличивает степень гидролиза.
Демонстрируют гидролиз хлорида железа (III) при кипячении.
Гидролиз используют в химической и пищевой промышленно­сти. На нем основаны важнейшие реакции в живых организмах, моющие средства – это легко гидролизирующиеся вещества.

IV. Закрепление знаний и проверка усвоения материала учащимися.

Задание 1. Напишите уравнение гидролиза солей, указав среду раствора: .
Предполагаемый ответ (проверяется по кодопленке):

Задание  2.  Подчеркните  формулы  солей,  которые  в  раст­воре  не   подвергаются   гидролизу:  

V. Задание на дом.

1. Обычное мыло   представляет   собой   натриевую соль органической кислоты, которую можно изобразить условной формулой NaR. Напишите уравнение реакции гидролиза.
   
2. Параграф 20, упр. 6 (письменно).