"Гидролиз органических и неорганических соединени". 11-й класс

Цель урока: повторить гидролиз солей, закрепить полученные знания, отработать навыки составления уравнений реакции гидролиза, предсказывать продукты гидролиза, условия смещения реакции гидролиза.

Оборудование и реактивы: соли, образованные разными по силе кислотами и основаниями –сульфаты, хлориды, нитраты, карбонаты, ацетаты, феноляты, алкоголяты, индикаторная бумага, вода, пробирки.

План урока:

1. Теоретическая часть (беседа о гидролизе)
– гидратация и гидролиз
– сильные и слабые кислоты и основания
– типы солей
– алгоритм составления уравнений реакции гидролиза
– условия смещения равновесия
2. Практическая часть:
– демонстрация опытов,
– составление уравнений реакции гидролиза
– тренировочные упражнения
3. Выходной тест

ХОД УРОКА

1. Теоретическая часть

– Итак, что же это за реакция – гидролиз?

Учащиеся: Гидролиз от греческого лизис – разложение, гидро – вода.

Учащиеся: Гидролиз – это взаимодействие ионов соли с ионами водорода Н+ или гидроксид ионами ОН– молекул воды, в результате которого образуется слабый электролит.

– В чем отличие реакции гидролиза от реакции нейтрализации? (Гидролиз – это реакция, обратная реакции нейтрализации, в которой теплота поглощается и изменяется рН среды. Гидролизу подвергаются как неорганические соли так и органические.)

– Как долго протекает процесс гидролиза? (Процесс гидролиза протекает до тех пор, пока не установится равновесие между ионами соли, водой и продуктами гидролиза.

Учитель: Не следует путать гидролиз с гидратацией, где ионы соли реагируют с молекулами воды, например есть такое задание в КИМах:

(на доске)

К реакции гидролиза не относится:

1) СН₃СООNа + H₂O ––> 3) Na₂O + H₂O
2) K2SiO₃ + H₂O ––> 4) Al4C₃ + H₂O

Учащиеся: Реакция №3 не относится к реакции гидролиза, это реакция соединения оксида натрия с водой.

Учитель: Чтобы точно определить продукты гидролиза, мы должны знать силу кислот и оснований.

На доске и на карточках формулы органических и неорганических соединений.

1 вариант: Из данного перечня выписать сильные кислоты и основания. (Ученик у доски подчеркивает)

Неорганические вещества:

Сильные: HNO₃, H₂SO₄, H₂SeO₄ HClO₃, НСlO₄, HBr, НI, HCl, HMnO₄, HIO₃, HBrO₃ NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂,
Слабые: H₂CO₃, H₂SO₃, HNO₂, H₃PO₄, H₃BO₃, H₂SiO₃, HF, NH₄OH, вода, HBrO, HCIO, HCN, H₂S, HClO₂, Zn (OH)₂, Al(OH)₃, Fe(OH)₃

2 вариант: данные органические вещества расположить в порядке усиления кислотных свойств:

1) С₂H₅OH – этиловый спирт,
2) C₆Н₅ОН  – фенол,
3) СН₃СООН – уксусная кислота,
4) СН₃ – СН₂ – СООН – пропионовая кислота, глицерин, этиленгликоль,
5) CH₂Cд – COOH – хлоруксусная кислота, вода и сравнить с соляной кислотой НСl, объяснить причину усиления кислотных свойств.

Дети выписывают вещества в порядке усиления кислотных свойств:

1. Этиловый спирт – спирты проявляют более слабые кислотные свойства чем вода, т.к. мы знаем, что алкоголяты полностью гидролизуются в присутствии воды.
2. Вода
3. Этиленгликоль – две гидроксильные группы, а увеличение числа гидроксильных групп в молекуле усиливает кислотные свойства спирта.
4. Глицерин – три гидроксильные группы, кислотные свойства усиливаются
5. Фенол – бензольное кольцо способствует понижению электронной плотности на атоме кислорода О–Н , который в свою очередь притягивает электронную плотность от атома водорода. Связь О–Н становится более полярной, атом водорода подвижной, вследствие этого возрастают кислотные свойства фенолов по сравнению со спиртами
6. Пропановая кислота – типичная кислота со слабыми кислотными свойствами
7. Уксусная кислота – уменьшение числа атомов углерода способствует усилению кислотных свойств
8. Хлоруксусная кислота – введение в молекулу атома галогена увеличивает степень диссоциации, она сильнее уксусной в 80 раз, трихлоруксусная кислота сильнее уксусной в 15000 раз, т.к. галоген обладает отрицательным индуктивным эффектом и оттягивает электронную плотность от карбоксильной. Связь О–Н более полярна и менее прочна.
9. Соляная кислота (для сравнения с органическими веществами)

Чем слабее кислота, тем сильнее гидролиз.

Учитель: Из курса химии 9 класса вы знаете о том, что выделяют 4 типа солей в зависимости от силы кислоты и основания.

Учащиеся: Соли, образованные:
– сильным основанием и слабой кислотой
У: подвергаются частичному гидролизу
– слабым основанием и сильной кислотой
У: подвергаются частичному гидролизу
– слабым основанием и слабой кислотой
У: подвергаются полному необратимому гидролизу
– сильным основанием и сильной кислотой,
У: гидролизу не подвергаются.

Задание: написать уравнение реакции гидролиза.

Вспомним алгоритм составления уравнения реакции гидролиза. (На доске и на столах учащихся дана таблица алгоритма)

1. Анализ состава соли, с целью определения силы основания и силы кислоты.
2. С ионом слабого электролита написать уравнение взаимодействия с составными частями одной молекулы воды (т.е. краткое ионно-молекулярное уравнение)
3. Написать полное ионно- молекулярное уравнение.

Задание: написать реакцию гидролиза, пользуясь алгоритмом

1. KNO₃
2. Na₂CO₃
3. AICI₃
4. ZnSO₃

Не забывать определить, каким основанием и какой кислотой (по силе) образована соль, с ионом слабого электролита записать реакцию.

1) KNO₃ + H₂O <=> K⁺ +NO₃^– + H⁺ + OH^– 
     гидролиза нет, оба электролита сильные.
2) Na₂CO3 + H₂O <=> NaOH + Na₂HCO₃ – рН > 7
                                            частичный гидролиз
3) AlCl₃ + H₂O <=> AlOHCl₂ + HCI – рН < 7
                                           частичный гидролиз
4) ZnSO₃ + 2H₂O <=> Zn(OH)₂ + H₂O + SO₂ ↑
                                            полный необратимый гидролиз

 

Рассмотрим примеры из органических веществ.

Органические вещества: (демонстрация опытов)

1) гидролиз алкоголятов – солей очень слабой кислоты и сильного основания:

C₂H₅ONa + H₂O <=> C₂H₅OH + NaOH – Q
                                            частичный гидролиз

2) гидролиз фенолятов– (фенол очень слабая кислота, соли легко гидролизуются)

C₆H₅ONa + H₂O<=> C₆H₅OH + NaOH – Q

3) соли карбоновых кислот легко подвергаются гидролизу, т.к. карбоновые кислоты относятся к слабым электролитам

CH₃COONa + H₂O <=> CH₃COOH + NaOH – Q

– Каковы условия смещения равновесия гидролиза?

Учащиеся разбирают самостоятельно, вспоминая правило Ле-Шателье (на доске и на столах таблица)

Усилению гидролиза способствует:

• понижение температуры
• повышение температуры
• разбавление
• увеличение концентрации исходных веществ, продуктов,
• добавление спирта
• добавление кислоты H₂SO₄ (H⁺)

Вывод:

усилить гидролиз можно, если:

• разбавить раствор и нагреть. т.е. > t^o;
• в случае образования соли добавить кислоту, а в случае кислоты – щелочь.

уменьшить гидролиз, т. е. сместить в сторону реакции нейтрализации можно, если:

• понизить температуру, увеличить концентрацию раствора добавлением соли;
• добавить к раствору один из продуктов гидролиза.

2. Практическая часть

Учитель: Рассмотрим задание типа А (демонстрация опытов)

А1 Щелочная среда в растворе – Na₂SiO₃.

1) Na₂SiO₃
2) CuSO4
3) NaNO₃
4) KI

А2 Лакмус окрасится в синий цвет: Na₃PO4
А3 Метилоранж примет окраску красную: Al₂(SO₄)₃
А4 Щелочная среда: C₂H₅ONa
А5 Способность солей подвергаться гидролизу увеличивается в ряду

a) C₂H₅ONa, CH3COONa, C₆H₅ONa
б) CH₃COONa, C₂H5ONa, C₆H₅ONa
в) C₆H₅ONa , C₂H₅ONa, CH₃COONa
г) CH₃COO–Na,            C₆H₅O–Na ,            C₂H₅O–Na –
слабая кислота                  слабее                 еще слабее
     уксусная                        фенол                    этанол

Правильный ответ – г) т.к. по правилу, чем слабее кислота, тем сильнее гидролиз

В1. Установить соответствие между формулой соли и ее способностью к гидролизу:

1) Сr₂(SO₄)₃                  А (по катиону)
    сульфат хрома

2) Na₂SO₃                        Б (по аниону)
    сульфит

3) ВаCl₂                           В (по катиону и аниону)

4) Al₂S₃                           Г (гидролизу не подвергается)
  сульфид алюминия

5) Формиат натрия

В2 Установить соответствие между названием соли и средой водного раствора.

1) метил натрия                 А – кислая
2) хлорид бария                 Б – нейтральная
3) нитрит калия                 В – щелочная
4) нитрат ртути

Правило: Все органические соединения щелочных металлов имеет щелочную среду.

В3. Установить соответствие между исходными веществами и образующимися в результате газом.

Правило:

сульфиды дают сероводород H₂S
фосфиды дают фосфин PH₃
карбиды дают метан (CH₄)
ацетилен (C₂H₂)

1. Al₂S₃ + H₂O                   A) H₂S
2. NaHCO₃ + CuSO₄        Б) SO₂
3. C₃P₂ + H₂O                    B) H₂
4. Be₂C + H₂O                   Г) PH₃
                                        Д) CH₄
                                        Е) CO₂

Демонстрация опыта взаимодействия сульфата алюминия и карбоната натрия.

Задание: Почему при смешивании растворов сульфата алюминия и карбоната натрия выпадает в осадок гидроксид алюминия?

Al₂(SO₄)₃ + Na₂CO₃ ––> Al₂(CO₃)₃ ? + Na₂SO₄

В данном случае происходит гидролиз продуктов реакции в момент выделения в раствор ионов соли.

Al₂(CO₃)₃ + H₂O Al(OH)₃ + H₂O + CO₂ ↑

Al₃⁺ + 3OН^– ––> Al (OH)₃↓

CO₂^– + 2H⁺ ––> H₂O + CO₂↑

Al₂(SO₄)₃ + Na₂CO₃ ––> Al(OH)₃ + H₂O + CO₂ + Na₂SO₄

Демонстрация опытов (самостоятельное выполнение работы)

Определить, в какой паре веществ выпадает осадок Zn(OH)₂:

1) ZnSO₄ + K₂CO3
2) ZnSO₄ + NaNO3
3) ZnCl₂ + AgNO3
4) ZnSO₄ + H₂O

Правильный ответ 1)
В данном случае происходит полный гидролиз продуктов реакции и в растворе получить Zn СO₃ не удастся, он подвергается полному необратимому гидролизу с образованием Zn(OH)₂ и CO₂

С1. Осуществить превращения. (Схема превращений начинается и заканчивается гидролизом).

       +H₂O        +CO₂               t      + C2000^o    +H₂O
Ca₃P₂ ––> X₁ ––> CaCO₃ ––> X₂ ––> X₃ ––> C₂H₂

3. Самостоятельная работа:

Задания КИМов ЕГЭ 2012г. по вариантам А22, А23, А25, А26, В4

4. Рефлексия

Выходной тест по теме «Гидролиз»

1. Гидролиз идет

2. Даны растворы солей, в какой цвет окрасится лакмус

3. Приведите уравнение реакции гидролиза карбоната калия

4. Равновесие сместится в сторону реакции гидролиза:

А) добавлением воды
Б) повышением давления
В) повышением температуры
Г) уменьшением концентрации NaOH

Na₂SO₃ + H₂O ––> NaOH + NaHSO₃ – Q – рН > 7

5. Домашнее задание

1. Творческое задание: составить задания части А и части В по теме «Гидролиз»
2. Повторить: гидролиз белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров (щелочной, водный, кислотный, ферментативный), эфиров (в кислой среде,щелочной).

Задания:

1. К реакциям гидролиза не относятся:

1) СН₃СООNa + H₂O
2) K₂SiO₃ + H₂O
3) Na₂O + H₂O
4) Al₄C₃ + H₂O

2.

1) C₂H₅OH – этиловый спирт
2) этиленгликоль
3) глицерин
4) фенол
5) пропановая кислота
6) уксусная кислота
7) хлоруксусная кислота
8) HCl

3.

Na₂CO₃ + H₂O C₂H₅ONa + H₂O <=> – Q

AlCl₃ + H₂O C₆H₅ONa + H₂O <=> – Q

ZnSO₃ + H₂O CH₃COONa + H₂O <=> – Q
сульфит ацетат

А1 Щелочная среда в растворе:

1) Na₂SiO3
2) CuSO₄
3) NaNO₃
4) Kl

A2 Лакмус окрасится в синий цвет

1) C₂H₄OH
2) ZnCl₂
3) Na₃PO₄
4) Na₂SO₄

A3 Метилоранж краснеет

1) NaOH
2) NaF
3) Na₂CO3
4) Al2(SO4)₃

A4 Щелочная среда

1) NaCIO4
2) C₂H₅ONa
3) Zn(NO₃)₂
4) CH₃COOH

А5 Расположить в порядке увеличения солей подвергаться гидролизу.

1) C₂H₅ONa  – этилат натрия
2) C₆H₅ONa  – фенолят натрия
3) CH₃COOH – ацетат натрия

Правило: чем слабее кислотные свойства, тем сильнее гидролиз.