Lecția de curs
Obiective.
Educațional - pentru a forma o idee de hidroliză;
dezvoltarea - dezvoltarea capacității de a scrie ecuații ionice complete, determinarea mediului de soluție, stabilirea formării sărurilor acide sau bazice în reacții;
educațional - pentru a vă învăța să evaluați fenomenele observate, să dezvoltați interesul cognitiv.
Tipul lecției. Lecție de îmbunătățire a cunoștințelor, abilităților, abilităților.
metode:
instruire - euristică, predare - comunicare,
exerciții - căutări parțiale, performanțe.
Echipamente și reactivi. Tabele "Indicatori de colorare", "Grad de disociere a acizilor și alcalinilor", "Solubilitatea sărurilor, acizilor și bazelor în apă"; lumina de fund pentru tuburile de testare; pe mesele elevilor. soluții de săruri de NaCI, AICI3 și Na2C03. indicatori.
Rezultate planificate de învățare.
La studierea exemplelor pentru a fi în măsură să explice esența hidroliză sare, scrie ecuația ionică concisă și completă a reacțiilor de hidroliză pentru a explica modificarea acidității mediului și formarea sărurilor acide sau bazice în proces.
Aflați despre semnificația practică a hidrolizei.
Să poată confirma experimental hidroliza unei sări a unei baze slabe și a unui acid puternic și a unei sări a unei baze puternice și a unui acid slab.
Hidroliza (din hidro-apă grecească, descompunere liză) înseamnă descompunerea substanței cu apă. Hidroliza sarii se numeste reactia reversibila a sarii cu apa, conducand la formarea unui electrolit slab.
Apa, deși într-o mică măsură, dar disociază:
Atunci când concentrația de ioni H + și ioni de hidroxid OH - sunt egale, [H +] = [OH -], atunci mediul este neutru, când [H +]> [OH -] - este acid în cazul în care [H +] <[ОН – ] – среда щелочная.
Pentru a înțelege esența hidrolizei sărurilor, efectul soluțiilor lor apoase asupra indicatorilor este determinat prin experiment.
Ce indicatori știți? Cum se schimbă culoarea lor în acest mediu sau în acel mediu?
(Elevii răspund la aceste întrebări folosind tabelul "Indicatori de pictură".)
Orice sare poate fi reprezentată ca produs al interacțiunii dintre acid și bază. Ce înseamnă acizi și baze "puternice" și "slabe"? (Pentru aceasta, considerăm tabelul "Grad de disociere a acizilor și alcalinilor".)
Se poate presupune că soluțiile de săruri, spre deosebire de soluțiile de acizi și baze, vor fi neutre, adică în ele [H +] = [OH-]. Să verificăm dacă această ipoteză este adevărată.
Numărul experimentului de laborator 1. Se toarnă într-un tub o soluție de NaCI, în cealaltă - o soluție de Na2C03. a treia soluție - AlCl3. Verificați schimbarea culorilor indicatorilor și trageți concluziile. Rețineți că schimbarea culorii este un semn al unei reacții chimice și că reacția de schimb se termină, dacă există ioni în soluția apoasă care se leagă.
Deci, ce procese au loc în soluții?
(Studentul de la tablă completează tabelul 1)
Ecuațiile reacțiilor de hidroliză
sare
reacționa
cu apă
Fenolftaleina este colorată
într-o soluție de sodă
Luați în considerare hidroliza carbonatului de sodiu Na2CO3. Pentru a compila ecuațiile de hidroliză a Na2CO3 în pași, vom proceda din următoarea situație. Sarea este formată dintr-o bază puternică și un acid slab. Ionul slab de acid va lega ionii de hidrogen ai apei. Deoarece ionul poartă două unități de încărcare, trebuie avute în vedere două etape de hidroliză. Pentru fiecare etapă este necesar să se poată scrie trei tipuri de ecuații: a) într-o formă ionică scurtată; b) sub formă ionică;
c) sub formă moleculară.
b) atribuim ionilor semnului opus ionilor acestei ecuatii:
2Na + + + H20 + Na + + OH + Na +;
c) se notează ionii ecuației anterioare sub formă de formule chimice de substanțe și se obține ecuația de hidroliză sub formă moleculară:
În condiții normale de hidroliză se desfășoară în principal în prima etapă: ionii leagă ionii de hidrogen H + de apă, formând mai întâi și numai în diluții mari și de încălzire trebuie să țină seama de hidroliza sării acidului rezultat.
Astfel, ca urmare a hidrolizei sarii formate de un acid slab si o baza puternica, ionii de hidrogen H + (din moleculele de apa H2O) formeaza ioni stabili cu ioni. În soluție se acumulează ioni liberi de OH. prin urmare, mediul devine alcalin, [H +] <[ОН – ].
Luați în considerare hidroliza clorurii de aluminiu cu AICI3. Sarea AlCl3 este formată de HCI puternic acid și baza slabă Al (OH) 3. Hidroliza ion Al 3+ se va rupe hidroxid de ioni OH - din hidrogen molecular H2 O. La scurt-H + cationi determina mediul acid al soluției.
a) Al3 + + HOH AlOH 2+ + H +;
b) Al 3+ + 3 CI - + H2O AlOH2 + + 2CI - + H + + Cl -;
a) AlOH 2+ + H20 + H +;
b) AlOH 2+ + 2 CI - + H20 + Cl - + H + + Cl -;
Reacția celei de-a treia etape nu curge practic. Având în vedere acumularea de ioni de hidrogen, procesul se deplasează spre materiile prime. Totuși, diluarea soluției și creșterea temperaturii măresc hidroliza. Prin urmare, hidroliza poate avea loc și în a treia etapă (aici este înregistrată numai forma moleculară):
Astfel, într-o soluție de [H +]> [OH-].
Faptul că gradul de hidroliză depinde de condițiile de desfășurare a reacțiilor va fi verificat prin experiment: se obține o soluție coloidală de hidroxid de fier (III).
Experiența de laborator 2. În apă fierbinte vom picura un pic de soluție de clorură ferică (III). Hidroxidul de fier (III) insolubil în apă nu precipită, ci formează o soluție clară, coloidală, de culoare maro închis:
La temperatura camerei, hidroliza este nesemnificativă, se oprește în prima etapă:
a) Fe3 + + H20 = Fe (OH) 2+ + H +.
Când soluția de FeCl3 este încălzită, devine posibilă hidroliza în a doua etapă:
Când turnăm soluția de FeCl3 în apă fierbinte, devine maro, hidroliza are loc în a treia etapă:
Chiar mai ușor hidrolizate sărurile formate de un acid slab și o bază slabă, ionii acestei săruri leagă simultan ionii H + și OH -. schimbarea echilibrului de disociere a apei. Procesul unei astfel de hidrolize este adesea ireversibil, ca în cazul Al2S3:
Sulfurile de crom, aluminiu și carbonații lor nu pot exista în soluții apoase. suferă o hidroliză completă, sarea se descompune (vezi tabelul de solubilitate). În acest caz, reacția soluției depinde de gradul de disociere a produselor de hidroliză - acid și bază, dacă [H +] [OH -], atunci mediul este acid și dacă [H + <[ОН – ] – щелочная.
Sărurile formate dintr-o bază puternică și un acid puternic, nu se supun hidrolizei. Ioni de astfel de săruri nu pot forma apă electroliți slabi și echilibrul de disociere a apei nu este deranjat: [H +] = [OH -].
Hidroliza sărurilor are loc atunci când ionii, formați ca urmare a disocierii electrolitice, sunt capabili să formeze cu apă electroliți slabi (slab disociați). Sărurile insolubile (chiar și acizi și baze slabe) nu sunt practic hidrolizate.
Hidroliza ireversibilă, care apare în sistem în timpul interacțiunii sărurilor bazelor slabe formate din cationi Al3 +. Cr 3+. Fe 3+. cu săruri de acizi slabi (sulfuri, carbonați), este motivul pentru care precipitatul nu precipită sulfuri sau carbonați ai acestor cationi, ci hidroxizii corespunzători.
Experiența de laborator nr. 3.
Hidroliza poate fi îmbunătățită prin diluarea soluției, încălzirea (procedeul de hidroliză - endotermă) și prin legarea (îndepărtarea) oricărui produs de hidroliză.
Reacția de hidroliză poate fi împiedicată de o creștere a concentrației de produse de hidroliză. Aceasta se realizează de obicei prin acidularea unei soluții de sare a unei baze slabe și a unui acid tare, sau prin alcalinizarea unei soluții de o sare a unei baze tari și a unui acid slab.
În plus față de săruri, alte substanțe anorganice sunt, de asemenea, hidrolizate:
Spre deosebire de hidroliza sărurilor, care este un proces de schimb, hidroliza substanțelor cum ar fi hidrurile metalelor alcaline și alcalino-pământoase este un proces redox. Hidrurile metalice se descompun prin apă cu formarea de alcalii și hidrogen:
Hidroliza substanțelor organice are loc în prezența catalizatorilor (enzimelor) care rup legăturile chimice. Valențele eliberate sunt folosite pentru a se alătura grupelor H + și OH - din moleculele de apă. Reacția mediului nu se modifică (Tabelul 2).
Hidroliza compușilor organici
Aplicarea hidrolizei. Ca rezultat al hidrolizei mineralelor - aluminosilicate - se distrug roci. Hidroliza sărurilor (Na2CO3, Na3PO4) este utilizată pentru purificarea apei și reducerea durității acesteia.
Limitarea solurilor pentru a reduce aciditatea lor se bazează și pe reacția de hidroliză:
O altă zonă de utilizare a acestui proces este hidroliza lemnului. In industria materialelor nealimentare (lemn, coji de bumbac, coji de floarea-soarelui, paie, știuleți de porumb) este produs de o serie de produse valoroase: etanol, drojdie de proteine, glucoză, oxid de carbon solid (IV) (gheață uscată), furfurol, alcool metilic și așa mai departe. d.
În organismele vii există o hidroliză a polizaharidelor, a proteinelor și a altor compuși organici.
Experiența de laborator nr. 4 ("Surpriză"). Va reacționa între clorura de zinc și zincul metalic:
La soluția ZnCl2 se adaugă bucățile de Zn și se observă eliberarea bulelor de hidrogen. Chimie de proces:
Zn2 + + NOH Zn (OH) + + H +,
Cum de a face o concluzie cu privire la compoziția sarei cu privire la posibilitatea hidrolizei sale?
Acest lucru este posibil folosind tabelul de solubilitate. Sărurile insolubile nu suferă hidroliză. Dacă solul în apă este solubil, atunci trebuie să se determine dacă acesta conține un cation corespunzător unei baze slabe sau unui anion corespunzător unui acid slab.
L.M. CHETVEROVA,
profesor de chimie
(Moscova)
Trimiteți-le prietenilor: