Урок «Гидролиз» (11класс, химия)

 Урок химии в 11 классе. «____»___________________ 20____ г.

Гидролиз.

Цель. Дать понятие о гидролизе вообще и о гидролизе солей в частности.

Задачи.

Образовательные: научить составлять уравнения реакций гидролиза солей в молекулярном и ионном виде, определять реакцию и тип среды раствора электролита на основании состава соли.

Развивающие: развитие логического и аналитического мышления, самостоятельности и способности к обобщению; обеспечение системности учения, а так же развитие терминологического мышления; развить навыки самостоятельной работы с элементами исследования.

Воспитательные: воспитание положительной мотивации учения, чувства ответственности.

Ход урока.

Орг. момент.

Изучение новой темы.

Фронтальная беседа – опрос.

Что определяет свойства растворов кислот?

Как определяется наличие катионов водорода в растворе?

Чем отличаются сильные кислоты от слабых? Приведите примеры тех и других.

В молекулах каких кислот – сильных или слабых – водород связан прочнее?

Дайте определение основаниям. Как обнаруживается наличие гидроксид- ионов в растворе?

Почему одни основания относятся к сильным электролитам, а другие – к слабым? Приведите примеры.

Что представляет собой вода с точки зрения ТЭД?

Приведите примеры солей, образованных:

А) катионом сильного основания и анионом сильной кислоты;

Б) катионом сильного основания и анионом слабой кислоты;

В) катионом слабого основания и анионом сильной кислоты;

Г) катионом слабого основания и анионом слабой кислоты;

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

Нейтральная среда растворов характеризуется одинаковой концентрацией частиц – носителей кислотных и щелочных свойств, записывают:

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 кислоты и основания, из которых образовались соли, их можно разделить на 4 группы:

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.

Гидролиз – взаимодействие соли с водой, в результате которого идет образование слабого электролита. Гидролизу подвергаются соединения различных классов. Рассмотрим один из распространенных случаев – гидролиз солей.

Какую реакцию имеют растворы солей?

Чаще всего учащиеся отвечают «нейтральную». Выдвигаем гипотезу «Раствор соли в воде имеет нейтральную среду».

Лабораторный опыт. Возьмите три пробирки. В первую налейте 1 мл карбоната натрия, во - вторую 1 мл нитрат цинка, в третью – хлорид натрия. Во все три пробирки добавьте лакмус. Отметьте изменение окраски индикатора. Отчет о работе выполните в виде таблицы:

Опыты не доказывают нашу гипотезу. Давайте разберемся с нашей проблемой.

Карбонат натрия – соль – сильный электролит, в растворе содержится в виде ионов:

Na2CO3 ↔2Na+ + CO32-

Вода очень слабый электролит, могут ли Na+ взаимодействовать с молекулами воды? Допустим, Na+ + HOH↔ NaOH +H+ . Но при этом образуется сильный электролит. Гипотеза не подвергается.

Могут ли ионы CO32- реагировать с водой? Тогда CO32- + HOH↔ HCO3- + OH - . Гипотеза имеет смысл, так как при этом образуется очень мало диссоциирующий ион НСО3 - , прочно удерживающий протон. Может ли гидролиз продолжается дальше? В направлении

НСО3 - + НОН ↔Н2СО3 + ОН- этот факт маловероятен, потому что увеличение концентрации гидроксид – ионов неминуемо приведет к взаимодействию с образовавшейся кислотой ( принцип Ле Шателье). Следовательно, в системе устанавливается динамическое равновесие:

2Na+ + CO32- + HOH ↔ 2Na+ + HCO3- + OH -или в сокращенном виде: CO32- + HOH ↔ HCO3- + OH - . Почему среда данной системы стала щелочной? Из уравнения 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?

Вывод: соли. Образованные катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, связывая ион водорода, вызывают сдвиг равновесия воды в сторону образования гидроксид – ионов, которых система приобретает щелочную среду, т.е. [H+]< [OH-]

Рассмотрим пример второй соли.

Нитрат цинка - соль – сильный электролит, в растворе содержится в виде ионов:

Zn(NO3)2→ Zn2+ + 2NO3-

Вода очень слабый электролит и находится в виде молекул. Могут ли анионы взаимодействовать с молекулами воды? Допустим, 2NO3-+ HOH↔ HNO3 + OH- . 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 Zn2+ + HOH↔ ZnOH+ +H+ . гипотеза имеет смысл, так как при этом образуется очень мало диссоциирующий ион ZnOH+, прочно удерживающий гидроксид – ион.

Может ли гидролиз продолжается дальше с образование основания?

ZnOH++H+ + HOH↔ Zn(OH)2 + 2H+

Не может, так как это приведет к удвоению концентрации протонов, что неминуемо сдвинет равновесие в сторону обратной реакции. Следовательно, в системе устанавливается динамическое равновесие:

Zn2+ +2NO3-+ HOH↔ ZnOH+ +2NO3- + H+

Zn2+ + HOH↔ ZnOH+ +H+ .

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: ZnOH+ +2NO3- ↔ ZnOHNO3 . при длительном хранении подобных солей на дне емкости образуется осадок в виде основных солей.

Вопросы к классу:

- Почему гидролиз подобных солей не идет до конца, хотя одно из веществ частично выводится из сферы реакции? Образование ZnOHNO3 увеличивает концентрацию катионов водорода, что неминуемо приведет к обратной реакции. А основные соли не могут существовать в кислой среде ZnOHNO3+H+↔ Zn2+ +2NO3- + HOH.

- Как можно предотвратить образование нежелательных осадков? Искусственное увеличение концентрации катионов водорода препятствует образованию основных солей.

- Почему среда в данной системе кислая?

- Какие соли будут вести себя в растворе подобным образом?

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, от которых среда приобретает кислую среду, т.е. [H+] > [OH-].

Для третьей соли варианты возможных взаимодействий ее частиц учащиеся выводят самостоятельно.

Вывод: соли, образованные катионами сильного основания и анионами сильной кислоты, гидролизу не подвергаются, в растворе сохраняется равенство, т.е. [H+] = [OH-].

В случае гидролиза соли, образованной слабой кислотой, слабым основанием, образуются конечные продукты – слабое основание, слабая кислота. Гидролиз необратимый.

Al2S3 + 6HOH= 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

Т.о. гидролиз солей – процесс обратимый, динамическое равновесие этого процесса во многом зависит от температуры, концентрации. Кипячение и разбавление растворов усиливают гидролиз.

Закрепление.

Лабораторная работа.

Цель: изучить процессы, происходящие в растворах некоторых солей.

Домашнее задание. Параграф 18 упр. 7, 11 стр. 155