Гидролиз солей. Какая реакция среды в водных растворах следующих солей: хлорида алюминия, нитрата калия, ацетата аммония, сульфита натрия? Ответ подтвердите соответствующими сокращенными ионно-молекулярными уравнениями.

Водные растворы солей могут проявлять различную реакцию среды (кислую, нейтральную или щелочную) в зависимости от природы ионов, образующих соль. Чтобы понять, какая среда формируется, нужно проанализировать, гидролизуется ли катион или анион соли, и как это влияет на рН раствора.

Рассмотрим поочередно:

1. Хлорид алюминия (AlCl₃)

Катион Al³⁺ — это ион слабого основания (Al(OH)₃ — слабое основание), он гидролизуется в воде, а анион Cl⁻ — это ион сильной кислоты (HCl), он гидролизу не подвергается. Следовательно, среда будет кислая.

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

$\text{Al}^{3+} + 3\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{Al(OH)}_3 + 3\text{H}^+$

Реакция сопровождается выделением ионов водорода (H⁺), что делает среду кислой.

2. Нитрат калия (KNO₃)

Катион K⁺ — это ион сильного основания (KOH), а анион NO₃⁻ — ион сильной кислоты (HNO₃). Ни один из ионов не гидролизуется, поэтому раствор будет нейтральным.

Гидролиз отсутствует, сокращённое ионное уравнение не записывается, так как нет реакции.

3. Ацетат аммония (CH₃COONH₄)

Катион NH₄⁺ — это ион слабого основания (NH₄OH), анион CH₃COO⁻ — это ион слабой кислоты (CH₃COOH). Оба иона способны к гидролизу. Чтобы определить среду, нужно оценить, какая из гидролизующихся частиц сильнее влияет на рН.

NH₄⁺ → слабое основание сильнее гидролизуется, чем ацетат-ион, поэтому реакция среды близка к нейтральной, но может быть слабокислой, в зависимости от конкретных констант кислотности/основности.

Ионно-молекулярные уравнения гидролиза:

Для NH₄⁺:
$\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{H}_3\text{O}^+$

Для CH₃COO⁻:
$\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOH} + \text{OH}^-$

Обе реакции идут в противоположные стороны: одна повышает кислотность, другая — щелочность. В общем случае раствор практически нейтрален, иногда слабо кислый.

4. Сульфит натрия (Na₂SO₃)

Катион Na⁺ — ион сильного основания (NaOH), не гидролизуется. Анион SO₃²⁻ — это ион слабой кислоты (H₂SO₃), он гидролизуется с образованием OH⁻, следовательно, среда будет щелочная.

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

$\text{SO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HSO}_3^- + \text{OH}^-$

Выделяются ионы гидроксида (OH⁻), поэтому среда становится щелочной.

Вывод:

• AlCl₃ — кислая среда

• KNO₃ — нейтральная среда

• CH₃COONH₄ — нейтральная или слабокислая среда

• Na₂SO₃ — щелочная среда