УРОК НА ТЕМУ «ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ» Звонарёва Надежда Викторовна

УРОК НА ТЕМУ «ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ»
подготовила и провела учитель химии МОУЛ «ВУВК им. А.П. Киселева»
Звонарёва Надежда Викторовна
Цель:
1 Обучающая: изучение некоторых свойств водных растворов солей, связанных с
реакцией гидролиза, причины этого взаимодействия и его условия; практическое
применение гидролиза.
2 Воспитательные: сформировать основы диалектико-материалистического
мировоззрения учащихся, акцентируя их внимание на взаимосвязи состава веществ и
их свойств.
3 Развивающие: развить умения сравнивать, обобщать, выделять главное,
организовывать самостоятельную работу, частично поисковую деятельность.
Материалы и оборудование:
4 набора
1 набор: штатив с пробирками, реактивы: хлорид натрия, индикаторыметиловый оранжевый, фенолфталеин.
2 набор: штатив с пробирками, реактивы: хлорид алюминия, индикаторыметиловый оранжевый, фенолфталеин.
3 набор: штатив с пробирками, реактивы: карбонат натрия, индикаторы метиловый оранжевый, фенолфталеин.
4 набор: штатив с пробирками, реактивы: фторид аммония, индикаторы метиловый оранжевый, фенолфталеин.
Ход урока
Орг. момент – рапорт дежурного
Учитель
Ребята, чтобы записать тему урока, вам надо отгадать ребус
(в ребусе зашифровано гидролиз солей)
ОН1,2,3,4,5
3
I
Au
1
1
1
лакмус,
лакмус,
лакмус,
лакмус,
Sn
He
1,2
2,5
Правильно. «Нет искусства столь же трудного, как искусство наблюдения: это
свойство образованного трезвого ума и большого опыта, который приобретается
только практикой», - писал немецкий химик Юстус Либих в 1865 г. Реакции
гидролиза были в числе первых химических процессов, которые мог наблюдать
человек.
Сегодня мы проведем семинар- практикум по теме: «Гидролиз солей».
Цель урока: систематизировать, подкорректировать и обобщить знания, умения,
навыки по данной теме.
Откройте тетради, запишите- 18 октября 2004 г, тема «Гидролиз солей».
Урок будет проходить по предложенному плану, записанному на кодопленке.
План
1Гидролиз солей
а) соли образованные сильным основанием и сильной кислотой;
б) соли образованные сильным основанием и слабой кислотой;
в) соли образованные слабым основанием и сильной кислотой;
г) соли образованные слабым основанием и слабой кислотой.
2 Применение гидролиза.
Для работы класс разбивается на 4 группы. Каждая группа получает конкретное
задание, готовится и через 5 минут предоставит отчет о проделанной работе, а класс
примет участие в обсуждении результатов. Отчет о работе на уроке должен быть
зафиксирован в рабочих тетрадях.
Ребята от каждой группы получают (выбирая) карточку-задание.
Задание № 1
Отгадайте, о какой соли идет речь?
Древнеримский поэт Гомер, автор «Илиады» и «Одиссеи». Назвал данную соль
«божественной». В те времена VIII в до н.э. она ценилась выше золота; как гласила
пословица, «без золота прожить можно, а без … соли нельзя».
Ответ: хлорид натрия, поваренная соль.
Рассмотреть гидролиз соли на примере хлорида натрия. Какую реакцию будет иметь
водный раствор данной соли. Составьте ионное уравнение гидролиза соли.
Задание №2
Отгадайте, о какой соли идет речь?
Эта соль образуется при взаимодействии «кухонного» металла с соляной
(хлороводородной) кислотой, при этом выделяется газ водород.
Ответ: хлорид алюминия.
Рассмотреть гидролиз соли на примере хлорида алюминия. Какую реакцию будет
иметь водный раствор данной соли. Составьте ионное уравнение гидролиза соли.
Задание №3
О какой соли идет речь?
Герои фантастического романа «С Земли на Луну» (писатель Жюль Верн)
использовали для регенерации, т.е. восстановления состава воздуха гидроксид
натрия который поглощает углекислый газ. Какая соль при этом образуется?
Ответ: карбонат натрия.
Рассмотреть гидролиз соли на примере карбоната натрия. Какую реакцию будет
иметь водный раствор данной соли. Составьте ионное уравнение гидролиза соли.
Задание №4
О какой соли идет речь?
Данная соль имеет бесцветные кристаллы хорошо растворимые в воде. При
нагревании водный раствор разлагается с выделением аммиака. Данная соль может
применяться для гидротермального выращивания монокристаллов кварца и
аметиста. Соль … токсична, ПДК 0,5 мг/м3 (в пересчете на НF).
Ответ: аммония фторид.
Рассмотреть гидролиз соли на примере фторида аммония. Какую реакцию будет
иметь водный раствор данной соли. Составьте ионное уравнение гидролиза соли.
Прежде чем вы приступите к выполнению химического эксперимента, давайте
вспомним правила техники безопасности.
(Уч-ся вспоминают правила техники безопасности).
Во время подготовки групп звучит спокойная музыка.
Отчет групп
Отчет 1 группы (Презентация)
NaCl соль образована сильным основанием NaOH и сильной кислотой НСl
NaCl =Na+ +ClH2O = H+ +OHNa+ +Cl- + H2O = Na+ +Cl- + H2O
Вывод. Реакция не происходит т.к. в растворе нет ионов, которые могут связываться
с ионами водорода или гидроксид-ионами. Соль гидролизу не подвергается т. к.
образована сильным основанием и сильной кислотой и показывает нейтральную
среду рН=7.
Вопрос группе №1
Что означает слово «гидролиз»? Что называется гидролизом соли?
Какие факторы влияют на гидролиз соли?
Ответ.
Слово «гидролиз» означает разложение водой («гидро» - вода, «лизис» разложение). Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, в
результате которой образуются слабые электролиты.
Факторы, влияющие на гидролиз соли это: химическая природа соли, температура,
концентрация соли, концентрация ионов водорода и гидроксид-иона.
Отчет 2 группы (Презентация)
AlCl3 Соль образована Al(OH)3 слабым основанием и HCl сильной кислотой
подвергается гидролизу.
AlCl3 = Al3+ + 3ClH2O = H+ +OHAlCl3 + H2O = AlOHСl2 +HCl
Al3+ + 3Cl- + H2O = AlOH2- + 3Cl- + H+
Al3+ + H2O = AlOH2- + H+
Вывод. Соли образованные слабым основанием и сильной кислотой гидролизуются
по катиону. При растворении в воде катионы алюминия Al3+ связываются с
гидроксид-ионами OH- . Гидролиз соли протекает ступенчато. Продуктами первой
ступени гидролиза являются основная соль и соляная (хлороводородная кислота).
Избыток ионов водорода дает соли кислую реакцию рН меньше 7, поэтому лакмус
краснеет.
Вопрос группе №2
Что называется степенью гидролиза и от чего она зависит?
Ответ.
Степень гидролиза равна отношению числа гидролизованных молекул соли к
общему числу растворенных молекул:
h = n х 100%
N
Где n -число молекул соли, подвергшихся гидролизу; N –общее число растворенных
молекул соли. Степень гидролиза зависит от природы соли, концентрации раствора,
температуры. При разбавлении раствора, повышении его температуры степень
гидролиза увеличивается.
Отчет 3 группы (Презентация)
Na2CO3 соль образована NaOH сильным основанием и H 2 CO3 слабой кислотой
подвергается гидролизу по аниону.
Na2CO3 = 2Na+ + CO3 2H2O = H+ +OHNa2CO3 + H2O = Na HCO3 + NaOH
2Na+ + CO3 2- + H2O =2 Na+ + HCO3- + OHCO3 2- + H2O = HCO3- + OHТак как угольная кислота двухосновная, гидролиз карбоната натия протекает по
двум ступеням. Продуктами первой ступени гидролиза являются кислая соль
гидрокарбонат натрия Na HCO3 и гидроксид натрия NaOH.
Вывод. Соли образованные сильным основанием и слабой кислотой , при
растворении в воде показывают щелочную реакцию среды рН больше 7, поэтому
лакмус синеет, а фенолфталеин становится малиновым, метиловый оранжевый
желтым.
Вопрос группе №3
Как влияет температура на гидролиз данной соли.
Ответ. Гидролиз протекает с поглощением теплоты, поэтому при повышении
температуры гидролиз усиливается. Это объясняется возрастанием степени
диссоциации воды, в связи с чем увеличиваются концентрации H+ и OH-, а
следовательно, растет и возможность этих ионов соединяться со слабым
компонентом соли.
Отчет 4 группы (Презентация)
NH4F фторид аммония соль образована NH4ОН гидроксидом аммония слабым
основанием и HF фторводородной слабой кислотой гидролизуется и по катиону и
по аниону.
NH4F = NH4+ + FH2O = H+ +OHNH4F + H2O = NH4ОН + НF
NH4+ + F- + H2O = NH4ОН + НF
Вывод. Соль образована катионом слабого основания, который связывает
гидроксид-ионы из воды и образует слабое основание, и анионом слабой кислоты,
который связывает ионы водорода из молекул воды и образует слабую кислоту.
Реакция раствора слабокислая т. к. константа диссоциации фтороводородной
кислоты (7,0х10-4) больше , чем константа диссоциации гидроксида аммония
(1,8х10-5)
Вопрос группе №4
Перечислите основные черты этого процесса?
Ответ. Обратимый процесс, реакция обмена соли с водой, в результате реакции
образуется слабые электролиты.
Чтобы выполнить следующее задание прослушайте информацию:
«Вонючая реакция» (Презентация)
В 1855г немецкий химик Юстус Либих получил от своего коллеги Роберта Бунзена
небольшой слиток алюминия. Бунзен просил Либиха исследовать химическое
поведение этого металла, который считался редким и был очень дорогим. Либих
смешал равные массы алюминиевых опилок и порошкообразной серы и нагрел смесь
в графитовом тигле. Реакция протекала бурно, смесь даже воспламенилась, а в
результате получился желтый порошок. Либих перенес этот порошок в колбу с
водой, чтобы определить его растворимость. И тут же он почувствовал
отвратительный запах сероводорода, который шел из колбы! Вода, стала мутной, на
стенках колбы появился серовато-белый осадок. Что же случилось?
Ответ
Либих впервые наблюдал необратимый гидролиз полученного им сульфида
алюминия:
Al2S3 + 6 H2O = 2 Al(OH)3 + 3H2S
С выделением сероводорода и гидроксида алюминия. Гидролиз делает синтез
сульфида алюминия в водной среде невозможным.
Задача
Определите массу гидроксида алюминия, полученного при взаимодействии 450 г
сульфида алюминия с водой
(ответ: 468г)
Химия наука удивительная, она помогает объяснить многие известные нам явления.
Помимо того, что вы можете теперь с научной точки зрения рассмотреть и
объяснить процесс взаимодействия солей с водой, есть ли еще какая-то польза
гидролиза? При прослушивании сообщений уч-ся, делайте пометки к себе в тетрадь
о том, где применяется гидролиз. И так, запишите в тетрадь- применение гидролиза.
Применение гидролиза. (Презентация)
В некоторых условиях (разбавление, повышение температуры, частичная
нейтрализация продуктов гидролиза) гидролиз можно довести до конца. Это явление
в значительных масштабах используется в системах очистки воды для городов. К
воде добавляют соли алюминия или железа (III) и создают условия для полного
гидролиза. Выпадающий объемистый осадок гидроксида алюминия или гидроксида
железа (III) увлекает с собой мельчайшие взвешенные в воде примеси, которые без
этого в осадок не выпадают. В результате вода «осветляется». Более того, на осадок
гидроксида налипают и присутствующие в воде бактерии, так что вода и
обеззараживается, что позволяет обходиться меньшими количествами хлора при
хлорировании воды для этой цели.
Гидролиз применяется в качественном анализе для обнаружения катионов
бериллия, висмута, сурьмы.
В медицине широко используются в составе глазных капель сульфат цинка
( совместно с борной кислотой) как дезинфицирующее вещество, т. к. его водный
раствор имеет- кислую среду (в такой среде гибнут многие болезнетворные
микроорганизмы):
2 ZnSO4 +2HOH = [ZnOH]2SO4 +H2SO4
Zn2+ + HOH =[ZnOH]+ +H+
Люди издавна пользуются этим, казалось бы, ненужным химическим явлением, как
гидролиз
Иногда бывает необходимо создать щелочную среду в растворе, чтобы побыстрее
отходили жирные пятна и грязь – при стирке белья и мытья посуды. И тогда
пользуются не настоящей щелочью вроде гидроксида натрия или гидроксида калия,
а содой – карбонатом натрия Na2CO3 . Сода в водных растворах создает щелочную
среду. Это значит, что грязь и жир удаляются легко, карбонат натрия – хороший
помощник хозяйки.
Щелочная среда в растворе питьевой соды, в этом тоже «виноват» гидролиз.
NaHCO3 = Na+ + HCO3-
HCO3- + H2O = H2CO3 +OHПитьевой содой тоже можно мыть посуду. Но гидрокарбонат натрия – это еще и
лекарство. Раствор питьевой соды – это самое простое средство от изжоги, которая
возникает при избыточной кислотности желудочного сока. Гидрокарбонат натрия
нейтрализует хлороводородную кислоту желудочного сока:
NaHCO3 +HCl = NaCl + H2O + CO2
И самочувствие человека сразу улучшается. Первым применил раствор
гидрокарбоната натрия от изжоги немецкий врач, по имени которого это вещество
одно время даже называли «соль Бульриха». Но потом врача забыли и стали
использовать название «питьевая сода».
Порой требуется подкислить раствор так точно и «нежно». Как это нельзя сделать
кислотой, например, при окраске и других видах обработки тканей. И тогда
пригодится раствор алюмокалиевых квасцов – сульфата алюминия-калия КАl(SO4)2,
который за счет гидролиза по катиону алюминия имеет слабокислую среду.
В природе есть минералы – продукты гидролиза катионов и анионов. Самый
известный пример – малахит, гидроксид-карбонат меди состава Cu2CO3(OH)2, это
минерал густо-зеленого цвета за долгие тысячелетия образовался из природных
подземных вод, содержащих катионы меди и карбонат-ионы:
2Cu2+ + 2CO32- + H2O = Cu2CO3(OH)2 +CO2
Теперь-то нам ясно, почему природный малахит находится рядом с
месторождениями медных руд! Надо только, чтобы медная руда залегала в
известковых горных породах или отложениях мела. Тогда подземные воды будут
понемножку «вымывать» катионы меди из медной руды, а карбонат – анион – из
залежей известняка. При их химических реакциях получается малахит.
Малахит на Руси известен как ценный поделочный камень с XVII века. Особенно
славился уральский малахит, о котором есть множество легенд, сказок и приданий.
Вспомним хотя бы «Малахитовую шкатулку» П.П. Бажова, где «Данилушко думает,
какой цветок, какой листок к малахитовому камню лучше подойдет, чтобы полную
силу камня людям показать»…
Когда в саду и на огороде заводится «плодовая гниль», «парша» или «мучнистая
роса» (грибковые болезни растений), то
Разводит садовод водою купорос,
Чтобы клубники куст на грядке лучше рос.
Так оно и есть: лучшее лекарство от грибка – сильно разбавленный раствор медного
купороса – сульфата меди II CuSO4 c добавкой соды –карбоната натрия Na2CO3 . В
этом растворе протекает такая же реакция, как в природе, когда из подземных вод
медленно выделяются кристаллы минерала малахита. Получается тончайший
порошок основной соли меди состава Cu2CO3(OH)2 , но он не оседает, а
задерживается в воде. Образуется сначала коллоидный раствор, а потом – суспензия
этого вещества в воде. Этой смесью и опрыскивают растения.
Как видите, гидролизу всюду находится работа – и дома, и в саду, и в горах. Только
надо уметь применять его выдающиеся способности с пользой для дела.
А сейчас послушайте внимательно историю об одном ученике, который тоже на
уроке химии изучал гидролиз солей и к каким самостоятельным выводам он пришел:
Лежа дома на диване, про гидролиз думал Ваня.
«Сколько в мире, - думал Ваня,- есть кислот и оснований!
Например, вода морей - это ведь раствор солей.
Где-то я читал когда – то: там хлориды и сульфаты…
И соляной там, и серной кислоты полно, наверно:
Ведь вчера прошли мы в школе, что в воде идет гидролиз!...
И зачем себе на горе люди в отпуск едут к морю?
Если долго там купаться можно без трусов остаться:
Ткань любую без труда растворяет кислота»…
Ванин слушая рассказ, целый час смеялся класс.
Что сказал ему учитель? Догадайтесь, объясните.
(учитель напомнил Ване, что хлоридные и сульфатные анионы – анионы сильных
кислот, в водном растворе, они гидролизу не подвергаются. Поэтому, хотя в морской
воде действительно много хлорида и сульфата натрия, но серной и соляной кислот,
из-за гидролиза не образуется).
В заключении урока я хочу обобщить все сказанное:
1Гидролиз – обменное разложение солей водой;
2 гидролизу подвергаются только те растворимые в воде соли, в составе которых
есть слабый компонент или оба иона – слабые компоненты;
3 на процесс гидролиза влияют : химическая природа соли, нагревание, разбавление,
действие кислот и щелочей.
Оценки за урок.
После звонка сдайте свои тетради, я проверю ваши записи и оценю каждого из вас.
Константы диссоциации некоторых слабых электролитов в
водных растворах (250С)
Химическая
формула
HIO3
H2SO3
Название
электролита
Йодноватая кислота
Сернистая кислота
H3PO4
Фосфорная кислота
HF
Фтороводородная
кислота
Азотистая кислота
Муравьиная кислота
Уксусная кислота
Угольная кислота
HNO2
HCOOH
CH3COOH
H2CO3
H2S
HCIO
HCN
H3BO3
H2SiO3
Сероводородная
кислота
Хлорноватистая
кислота
Циановодородная
кислота
Борная кислота
Кремниевая кислота
Pb(OH)2
Йодноватистая
кислота
Гидроксид свинца(II)
NH4OH
H2O
Гидроксид аммония
Вода
HIO
Концентрация
диссоциации
.
1,7 10-1
К1=1,6.10-2
К2=6,3.10-8
К1=7,5.10-3
К2=6,2.10-8
К3=5,0.10-13
7,0.10-4
4,0.10-4
1,8.10-4
1,8.10-5
К1=4,5.10-7
К2=4,7.10-11
К1=6,0.10-8
К2=1,0.10-14
3,0.10-8
8,0.10-10
5,7.10-10
К1=2,2.10-10
К2=1,6.10-12
2,3.10-11
К1=9,6.10-4
К2=3,0.10-8
1,8.10-5
1,8.10-16