Конспект урока "Гидролиз" ( 11 класс, 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. 1. Орг. момент. 2. Изучение новой темы. 1. Фронтальная беседа – опрос. 1) Что определяет свойства растворов кислот? 2) Как определяется наличие катионов водорода в растворе? 3) Чем отличаются сильные кислоты от слабых? Приведите примеры тех и других. 4) В молекулах каких кислот – сильных или слабых – водород связан прочнее? 5) Дайте определение основаниям. Как обнаруживается наличие гидроксид­ ионов  в растворе? 6) Почему одни основания относятся к сильным электролитам, а другие – к  слабым? Приведите примеры. 7) Что представляет собой вода с точки зрения ТЭД? 8) 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; 9) В воде находятся катионы водорода и гидроксид ­ ионы. Почему она не  изменяет окраски индикаторов подобно кислотам и щелочам? 2. 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: 1) Соли, образованные катионами сильного основания и анионами сильной  кислоты; 2) Соли, образованные катионами сильного основания и анионами слабой  кислоты; 3) Соли, образованные катионами слабого  основания и анионами сильной  кислоты; 4) 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: Среда  Окраска  лакмуса Формула  соли Na2CO3 Zn(NO3)2 NaCl  Опыты не доказывают нашу гипотезу. Давайте разберемся с нашей проблемой. Какими по силе основанием и  кислотой  образована соль Карбонат натрия – соль – сильный электролит, в растворе содержится в виде ионов: Na2CO3 ↔2Na+ + CO3 2­ 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. 2­ + HOH  HCO↔ ­ + OH ­  . Гипотеза  3 2­  реагировать с водой? Тогда CO3 Могут ли ионы CO3 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:    ↔ HCO3 2Na+ + CO3 + 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. ­ + OH ­или в сокращенном виде: CO3  2↔ Na+ + HCO3 2­ + HOH  2­ + HOH  ­ 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.  ­ ↔ ­  ­+  HOH  ZnOH + +2NO3 ↔ 2 + 2H+ 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  ­+ HOH  ↔ HNO3 + OH­  . Но эта  взаимодействовать с молекулами воды? Допустим, 2NO3 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) 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 ­  + 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 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   ↔ Zn2+ +2NO3 основные соли не могут существовать в кислой среде ZnOHNO3+H+ ­  + 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.   . при длительном   ↔ ZnOHNO3 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. 3. Закрепление. Лабораторная работа.  Цель: изучить процессы, происходящие в растворах некоторых солей. K2CO3 ZnCl2 Na2SiO3 NaNO3 Порядок действий Напишите формулы всех  возможных ионов и  молекул, находящихся в  данных растворах Добавьте 2­3 капли  метилового оранжевого и  отметьте цвет, который  приобрел раствор Сделайте вывод о том,  какую реакцию имеют  растворы: нейтральную,  кислую или щелочную Напишите формулы ионов,  избыток которых  определяет реакцию среды  раствора Предположите, в результате каких процессов появляется избыток ионов или, почему в некоторых случаях реакция  среды растворов остается  нейтральной 4. Домашнее задание. Параграф 18 упр. 7, 11 стр. 155