1. В колбе находился тетрахлорид олова (ІV) SnCl4, который при влажном воздухе гидролизует:
SnCl4 + 2Н2O = SnO2 + 4НСl↑
В присутствии аммиака протекают реакции:
SnCl4 + 2NH3 + 2НCl= (NH4)2 [SnCl6]
NH3 + HCl = NH4Cl,
что и приводит к образованию «дыма».
2. Для получения диоксида титана высочайшей чистоты используют необратимый гидролиз тетрахлорида титана – бесцветного раствора состава TіСl4.
Процесс происходит при нагревании, летучий газообразный хлороводород удаляется, а белоснежный диоксид титана, не содержащий примесей, выпадает в осадок:
ТіСl4 + 2Н2О = ТiO2↓ + 4НСl↑
Этот способ получения диоксида титана даёт возможность выделять очень чистый продукт. Получаемый тетрахлорид титана подлежит дополнительной очистке перегонкой – а этот способ удаления примесей эффективнее.
3. Щёлочная среда в растворе тетрабората натрия обусловлена гидролизом этой соли. Диссоциация ведёт к образованию катионов натрия и гидратированного тетраборат-иона В4О72-·2Н2О:
Na2B4О7 + 2Н2О = 2Na+ + B4O72-·2Н2О,
что имеет циклическую структуру, и более точно её можно описать формулой [В4О5 (ОН)4]2-.
Этот ион при взаимодействии с водою превращается в молекулы гидроксида бора (борной кислоты), и в растворе появляются гидроксид-ионы:
[В4О5 (ОН)4]2- + 5Н2О ↔ 4B(ОН)3 + 2ОН-
4. Синтез карбонатов алюминия и железа (ІІІ) в водной среде невозможен из-за реакции необратимого гидролиза:
2Аl3+ + 3СО32-+ 3Н2О = 2Аl(ОН)3↓ + 3СО2↑
2Fe3+ + 3СО32- + Н2О = 2FeO(OH)↓+ 3СО2↑
5. Чтобы решить задачу, сначала нужно составить уравнение реакции гидролиза:
Cr2 (SО4)3 = 2Cr3+ + 3SО22-
[Cr(Н2О)6]3+ + Н2О ↔ [Cr (Н2О)5ОН]2+ + Н3О+
Равновесные концентрации [Cr (Н2О)5ОН]2+ и Н3О+ равны между собою и рассчитываются по формуле:
[Н3О+] = (0,004·Кк)1/2 = (4,48·10-7)1/2 = 6,7 · 10-4 моль/л,
a pH = -lg[Н3О+] = 3,17.
Равновесные концентрации иона [Сr(Н2О)6]3+ находят по разнице
(0,004 - 0,00067) = 0,00333 моль/л.
6. Солеобразными (ионными) есть нитрид лития, магния и меди. Если подействовать на них водою, то будет протекать реакция необратимого гидролиза с выделением аммиака, например:
Mg3N2 + 6Н2О = 3Mg(OH)2↓ + 2NH3↑
Ковалентные нитриды, такие как Si3N4, гидролизу в нормальных условиях не подвергаются.
7. Хлориды сурьмы подвергаются гидролизу:
SbCl3 + Н2О = SbClO↓+2НСl
2SbCl5 + (n + 5) Н2О = Sb2О5·nН2О↓ + 10НСl
В присутствии НСl пентахлорид сурьмы образует растворимый комплекс гексахлоростибат (V) водорода
SbCl5 + НСl = H[SbCl6],
а смесь SbCl3 и SbCl5 образует необычное объединение – тетрахлорид сурьмы SbCl4, который образует с хлоридом цезия кристаллы комплекса:
SbCl4 + 2CsCl = Cs2[SbCl6]
8. В растворе происходит реакция гидролиза, что приводит к выпадению основных солей меди. Поскольку водопроводная вода содержит соли жёсткости (карбонаты и гидрокарбонаты кальция и магния), то выпадает осадок дигидроксокарбоната меди (ІІ) Сu2СО3(ОН)2.
9. Либих наблюдал необратимый гидролиз полученного им сульфида алюминия:
Al2S3 + 6Н2О = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
с выделением сероводорода и гидроксида алюминия. Гидролиз делает синтез сульфида алюминия в водной среде невозможным.
10. Хлорид алюминия подвергается гидролизу, полученный раствор взаимодействует с цинком:
2АlСl3 + Zn + 2Н2О = ZnCl2 + 2АlСl2(ОН) + Н2↑
11. «Ярь-медянку», порошок зелёного или голубого цвета, обычно получали из меди и уксусной кислоты с участием кислорода воздуха:
2Cu + 4СН3СООН + О2 = 2Сu(СН3СОО)2 + 2Н2О
При нагревании раствора ацетата меди происходит реакция гидролиза, и «ярь-медянка» выпадает в осадок:
3Cu(CH3COO)2 + Н2О= CuO•2Cu(CH3COO)2↓ + 2СН3СООН
12. Необратимый гидролиз позволяет получить йодоводородную кислоту следующим образом: кристаллический йод I2 смешивают с красным фосфором, смоченным небольшим количеством воды; при этом протекает реакция, которая приводит к образованию трийодида фосфора РI3, а полученный галогенид разлагается водою на две кислоты – фосфористую Н2(РНО3) и йодоводородную HI:
2Р + 3I2 = 2РI3
РI3 + ЗН2О = 3HI + Н2(РНО3)
Эта реакция имеет стопроцентный выход йодоводородной кислоты.
13. Маскирующую тучу – дымовую завесу – немецкий эсминец создал, одновременно выпустив в атмосферу жидкий тетрахлорид кремния и аммиак. В результате гидролиза SiCl4 образовался хлороводород и мельчайшие частички диоксида кремния; одновременно образовался аэрозоль хлорида аммония:
SiCl4 + 2Н2О = SiО2 + 4НСl
НСl + NH3 = NH4Cl
Мельчайшие капельки соляной кислоты вызвали коррозию металлических деталей английского корабля.
14. В результате перегонки в одной склянке оказалась фосфористая кислота, а в другой – ортофосфорная. Обе кислоты образовались в результате необратимого гидролиза хлоридов фосфора:
РСl3 + 3Н2О = Н2(РНО3) + 3НСl
РСl5 + 4Н2О = Н3РО4 + 5НСl
15. «Бургундскую смесь» стали изготавливать, когда в Европе появилась дешевая сода – карбонат натрия. «Бургундскую смесь» получают реакцией гидролиза, смешивая растворы медного купороса и соды:
2CuSО4 + 2Na2CО3 + Н2О = 2Na2SО4 + Cu2CО3(ОH)2↓+ СО2↑,
и используют в виде водной суспензии.
16. Виновники пропажи цианида калия – диоксид углерода и влага воздуха. Чем дольше склянка была открытой, тем быстрее проходили процессы, связанные с гидролизом цианида калия – так как эта соль гигроскопическая (поглощает влагу из атмосферного воздуха).
В результате обратимого гидролиза образовался циановодород HCN и гидроксид-ионы:
KCN = К+ + CN-
CN-+ Н2О↔HCN↑ + ОН-
Диоксид углерода реагирует с гидроксид-ионами:
СО2 + ОН- = НСО3-
Суммарно взаимодействие цианида калия с воздухом выглядит так:
KCN + Н2О + СО2 = КНСО3 + HCN↑
Кроме того, цианид калия постепенно окисляется до цианата, а цианид водорода превращается в азот, воду и диоксид углерода:
2KCN + О2 = 2KNCO
4HCN + 5О2 = 2Н2О + 4СО2↑ + 2N2↑