Совместный и практически полный гидролиз — урок 70 курса «Неорганическая химия для олимпиад»
Неорганическая химияКурс для олимпиад

Совместный и практически полный гидролиз

9 заданий

Взаимное усиление гидролиза

Сольём растворы \(\ce{AlCl3}\) (кислый) и \(\ce{Na2CO3}\) (щелочной). Ионы \(\ce{H+}\) от гидролиза алюминия связываются ионами \(\ce{OH-}\) от гидролиза карбоната — оба равновесия смещаются вправо, и реакция идёт до конца:

\[\ce{2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O -> 2Al(OH)3 v + 3CO2 ^ + 6NaCl}\]

Прочерки в таблице растворимости — это как раз такие соли: они «разлагаются водой».

scienceСовместный гидролиз

  1. \(\ce{Al2(SO4)3 + 3Na2S + 6H2O -> 2Al(OH)3 v + 3H2S ^ + 3Na2SO4}\) — сульфид алюминия в растворе не получить.
  2. \(\ce{2CrCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O -> 2Cr(OH)3 v + 3CO2 ^ + 6NaCl}\) — серо-зелёный осадок.
  3. \(\ce{2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O -> 2Fe(OH)3 v + 3CO2 ^ + 6NaCl}\) — бурый осадок и газ.
  4. \(\ce{2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O -> (CuOH)2CO3 v + CO2 ^ + 2Na2SO4}\) — гидролиз частичный: выпадает основный карбонат, по составу — малахит.
  5. \(\ce{AlCl3 + 3NaHCO3 -> Al(OH)3 v + 3CO2 ^ + 3NaCl}\) — так работают пенные огнетушители (исторически — с сульфатом алюминия).

errorЛовушка: окисление вместо гидролиза

\(\ce{Fe^3+}\) — окислитель, \(\ce{S^2-}\) — восстановитель. Поэтому с сульфидом натрия идёт не гидролиз, а окислительно-восстановительная реакция: \(\ce{2FeCl3 + 3Na2S -> 2FeS v + S v + 6NaCl}\). Прежде чем писать гидролиз, проверьте, не могут ли ионы окислить друг друга.

boltГде остановится гидролиз

Катионы \(\ce{Al^3+}\), \(\ce{Cr^3+}\), \(\ce{Fe^3+}\) (\(pK_a\) до 5) с карбонатом дают гидроксид. Катионы \(\ce{Cu^2+}\), \(\ce{Zn^2+}\), \(\ce{Mg^2+}\), \(\ce{Pb^2+}\) (\(pK_a\) 7–11) — основные карбонаты. \(\ce{Ca^2+}\), \(\ce{Ba^2+}\) (\(pK_a > 12\)) — обычный карбонат.

Необратимый гидролиз бинарных соединений

Соединения активных металлов с неметаллами, не образующими анионов в воде, реагируют с водой до конца: анион — очень сильное основание (\(\ce{C^4-}\), \(\ce{N^3-}\), \(\ce{P^3-}\), \(\ce{C2^2-}\)) — забирает протоны.

scienceКарбиды, нитриды, фосфиды

  1. \(\ce{Al4C3 + 12H2O -> 4Al(OH)3 + 3CH4 ^}\) — метанид даёт метан.
  2. \(\ce{CaC2 + 2H2O -> Ca(OH)2 + C2H2 ^}\) — ацетиленид даёт ацетилен (карбидные лампы шахтёров и велосипедистов).
  3. \(\ce{Mg3N2 + 6H2O -> 3Mg(OH)2 + 2NH3 ^}\) — нитрид даёт аммиак; раскалённым магнием Рамзай связал весь азот воздуха и обнаружил в остатке аргон (1894).
  4. \(\ce{Ca3P2 + 6H2O -> 3Ca(OH)2 + 2PH3 ^}\) — ядовитый фосфин; фосфид цинка — родентицид.
  5. \(\ce{Mg2Si + 4HCl -> 2MgCl2 + SiH4 ^}\) — силан самовоспламеняется на воздухе.
  6. \(\ce{CaH2 + 2H2O -> Ca(OH)2 + 2H2 ^}\) — гидрид — удобный «переносной» водород.

boltКакой газ?

Газ — водородное соединение неметалла из аниона: C (метанид) → \(\ce{CH4}\), \(\ce{C2^2-}\) → \(\ce{C2H2}\), N → \(\ce{NH3}\), P → \(\ce{PH3}\), S → \(\ce{H2S}\), Si → \(\ce{SiH4}\), H → \(\ce{H2}\). Металл уходит в гидроксид (или в соль, если реакция с кислотой).

auto_awesomeКарбидная лампа

В начале XX века шахтёры, велосипедисты и автомобилисты освещали путь ацетиленом: вода по каплям падала на карбид кальция, а газ горел ярким белым пламенем. Карбид кальция получают из извести и угля в электропечи: \(\ce{CaO + 3C ->[2000 °C] CaC2 + CO}\).

Галогениды неметаллов

Галогениды неметаллов — ковалентные соединения, но многие из них реагируют с водой бурно и необратимо: электрофильный центральный атом атакуется кислородом воды.

scienceГалогениды и вода

  1. \(\ce{PCl5 + 4H2O -> H3PO4 + 5HCl}\); при недостатке воды — \(\ce{PCl5 + H2O -> POCl3 + 2HCl}\).
  2. \(\ce{PCl3 + 3H2O -> H3PO3 + 3HCl}\) — фосфористая кислота.
  3. \(\ce{SiCl4 + 4H2O -> H4SiO4 + 4HCl}\) — дымит на воздухе; так ставили дымовые завесы.
  4. \(\ce{BCl3 + 3H2O -> H3BO3 + 3HCl}\).
  5. \(\ce{SOCl2 + H2O -> SO2 ^ + 2HCl ^}\) — тионилхлорид «съедает» воду: \(\ce{MgCl2*6H2O + 6SOCl2 -> MgCl2 + 6SO2 + 12HCl}\) — так получают безводные хлориды.
  6. \(\ce{NCl3 + 3H2O -> NH3 + 3HClO}\) — здесь «положительным» оказывается хлор: азот забирает протоны, а хлор уходит в хлорноватистую кислоту.

infoПочему \(\ce{CCl4}\) не гидролизуется

Термодинамически гидролиз \(\ce{CCl4 + 2H2O -> CO2 + 4HCl}\) выгоден, но не идёт: маленький атом углерода закрыт четырьмя атомами хлора, и молекуле воды негде атаковать. У кремния радиус больше, связи длиннее, и атака возможна — \(\ce{SiCl4}\) дымит во влажном воздухе. \(\ce{SF6}\) инертен по той же причине: шесть атомов фтора надёжно экранируют серу.

boltПродукты гидролиза галогенида

Центральный атом переходит в кислородную кислоту той же степени окисления, галоген — в галогеноводород. \(\ce{P^{+5}Cl5}\) → \(\ce{H3P^{+5}O4}\), \(\ce{P^{+3}Cl3}\) → \(\ce{H3P^{+3}O3}\), \(\ce{S^{+4}OCl2}\) → \(\ce{S^{+4}O2}\).

push_pinГлавное

Если в растворе встречаются катион-кислота и анион-основание, их гидролиз взаимно усиливается и идёт до конца, если образуется осадок и (или) газ: \(\ce{2Al^3+ + 3CO3^2- + 3H2O -> 2Al(OH)3 v + 3CO2 ^}\). Поэтому \(\ce{Al2S3}\), \(\ce{Cr2S3}\), \(\ce{Fe2(CO3)3}\) в воде не существуют. Карбиды, нитриды, фосфиды, силициды активных металлов и галогениды неметаллов (\(\ce{PCl5}\), \(\ce{SiCl4}\), \(\ce{BCl3}\)) гидролизуются практически необратимо. \(\ce{CCl4}\) и \(\ce{SF6}\) устойчивы кинетически.

Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Неорганическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Программа — авторская, по официальным комплектам ВсОШ, «Высшей пробы», «Ломоносова» и программе IChO; последовательность уроков и критерии перехода — методика курса.