Тұздар гидролизі бойынша ашық сабақ, 10-сынып

Тема урока: «ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ»

АКТИВИЗАЦИЯ ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ.

Учащийся зачитывает стихотворение о воде, одновременно просматривается учащимся видеоролик. Учитель задаёт вопрос: почему было прочитано данное стихотворение? (примерный ответ учащихся: мы сегодня, наверное, будем говорить о воде)

Стихотворение (читает ученица полностью наизусть, здесь приводится только отрывок)

Безбрежная ширь океана

И тихая заводь пруда

Струи водопада

И брызги фонтана

А в сущности только вода…

Разминка.

Электролиты

Электролитическая диссоциация.

Кислоты

Основания

Соли

Катион

Анион

Индикатор

Водородный показатель

Назовите формулы сильных оснований.

Назовите формулы слабых оснований.

Назовите формулы сильных кислот.

Назовите формулы слабых кислот.

По какому признаку эти вещества классифицируют на сильные и слабые?

Какие ионы образуются при диссоциации оснований?

Какова среда раствора в данном случае?

Какие ионы образуются при диссоциации кислот?

Какова среда раствора?

Сделайте вывод, присутствие каких ионов обуславливает щелочную и кислотную реакцию среды.

Как изменится цвет лакмуса в щелочной и кислотной среде?

Как изменится цвет фенолфталеина в щелочной и кислотной среде?

Как изменится цвет метилового оранжевого индикатора в щелочной и кислотной среде?

Химический эксперимент (работа в парах)

Перед вами три пробирки, в которых растворы кислоты, щелочи,дистиллированная вода, водопроводная вода. Подтвердим ваши ответы экспериментом. При работе не забывайте о правилах ТБ при обращении с химическими веществами (ТБ учащиеся рассказывают в стихотворной форме).

Какова окраска универсальной индикаторной бумаги в пробирках?

Результаты реакций в 1-3 пробирках мы легко можем объяснить. А как объяснить слабощелочную реакцию среды в пробирке с водопроводной водой?

Вспомним, в чем различие дистиллированной воды и воды водопроводной. (присутствие растворенных солей). Значит, окраску лакмуса обуславливает наличие в воде растворенных солей.

Можем ли мы, основываясь на имеющихся знаниях, объяснить результаты 4 опыта? Действительно, вы столкнулись с неизвестным пока для вас явлением, которое не можете грамотно истолковать на основании имеющегося у вас опыта и знаний. Это явление – гидролиз солей в водных растворах, и ему мы посвятим сегодняшний урок.

Запишите тему урока:

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ.

Наша цель – изучить сущность гидролиза солей в водных растворах.

Задачи – сформулировать определение понятия «гидролиз», научиться объяснять химические процессы, протекающие в водных растворах солей, записывать уравнения реакций гидролиза, предсказывать и объяснять изменение кислотности среды и образование кислых и основных солей в этом процессе, познакомиться с ролью гидролиза солей в природе, хозяйственной деятельности и повседневной жизни человека, познакомиться с гидролизом белков, жиров, углеводов в организме человека, с гидролизом мыла. (учащиеся, цель и задачи урока формулируют сами)

В заключении урока планируется тестовый контроль.

II. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.

Рассмотрим название явления «гидролиз». Данный термин состоит из двух составных частей от греческого «гидро» – вода, «лизис» – разложение. Дословно, гидролиз – разложение водой.

Думаю, к концу занятия нам удастся сформулировать полное определение понятия «гидролиз».

Лабораторная работа: «Определение среды растворов в солях»

Учащиеся работают в парах по инструктивной карточке. Учащиеся самостоятельно делают выводы и записывают реакции гидролиза солей.

В трёх пробирках находятся вещества: раствор хлорида алюминия, карбонат натрия, хлорид натрия. Учащиеся, используя универсальную индикаторную бумагу, исследуют растворы этих веществ. Как видите, в первой пробирке среда – кислая пробирке хлорид алюминия (РН меньше 7) во второй– карбонат натрия (РН больше 7) – щелочная, в четвёртой (РН = 7) – хлорид натрия нейтральная. Следовательно, можно сделать вывод, что

в 1й пробирке присутствуют ионы_ водорода_

во 2й пробирке ионы гидроксогруппы

в третьей пробирке ионы водорода и гидроксогруппы

Попробуем разобраться, что же произошло.

Вода, как вы знаете, является слабым электролитом и диссоциирует на положительные ионы водорода и гидроксид-ионы.

H2O H+ + OH-

Мы знаем, что соли – производные кислот и оснований.

Растворимая соль в воде диссоциирует на составляющие ее ионы.

Хлорид алюминия – соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, диссоциирует следующим образом

Al(NO3)3 Al3+ + 3NO3-

Очевидно, что в растворе данной соли противоположно заряженные ионы объединятся.

Al3+ + 3NO3- + H+ + OH- Al OH2- + H+ + 3NO3-

Катионы алюминия прочно связывают гидроксид-ионы, так как гидроксид алюминия слабое основание и не подвергается диссоциации.

Хлорид-ионы не могут быть связаны катионами водорода, так как азотная кислота – сильная и диссоциирует полностью.

В результате – в растворе избыток катионов водорода, вследствии этого – среда раствора кислотная.

Al(NO3)3

Al(OH)3 HNO3

слабое основание сильная кислота

[OH]- < [H]+

Кислотная среда

Для того, чтобы записать уравнение гидролиза, воспользуемся памяткой.

Определим состав соли:

Al(NO3)3

сл. осн с. к-та

2. Возьмем ион слабого электролита и напишем уравнение его взаимодействия с составными частями воды:

Al3+ + HOH AlOH2+ + H+

3. На основании краткого ионного уравнения напишем молекулярное уравнение. Исходные вещества известны – соль и вода, продукты гидролиза составим, связывая образовавшиеся ионы с теми ионами соли, которые не участвуют в гидролизе:

Al(NO3)3 + H2O AlOH(NO3 )2 + HNO3

Одним из продуктов данной обменной реакции является основная соль.

Сформулируем вывод:

Раствор соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, имеет кислотную реакцию, так как в растворе избыток катионов водорода.

Карбонат натрия – соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, диссоциирует следующим образом

Na2CO3 2Na+ + CO32-

Карбонат-ионы прочно связываюткатионы водорода, так как угольная кислота слабая.

Катионы натрия не могут быть связаныгидроксид-ионами, так как гидроксид натрия – сильное основание и диссоциирует полностью.

2Na+ + CO32- + H+ +OH- HCO3-+ 2Na+ + OH-

В результате в растворе избыток гидроксид-ионов, вследствие чего среда щелочная.

Na2CO3

NaOH H2CO3

сильное основание слабая кислота

[OH]- > [H]+

Щелочная среда

Воспользовавшись памяткой, самостоятельно составьте молекулярное уравнение гидролиза карбоната натрия.

CO32- + H++OH- HCO3- + OH-

Na2CO3 + H2O NaHCO3 + Na OH

Одним из продуктов данной обменной реакции является кислая соль.

Сформулируем вывод:

Раствор соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, имеет щелочную реакцию, так как в растворе избыток гидроксид-ионов.

Хлорид натрия – соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой.

NaCl Na+ + Cl-

H2O H+ + OH-

Хлорид натрия гидролизу не подвергается,

так как в составе соли нет иона, который мог бы при взаимодействии с водой образовывать слабый электролит.

NaCl

NaOH HCl

сильное основание сильная кислота

[OH]- ═ [H]+

Среда нейтральная

NaCl + H2O

Сформулируем вывод:

Раствор соли, образованной сильным основанием и сильной кислотой, имеет нейтральную реакцию, так как в растворе равное количество катионов водорода и гидроксид-ионов.

Случай, когда соль образована слабым основанием и слабой кислотой более сложный и будет рассмотрен. Продукты гидролиза зависят от соотношения констант диссоциации основания и кислоты. Отмечу лишь, что зачастую гидролиз в данном случае идет необратимо, соль полностью разлагается водой. В этом случае в таблице растворимости в ячейке соответствующей соли стоит прочерк. Учитель объясняет гидролиз сульфида алюминия.

Думаю, теперь мы сможем сформулировать определение понятия «гидролиз»

Проанализируйте записи молекулярных уравнений рассмотренных процессов:

К какому типу мы отнесем данные реакции?

Какие вещества в них участвуют?

В чем заключается сущность гидролиза? Какие продукты данных взаимодействий с точки зрения теории электролитической диссоциации мы получили?

Итак, гидролиз – это реакция обмена между некоторыми солями и водой приводящая к образованию слабого электролита.

III. ЗАКРЕПЛЕНИЕ

Можно ли по составу соли сделать заключение о возможности ее гидролиза?

Это возможно с помощью таблицы растворимости. Нерастворимые соли гидролизу практически не подвергаются. Если соль в воде растворима, то следует выяснить, входит ли в ее состав катион, отвечающий слабому основанию, или анион, отвечающий слабой кислоте.

Так отчего же водопроводная вода имеет слабощелочную среду? Из-за гидролиза солей, которые в качестве примесей имеются в водопроводной воде. Можем предположить, что это соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой. Предлагаю в качестве домашнего задания следующее: выяснить из дополнительных источников , какие соли находятся в нашей воде и составить уравнения их гидролиза.

Заполнение таблицы

Название соли

Уравнение гидролиза

Среда раствора

Окраска лакмусовой бумаги

Карбонат калия

Нитрат железа (II)

Хлорид бария

IY. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.

Роль и практическое применение гидролиза (сообщения учащихся)

Гидролиз в природе.

Обменные реакции между солями и водой широко распространены в природе.

Явление гидролиза играет огромную роль в химическом преобразовании земной коры. Многие минералы земной коры - это сульфиды металлов, которые хотя и плохо растворимы в воде, постепенно взаимодействуют с ней. Такие процессы идут и на поверхности Земли, и особенно интенсивно в ее глубинах при повышенной температуре. В результате образуется огромное количество сероводорода, который выбрасывается на поверхность при вулканической деятельности. А силикатные породы постепенно переходят в гидроксиды, а затем в оксиды металлов. В результате гидролиза минералов – алюмосиликатов – происходит разрушение горных пород.

Известный нам малахит (Cu2(OH)2CO2) – не что иное, как продукт гидролиза природных карбонатов.

В Мировом океане соли также интенсивно взаимодействуют с водой. Выносимые речной водой гидрокарбонаты кальция и магния придают морской воде слабощелочную реакцию. Именно в такой слабощелочной среде прибрежных вод

РН приблизительно равно 9 наиболее интенсивно протекает фотосинтез в морских растениях и наиболее быстро развиваются морские животные. А если вспомнить о составе РН крови млекопитающих, в том числе и человека, то вы сможете не только сделать вывод о единстве животного мира на Земле но и сформулировать и некоторые гипотезы происхождении жизни на планете.

Гидролиз в народном хозяйстве.

Гидролиз доставляет немало хлопот нефтяникам. Как известно, в нефти имеются примеси воды и многих солей, особенно хлоридов кальция и магния. При нагревании нефти в процессе ее переработки до 250 град С и выше происходит интенсивное взаимодействие указанных хлоридов с водяным паром. Образующийся при этом газообразный хлороводород вступает в реакцию с металлом, из которого сделано оборудование, разрушает его, что резко увеличивает стоимость нефтепродуктов.

Впрочем, на счету гидролиза немало и добрых дел. Например, образующийся при взаимодействии сульфата алюминия с водой мелкодисперсный осадок гидроксида алюминия уже несколько веков используется в качестве протравы при крашении. Оседая на ткань и прочно соединяясь с ней, гидроксид алюминия затем…