Гидролиз сульфата цинка

Общие сведения о гидролизе сульфата цинка

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сульфат цинка — средняя соль, образованная слабым основанием – гидроксидом цинка (II) (Zn(OH)₂) и сильной кислотой – серной (H₂SO₄). Формула — ZnSO₄.

Молярная масса – 161 г/моль. Представляет собой бесцветные кристаллы.

Рис. 1. Сульфат цинка. Внешний вид.

Гидролиз сульфата цинка

Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможна вторая ступень. Уравнение гидролиза выглядит следующим образом:

Первая ступень:

ZnSO₄ ↔ Zn²⁺ + SO₄^2- (диссоциация соли);

Zn²⁺ + HOH ↔ ZnOH⁺ + H⁺ (гидролиз по катиону);

Zn²⁺ + SO₄^2- + HOH ↔ ZnOH⁺ + SO₄^2- + H⁺ (уравнение в ионной форме);

2ZnSO₄+ 2H₂O ↔ [Zn(OH)]₂SO₄ + H₂SO₄ (уравнение в молекулярной форме).

Вторая ступень:

[Zn(OH)]₂SO₄ ↔ 2ZnOH⁺ + SO₄^2- (диссоциация соли);

ZnOH⁺ + HOH ↔ Zn(OH)₂↓ + H⁺ (гидролиз по катиону);

ZnOH⁺ + SO₄^2- + HOH ↔ Zn(OH)₂ + SO₄^2- + H⁺ (уравнение в ионной форме);

[Zn(OH)]₂SO₄ + 2H₂O ↔ 2Zn(OH)₂ + H₂SO₄ (уравнение в молекулярной форме).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Рассчитайте количества веществ, а также массы сульфата цинка и воды, содержащиеся в 100 г цинкового купороса (ZnSO₄×7H₂O).

Решение

Молярная масса сульфата цинка равна 161 г/моль, воды – 18г/моль. Рассчитаем молярную массу цинкового купороса:

M(ZnSO₄×7H₂O) = M(ZnSO₄) + M(H₂O) =161 + 7×18 = 287г/моль.

Найдем количество вещества семиводного сульфата цинка:

υ = m/ M;

υ (ZnSO₄×7H₂O) = m (ZnSO₄×7H₂O)/M(ZnSO₄×7H₂O) = 100/287 = 0,35 моль.

Один моль семиводного сульфата цинка содержит 1 моль сульфата железа (II) и 7 моль воды, следовательно:

υ(ZnSO₄×7H₂O) = υ (ZnSO₄) =0,35моль;

υ(H₂O) = 7×υ(ZnSO₄×7H₂O) = 7×0,36 = 2,52 моль.

Рассчитаем массы сульфата цинка и воды:

m= υ× M;

m(ZnSO₄)= υ(ZnSO₄)×M(ZnSO₄)= 0,35×161 = 56,35 г;

m(H₂O)= υ(H₂O)×M(H₂O)= 2,52×18 = 45,4г.

Ответ

Количество вещества сульфата железа (II) равно 0,35 моль, масса – 56,35 г; количество вещества воды равно 2,52 моль, масса – 45,4 г.

ПРИМЕР 2

Задание

В раствор серной кислоты массой 200 г (ω=10%) погрузили металлический цинк. Какая масса сульфата цинка при этом образовалась? Сколько литров водорода выделилось?

Решение

Запишем уравнения реакции взаимодействия цинка с серной кислотой:

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑.

Найдем массу растворенного вещества серной кислоты:

ω = m_solute / m_solution ×100%;

m_solute = m_solution × ω/100%;

m_solute(H₂SO₄) = m_solution(H₂SO₄) × ω(H₂SO₄)/100%;

m_solute(H₂SO₄) = 200× 10/100% = 20 г.

Тогда, количество вещества серной кислоты будет равно (молярная масса – 982 г/моль):

υ = m/ M;

υ(H₂SO₄) = m(H₂SO₄)/ M(H₂SO₄) = 20/98 = 0,2 моль.

Согласно уравнению υ(H₂SO₄) = υ(ZnSO₄) = υ(H₂) =0,2 моль. Найдем массу сульфата цинка (молярная масса – 161 г/моль) и объем водорода:

m= υ× M;

m(ZnSO₄)= υ(ZnSO₄)×M(ZnSO₄)= 0,2×161 = 32,2 г;

V = V_m× υ;

V(H₂) = V_m× υ(H₂)=22,4×0,2 = 4,48 л.

Ответ

Масса сульфата цинка равна 32,2 г, объем водорода равен 4,48 л.

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Советуем прочитать:

Гидролиз сульфата цинка

Общие сведения о гидролизе сульфата цинка

Гидролиз сульфата цинка

Примеры решения задач