Question

Почему при действии раствора карбоната натрия на нитрат алюминия выделяется диоксид углерода? Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей, ионное и молекулярное уравнение реакций.

Answer 1

Ответ:

Предполагается, что реакция протекает так:

3Na₂CO₃ + 2Al(NO₃)₃ → 6NaNO₃ + Al₂(CO₃)₃

НО по таблице растворимости видно, что в водном растворе Al₂(CO₃)₃ не существует, значит, сразу протекает реакция:

Al₂(CO₃)₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂CO₃

НО угольная кислота H₂CO₃ слабая и сразу распадается:

H₂CO₃ → CO₂↑ + H₂O

Значит, суммарно можно написать реакцию:

3Na₂CO₃ + 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O → 6NaNO₃ + 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑

6Na⁺ + 3CO₃²⁻ + 2Al³⁺ + 6NO₃⁻ + H₂O → 6Na⁺ + 6NO₃⁻ + 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑

2Al³⁺ + 3CO₃²⁻ + H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑

Гидролиз солей - реакция разложение водой:

• Карбонат натрия - Na₂CO₃ - соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₂CO₃) ⇒ тип гидролиза - по аниону:

Na₂CO₃ + H₂O → NaHCO₃ + NaOH

2Na⁺ + CO₃²⁻ + H₂O → Na⁺ + HCO₃⁻ + Na⁺ + 2OH⁻

CO₃²⁻ + H₂O → HCO₃⁻ + 2OH⁻ (щелочная среда)

Теоретически возможна 2 ступень гидролиза:

NaHCO₃ + H₂O → NaOH + H₂CO₃

Na⁺ + HCO₃⁻ + H₂O → Na⁺ + OH⁻ + H₂CO₃ (CO₂ + H₂O)

HCO₃⁻ + H₂O → OH⁻ + H₂CO₃ (CO₂ + H₂O)

• Нитрат алюминия - Al(NO₃)₃ - соль, образованная слабым основанием (Al(OH)₃) и сильной кислотой (HNO₃) ⇒ тип гидролиза - по катиону:

Al(NO₃)₃ + H₂O → AlOH(NO₃)₂ + HNO₃

Al³⁺ + 3NO₃⁻ + H₂O → AlOH²⁺ + 2NO₃⁻ + H⁺ + NO₃⁻

Al³⁺ + H₂O → AlOH²⁺ + H⁺ (кислая среда)

Теоретически возможна 2 ступень гидролиза:

AlOH(NO₃)₂ + H₂O → Al(OH)₂NO₃ + HNO₃

AlOH²⁺ + 2NO₃⁻ + H₂O → Al(OH)₂⁺ + NO₃⁻ + H⁺ + NO₃⁻

AlOH²⁺ + H₂O → Al(OH)₂⁺ + H⁺

А также возможна 3 ступень гидролиза:

Al(OH)₂NO₃ + H₂O → Al(OH)₃↓ + HNO₃

Al(OH)₂⁺ + NO₃⁻ + H₂O → Al(OH)₃↓ + H⁺ + NO₃⁻

Al(OH)₂⁺ + H₂O → Al(OH)₃↓ + H⁺

• NaNO₃ - нитрат натрия - соль, образованная сильным основанием (NaOH) и сильной кислотой (HNO₃) ⇒ гидролизу не подвергается ⇒ среда - нейтральная (H₂O)

Answer 2

Реакция между раствором карбоната натрия (Na2CO3) и нитратом алюминия (Al(NO3)3) приводит к образованию диоксида углерода (CO2) по следующей схеме:

Молекулярное уравнение реакции: 2 Na2CO3 + 3 Al(NO3)3 → Al2(CO3)3 + 6 NaNO3

Ионное уравнение реакции: 2 Na+ + CO3²- + 3 Al³+ + 3 NO3- → Al2(CO3)3 + 6 Na+ + 6 NO3-

Уравнение гидролиза солей указывает на разложение соли на ионы в водном растворе. В данном случае, ионы карбоната и нитрата гидролизуются следующим образом:

Гидролиз иона карбоната: CO3²- + H2O → HCO3- + OH-

Гидролиз иона нитрата: NO3- + H2O → HNO3 + OH-

Молекулярное уравнение реакций указывает на образование продуктов в реакции:

Уравнение гидролиза иона карбоната: CO3²- + H2O → HCO3- + OH-

Уравнение гидролиза иона нитрата: NO3- + H2O → HNO3 + OH-

Образовавшийся гидрокарбонат (HCO3-) и гидроксид (OH-) реагируют с ионами алюминия (Al³+), приводя к образованию нерастворимого осадка алюминиевого карбоната (Al2(CO3)3). В результате этой реакции выделяется диоксид углерода (CO2).

Молекулярное уравнение реакции гидролиза и образования диоксида углерода: 2 Al³+ + 3 CO3²- + 3 H2O → Al2(CO3)3 + 6 H+

Общее ионное уравнение реакции гидролиза и образования диоксида углерода: 2 Al³+ + 3 CO3²- + 6 H2O → Al2(CO3)3 + 6 H+