При совместном гидролизе солей NH4Cl (хлорид аммония) и Na2SiO3 (метасиликат натрия) в водном растворе происходит обмен ионов, приводящий к образованию слабых оснований и кислот. Рассмотрим уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
Молекулярная форма:
При смешивании растворов NH4Cl и Na2SiO3 в воде происходит следующая реакция:
[ \text{2NH}_4\text{Cl (aq)} + \text{Na}_2\text{SiO}_3\text{ (aq)} \rightarrow \text{2NaCl (aq)} + \text{(NH}_4\text{)}_2\text{SiO}_3\text{ (aq)} ]
Однако, (NH4)2SiO3 является неустойчивым в водной среде и гидролизуется до образования слабой кислоты (H2SiO3) и аммиака (NH3):
[ \text{(NH}_4\text{)}_2\text{SiO}_3\text{ (aq)} + \text{H}_2\text{O (l)} \rightarrow \text{2NH}_3\text{ (aq)} + \text{H}_2\text{SiO}_3\text{ (s)} \downarrow ]
Ионная форма:
В ионной форме реакция совместного гидролиза выглядит следующим образом:
[ \text{2NH}_4^+\text{ (aq)} + \text{2Cl}^-\text{ (aq)} + \text{2Na}^+\text{ (aq)} + \text{SiO}_3^{2-}\text{ (aq)} + \text{H}_2\text{O (l)} \rightarrow \text{2Na}^+\text{ (aq)} + \text{2Cl}^-\text{ (aq)} + \text{2NH}_3\text{ (aq)} + \text{H}_2\text{SiO}_3\text{ (s)} ]
Здесь происходит гидролиз ионов аммония и метасиликата, приводящий к образованию аммиака и нерастворимой силикатной кислоты, которая выпадает в осадок.
Объяснение:
- NH4+ гидролизуется с образованием аммиака (NH3) и воды.
- H2SiO3 — это слабая кислота, которая выпадает в осадок, так как нерастворима в воде.
- NaCl остается в растворе в виде ионов Na+ и Cl-, так как это сильный электролит.
В результате реакции происходит смещение равновесия, приводящее к образованию осадка и выделению аммиака, что указывает на завершение процесса гидролиза.