ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Обменную реакцию между водой и соединением называют гидролизом. Гидролизом соли называют реакцию поляризационного взаимодействия ионов соли с молекулами воды, сопровождающуюся образованием малодиссоциирующщих веществ и изменением рН среды.

K^y+ + HOH «KOH^(y-1) + H⁺

A^x- + HOH «HA^(x-1) + OH^-

Гидролиз обусловлен образованием малодиссоциирующих частиц KOH^(y-1) и HA^(x-1). Чем больше заряд и меньше радиус ионов соли, тем сильнее их поляризационное взаимодействие с водой, слабее диссоциация образующихся частиц KOH^(y-1) и HA^(x-1) и тем в большей степени происходит гидролиз.

Поляризующее влияние на молекулы воды невелико у катионов s-элементов (исключение составляют Be²⁺ и Mg²⁺), у анионов сильных кислот, например, Cl^-, Br^-, I^-, NO₃^-, SO₄^2-, т.е. соли, образованные анионом сильной кислоты и катионом сильного основания, гидролизу не подвергаются (рН = 7).

Возможны следующие случаи гидролиза солей: гидролиз по аниону, по катиону, по катиону и аниону одновременно.

Гидролиз по катиону. Ему подвергаются соли, образованные катионом слабого основания и анионом сильной кислоты (ZnSO₄, FeCl₂, Co(NO₃)₂и др.). При гидролизе создается кислая среда (рН < 7). Характер продуктов гидролиза зависит от природы катиона.

Например:

1. катион однозарядный.

NH₄Cl ® NH₄⁺ + Cl^-

NH₄⁺ + HOH «NH_3· H₂O + H⁺

молекулярное уравнение гидролиза:

NH₄Cl + H₂O «NH_3· H₂O + HCl.

Продуктами гидролиза в данном случае являются слабое основание и сильная кислота. Процесс обратим, равновесие гидролиза сильно смещено влево (K(H₂O) << K(NH_3· H₂O)).

2. катион многозарядный. Гидролиз многозарядного катиона протекает ступенчато, в связи со ступенчатой диссоциацией многокислотных оснований. Например:

CuCl₂ ® Cu²⁺ + Cl^-

Cu²⁺ + HOH «CuOH⁺ + H⁺ (1 ступень)

CuOH⁺ + HOH «Cu(OH)₂ + H⁺ (2 ступень)

Молекулярные уравнения, соответственно, имеют вид:

CuCl₂ + H₂O «CuOHCl + HCl (1 ступень)

CuOHCl + H₂O «Cu(OH)₂ + HCl (2 ступень)

Вследствие накопления в смеси ионов H гидролиз (при обычных условиях) протекает, главным образом, по первой ступени. Следовательно, продуктами гидролиза будут основная соль и сильная кислота.

Гидролиз по аниону. Он характерен для солей, образованных катионом сильного основания и анионом слабой кислоты (NaF, K₂S, K₃PO₄, CH₃COONa и др.). При гидролизе создается основная среда (рН > 7) Вид продуктов гидролиза зависит от величины заряда и природы аниона. Например:

1. анион однозарядный.

KCN ® K⁺ + CN^-

CN^- + HOH «HCN + OH^-

Молекулярное уравнение гидролиза:

KCN + H₂O «HCN + KOH

Продуктами гидролиза в данном случае являются слабая кислота и сильное основание.

2. анион многозарядный.

K₂CO₃ ® 2K⁺ + CO₃^2-,

CO₃^2- + HOH «HCO₃^-+ OH^-

Молекулярное уравнение 1 ступени гидролиза:

K₂CO₃ + H₂O «KHCO₃ + KOH

В связи с накоплением в реакционной системе ионов OH гидролизом по второй ступени можно пренебречь. Продуктами гидролиза в этом случае будут кислая соль и сильное основание.

Гидролиз по катиону и аниону. Этот случай имеет место для солей, образованных катионом слабого основания и анионом слабой кислоты. Причем, чаще всего независимо от величины заряда катиона и аниона, продуктами гидролиза являются слабое основание и слабая кислота. Характер среды определяется соотношением величины констант диссоциации образующихся кислот и оснований, т.е. их силой. Например:

NH₄CN ® NH₄⁺ + CN^-

NH₄⁺ + HOH «NH₃· H₂O + H⁺

CN^- + HOH «HCN + OH^-

NH₄⁺ + CN^- + 2H₂O «NH₃· H₂O + HCN + H⁺ + OH^-

Молекулярное уравнение гидролиза:

NH₄CN + 2H₂O «NH₃· H₂O + HCN

Гидролиз в данном случае протекает довольно интенсивно. Образующиеся при гидролизе ионы H⁺ и OH^- связываются в молекулы H₂O, что усиливает гидролиз и по катиону и по аниону. Реакция среды в данном случае слабоосновная (рН несколько больше 7) (K(NH₃· H₂O) >K(HCN)).

Если кислота и основание, образующие соль, не только являются слабыми электролитами, но и малорастворимы или неустойчивы и разлагаются с образованием газообразных продуктов, гидролиз таких солей в ряде случаев протекает практически необратимо. По этой причине сульфиды и карбонаты алюминия, хрома и др. нельзя получить в водном растворе:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃¯ + 3CO_2­ + 6NaCl

2CrCl₃ + 3Na₂S + 6H₂O = 2Cr(OH)₃¯ + 3H₂S­ + 6NaCl

Ионно-молекулярные уравнения гидролиза, соответственно:

2Al³⁺ + 3CO₃^2- + 3HOH = 2Al(OH)₃¯ + 3CO_2­

2Cr³⁺ + 3S^2- + 6HOH = 2Cr(OH)₃¯ + 3H₂S­

Поиск по сайту: