Рассмотрим теперь гидролиз солей, образованных слабой многоосновной кислотой или слабым основанием многовалентного металла. Гидролиз таких солей протекает ступенчато. Так, первая ступень гидролиза карбоната натрия протекает согласно уравнению
Nа2СО
Nа2СО3 + Н2О NаНСО3 + NаОН, или в ионно-молекулярной форме:
+ Н2О НСО3 - + ОН-.
Образовавшаяся кислая соль в свою очередь подвергается гидролизу (вторая ступень гидролиза)
NаНСО3 + Н2О Nа2СО3 + NаОН, Или НСО3 - + Н2О Nа2СО3 + ОН-.
Как видно, при гидролизе по первой ступени образуется ион НСО3-, диссоциация которого характеризуется второй константой диссоциации угольной кислоты
НСО3- Н+ + ;
К2, кисл. =
При гидролизе по второй ступени образуется угольная кислота, диссоциацию которой характеризует первая константа ее диссоциации
НСО3 Н+ +Н ;
К1, кисл. = .
Поэтому константа гидролиза по первой ступени
Кг,1=
связана со второй константой диссоциации кислоты, в константа гидролиза по второй ступени
|
|
Кг,2=
с первой константой диссоциации кислоты. Эта связь выражается соотношениями:
Кг,1= Кг,2= .
Поскольку первая константа диссоциации кислоты всегда больше второй, то константа гидролиза по первой ступени всегда больше, чем константа гидролиза по второй ступени: Кг,1> Кг,2. По этой причине гидролиз по первой ступени всегда протекает в большей степени, чем по второй. Кроме того, ионы, образующиеся при гидролизе по первой ступени (в нашем примере - ионы ОН -), способствуют смещению равновесия второй ступени влево, т.е. также подавляют гидролиз по второй ступени.
Аналогично происходит гидролиз солей, образованных слабым основанием многовалентного металла. Например, гидролиз CuCl2, который по первой ступени протекает с образованием гидроксохлорида меди
CuC l 2 + Н2О CuОНC l +НС l или в ионно-молекулярной форме
Cu2+ + Н2О CuОН+ + Н+.
Гидролиз по второй ступени происходит в ничтожно малой степени:
CuОНC l+ + Н2О Cu (ОН) 2 + НС l Или CuОН + + Н2О Cu (ОН) 2 + Н.
Примером гидролиза солей многоосновных слабых кислот и слабых оснований может служить гидролиз ацетата алюминия, протекающий до основных солей - гидроксоацетата дигидроксоацетата алюминия:
А l (СН3СОО) 3+ Н2О А l (ОН) (СН3СОО) 2+ СН3СООН;
А l (ОН) (СН3СОО) 2 + Н2О А l (ОН) 2 (СН3СОО) + СН3СООН.
Рассмотрим для данного случая отдельно гидролиз катиона и гидролиз аниона. Эти процессы выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
А l 3++ Н2О А l ОН2 +Н+; СН3СОО - + Н2О СН3СООН +ОН -.
Итак, при гидролизе катиона образуются ионы Н+, а при гидролизе аниона - ионы ОН-. Эти ионы не могут в значительных концентрациях сосуществовать; они соединяются, образуя молекулы воды. Это приводит к смещению равновесия вправо. Иначе говоря, гидролиз катиона и гидролиз аниона в этом случае усиливают друг друга. Если кислота и основание, образующие соль, не только слабые электролиты, но и мало растворимы, или неустойчивы и разлагаются с образованием летучих продуктов, то гидролиз соли часто протекает необратимо, т.е. сопровождается полным разложением соли. Так, при взаимодействии в растворе соли алюминия, например А l C l 3, с карбонатом натрия выпадает осадок гидроксида алюминия и выделяется диоксид углерода
|
|
2А l C l 3 + 3 Nа2СО3+ 3Н2О 2А l (ОН) 3¯ + 3СО2 +6 NаC l или
2А l 3++ 3СО32-+3Н2О 2А l (ОН) 3¯+ 3СО2.
Протонная теория кислот и оснований рассматривает гидролиз солей как частный случай кислотно-основного равновесия.