double arrow

Гидролиз – процесс обменного взаимодействия ионов соли с водой, приводящий к образованию малодиссоциированных веществ и сопровождающийся изменением реакции (pH) среды.



Суть гидролиза солей заключается в том, что происходит смещение равновесия диссоциации воды вследствие связывания одного из ее ионов с образованием малодиссоциированного или труднорастворимого вещества. В результате гидролиза могут образовываться молекулы слабых кислот и оснований, анионы кислых солей или катионы основных солей. В большинстве случаев гидролиз является обратимым процессом. При повышении температуры и разбавлении гидролиз усиливается. Гидролиз идет по-разному в зависимости от силы кислоты и основания, образовавших соль. Рассмотрим различные случаи гидролиза солей.

а) Соль образована слабой кислотой и сильным основанием (K2S).

При растворении в воде K2S диссоциирует

K2S 2K+ + S2-.

При составлении уравнений гидролиза в первую очередь необходимо определить ионы соли, связывающие ионы воды в малодиссоциирующие соединения, т.е. ионы, обусловливающие гидролиз.

В данном случае ионы S2- связывают катион H+, образуя ион HS

S2– +H2O HS + OH

Уравнение гидролиза в молекулярной форме

K2S + H2O KHS + KOH.

Практически гидролиз соли преимущественно ограничивается первой ступенью с образованием кислой соли (в данном случае KHS). Таким образом, гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (такой, как K2S) протекает по аниону соли. Избыток ионов OH в растворе обусловливает щелочную реакцию среды в растворе (pН>7).




б) Cоль образована слабым основанием и сильной кислотой (CuCl2, Al2(SO4)3).

При растворении в воде CuCl2 диссоциирует

СuCl2 Cu2+ + 2Cl

Ионы Cu2+ соединяются с ионами OH, образуя гидроксоионы CuOH+. Гидролиз соли ограничивается первой ступенью, и образование молекулы Cu(OH)2 не происходит. Ионно-молекулярное уравнение имеет вид

Cu2+ + HOH CuOH+ + H+.

В данном случае продуктами гидролиза являются основная соль и кислота. Уравнение гидролиза в молекулярной форме записывается следующим образом

CuCl2 + H2O CuOHCl + HСl.

Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (в данном случае CuCl2) протекает по катиону соли. Избыток ионов H+ в растворе обусловливает кислую реакцию среды в растворе (рН<7).

При растворении в воде Al2(SO4)3 диссоциирует

Al2(SO4)3 2Al3+ + 3 SO42-.

В данном случае ионы Al3+ соединяются с ионами ОН-, образуя гидроксоионы AlOH2+. Гидролиз соли ограничивается первой ступенью, и образование молекулы Al(OH)3 не происходит. Ионно-молекулярное уравнение имеет вид



Al3+ + Н2О AlOH2+ + Н+.

Продуктами электролиза является основная соль и кислота.

Уравнение гидролиза в молекулярной форме записывается следующим образом

Al2(SO4)3+2 Н2О 2AlOHSO4+ H2SO4 .

в) Соль образована слабой кислотой и слабым основанием (CH3COONH4).

CH3COO + NH4+ + H2O CH3COOH + NH4OH.

В этом случае образуются два малодиссоциированных соединения, и pH раствора зависит от относительной силы кислоты и основания. Если продукты гидролиза могут удаляться из раствора, то гидролиз протекает до конца. Например

Al2S3 + 6 H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S­.

Возможны и другие случаи необратимого гидролиза, их нетрудно предсказать, ведь для необратимости процесса небходимо, чтобы хотя бы один из продуктов гидролиза уходил из сферы реакции.

г) Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием (NaCl, K2SO4, RbBr и др.) гидролизу не подвергаются,т.к. единственным малодиссоциирующим соединением является H2O (рН=7). Растворы этих солей имеют нейтральную среду. Например

NaCl + H2O NaOH + HCl

Na+ + Cl + H2O Na+ + OH + H+ + Cl

H2O H+ + OH.

Реакции обратимого гидролиза полностью подчиняются принципу Ле–Шателье. Поэтому гидролиз соли можно усилить (и даже сделать необратимым) следующими способами:

1) добавить воды;

2) нагреть раствор, при этом усиливается эндотермическая диссоциация воды, а значит, увеличивается количество ионов Н+ и ОН, которые необходимы для осуществления гидролиза соли;

3) связать один из продуктов гидролиза в труднорастворимое соединение или удалить один из продуктов в газовую фазу; например, гидролиз цианида аммония NH4CN будет значительно усиливаться за счет разложения гидрата аммиака с образованием аммиака NH3 и воды:

NH4+ + CN + H2O NH3­ + H2O +HCN.

Гидролиз можно подавить, действуя следующим образом:

1) увеличить концентрацию растворенного вещества;

2) охладить раствор ( для ослабления гидролиза растворы солей следует хранить концентрированными и при низких температурах);

3) ввести в раствор один из продуктов гидролиза; например, подкислять раствор, если его среда в результате гидролиза кислая, или подщелачивать, если щелочная.

Взаимное усиление гидролиза Допустим, что в разных сосудах установились равновесия

CO32– + H2O HCO3 + OH

Al3+ + H2O AlOH2+ + H+

Обе соли гидролизованы незначительно, но если растворы смешать, то происходит связывание ионов H+ и OH. В соответствии с принципом Ле-Шателье оба равновесия смещаются вправо, гидролиз усиливается и протекает полностью.

 



Сейчас читают про: