Обменные реакции в растворах электролитов. Гидролиз солей. Ступенчатый гидролиз

· Реакция ионного обмена — одна из видов химической реакции, характеризующаяся выделением в продукты реакции воды,

газа или осадка.

· Гидролиз солей — разновидность реакций гидролиза, обусловленного протеканием реакций ионного обмена в растворах

(преимущественно, водных) растворимых солей-электролитов. Движущей силой процесса является взаимодействие ионов с водой, приводящее к образованию слабого электролита в ионном или (реже) молекулярном виде («связывание ионов»).

Различают обратимый и необратимый гидролиз солей:

1) В соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (FeCl2, NH4Cl, Al2(SO4)3, MgSO4) гидролизу подвергается катион:

FeCl2 + HOH =>Fe(OH)Cl + HCl

Fe2+ + 2Cl- + H+ + OH- => FeOH+ + 2Cl- + Н+

В результате гидролиза образуется слабый электролит, ион H и другие ионы. рН раствора < 7 (раствор приобретает кислую реакцию).

2) Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (КClO, K2SiO3, Na2CO3, CH3COONa) подвергается гидролизу по аниону, в результате чего образуется слабый электролит, гидроксид ион и другие ионы.

K2SiO3 + НОH =>KHSiO3 + KОН

2K+ +SiO32- + Н+ + ОH- => НSiO3- + 2K+ + ОН-

рН таких растворов > 7 (раствор приобретает щелочную реакцию).

3)Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой (СН3СООNН4, (NН4)2СО3, Al2S3), гидролизуется и по катиону, и по аниону. В результате образуется малодиссоциирующие основание и кислота. рН растворов таких солей зависит от относительной силы кислоты и основания. Мерой силы кислоты и основания является константа диссоциации соответствующего реактива.

Реакция среды этих растворов может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной:

Аl2S3 + 6HOH =>2Аl(ОН)3 + 3Н2S

2Al3+ + 3S2- + 6H+ + 6OH- =>2Аl(ОН)3 + 6Н+ + S2-

рН =7

Соль сильной кислоты и сильного основания не подвергается гидролизу, и раствор нейтрален.

Гидролиз многокислотных солей и многоосновных кислот проходит ступенчато.

Например, гидролиз хлорида железа (II) включает две ступени:

1-ая ступень FeCl2 + HOH =>Fe(OH)Cl + HCl

Fe2+ + 2Cl- + H+ + OH- =>Fe(OH)+ + 2Cl- + H+

2-ая ступень Fe(OH)Cl + HOH =>Fe(OH)2 + HCl

Fe(OH)+ + Cl- + H+ + OH- =>Fe(ОН)2 + Н+ + Cl-

Гидролиз карбоната натрия включает две ступени:

1-ая ступень Nа2СО3 + HOH =>NаНСО3 + NаОН

СО32- + 2Na+ + H+ + OH- =>НСО3- + ОН- + 2Na+

2-ая ступень NаНСО3 + Н2О =>NаОН + Н2СО3

НСО3- + Na+ + H+ + OH- =>Н2СО3 + ОН- + Na+

Гидролиз - процесс обратимый. Повышение концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов препятствует протеканию реакции до конца. Параллельно с гидролизом проходит реакция нейтрализации, когда образующееся слабое основание (Мg(ОН)2, Fe(ОН)2) взаимодействует с сильной кислотой, а образующаяся слабая кислота (СН3СООН, Н2СО3) - со щелочью.

Гидролиз протекает необратимо, если в результате реакции образуется нерастворимое основание и (или) летучая кислота:

Al2S3 + 6H2O =>2Al(OH)3 + 3H2S

Степень и константа гидролиза.

Под степенью гидролиза подразумевается отношение части соли, подвергающейся гидролизу, к общей концентрации её ионов в растворе. Обозначается α (или h_гидр);

α = (c_гидр/c_общ)·100 %

где c_гидр — число молей гидролизованной соли, c_общ — общее число молей растворённой соли.

Степень гидролиза соли тем выше, чем слабее кислота или основание, её образующие.

Является количественной характеристикой гидролиза.

Константа гидролиза хар-ет способность данной соли подвергаться гидролизу; чем больше константа, тем в больше степени протекает гидролиз.