Алгоритм составления уравнений гидролиза солей

Гидролизом соли называется обменная реакция между ионами соли и ионами воды с образованием слабого электролита.

Гидролизу подвергаются растворимые в воде соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, слабым (или труднорастворимым) основанием и сильной кислотой, слабым (или труднорастворимым) основанием и слабой кислотой.

Гидролизу подвергаются также кислые соли слабых кислот, основные соли труднорастворимых оснований, двойные соли, а также некоторые соли поликислот и комплексные соли.

· Кислая соль

КНСО₃ + НОН ↔ КОН + Н₂СО₃,

K⁺ + HCO₃^- + HOH ↔ K⁺ + OH^- + H₂CO₃,

HCO₃^- + HOH ↔ OH^- + H₂CO₃.

· Основная соль

Cu(OH)Cl + HOH ↔ Cu(OH)₂ + HCl,

Cu(OH)⁺ + Cl^- + HOH ↔ Cu(OH)₂ + H⁺ + Cl^-,

Cu(OH)⁺ + HOH ↔ Cu(OH)₂ + H⁺.

· Двойная соль

KAl(SO₄)₂ + HOH ↔ KHSO₄ + Al(OH)SO₄,

K⁺ + Al³⁺ + 2SO₄^2- + HOH ↔ K⁺ + HSO₄^- + Al(OH)²⁺ + SO₄^2-,

Al³⁺ + SO₄^2- + HOH ↔ HSO₄^- + Al(OH)²⁺,

HSO₄^- ↔ H⁺ + SO₄^2- - среда раствора соли кислая, рН < 7.

· Соль поликислоты

K₂Cr₂O₇ + HOH ↔ K₂CrO₄ + H₂CrO₄,

2K⁺ + Cr₂O₇^2- + HOH ↔ 2K⁺ + CrO₄^2- + 2H⁺ + CrO₄^2-,

Cr₂O₇^2- + HOH ↔ 2CrO₄^2- + 2H⁺.

· Комплексная соль

K[Al(OH)₄] + HOH ↔ KOH + [Al(OH)₃ (H₂O)],

K⁺ + [Al(OH)₄]^- + HOH ↔ K⁺ + OH^- + [Al(OH)₃ (H₂O)],

[Al(OH)₄]^- + HOH ↔ OH^- + [Al(OH)₃ (H₂O)].

Причиной гидролиза соли является различие сродства к протону ионов соли, которое, в свою очередь, определяется величиной константы диссоциации соответствующих кислоты и основания (или значениями произведения растворимости труднорастворимых оснований – ПР) и ионным произведением воды.

При обычных условиях гидролизу не подвергаются соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, все труднорастворимые соли.

Гидролиз солей сильных кислот и сильных оснований (например, хлоридов, иодидов, нитратов, перхлоратов щелочных металлов) в обычных условиях практически отсутствует, что связано с малыми величинами сродства протона к аниону соли и сродства иона ОН^- к катиону соли. Однако при высокой температуре гидролизу могут подвергаться и соли этого типа. Так, в случае хлорида натрия при высокой температуре происходит выделение газообразного хлороводорода (высокотемпературный гидролиз):

NaCl + HOH ^T°C NaOH + HCl­

Если при гидролизе соли образуется газообразное, легколетучее или труднорастворимое вещество, то реакция практически протекает до полного разложения исходного вещества (полный гидролиз соли).

Полному гидролизу подвергаются соли, образованные слабым (или труднорастворимым) основанием и слабой кислотой.

Среда (и рН) растворов солей, подвергнувшихся полному гидролизу, будет зависеть от относительной величины константы диссоциации (ионизации) слабой кислоты и слабого основания. К примеру, раствор цианида аммония NH₄CN оказывается основным (К_д (NH₃×H₂O) = 1,8×10^{– 5}; К_д (HCN) = 7×10^-10), раствор ацетата аммония CH₃COONH₄ - нейтральным (К_д(CH₃COOH)=1,8×10^–5), а раствор ортофосфата аммония (NH₄)₃PO₄ - кислым (К_д (Н₃РО₄) = 7,5×10^-3).

Конечными продуктами гидролиза соли являются кислота, основание или амфотерный гидроксид.

При гидролизе катиона соли среда раствора соли всегда кислая, рН < 7. При гидролизе аниона соли среда раствора соли всегда щелочная, рН > 7. Если гидролизу подвергаются оба иона соли: и катион, и анион – среда раствора соли может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной.

Продукты гидролиза соли – слабые кислоты и основания (или амфотерные гидроксиды) – образуются или в виде одноядерных частиц, содержащих один гидролизованный ион, или в виде полиядерных частиц различного состава, содержащих несколько ионов. К образованию многоядерных продуктов приводит гидролиз катионов ряда труднорастворимых оснований, таких как Be²⁺, Bi³⁺ и др. (образуются многоядерные продукты [Be₃(OH)₃]³⁺, [Bi₆(OH)₃]⁶⁺ и т. д.), или анионов очень слабых кислот, таких как борная, кремниевая, германиевая и др. (образуются многоядерные продукты [HBO₂]_n, [HМo₇O₂₄]^5-).

В ряде случаев образующиеся в результате гидролиза соли слабые основания или кислоты находятся в форме гидратов.