Гидролиз катионов и анионов протекает быстро, так как относится к реакциям ионного обмена

ГИДРОЛИЗ

ОСАДКООБРАЗОВАНИЕ

ХИМИЧЕСКОЕ САМООЧИЩЕНИЕ

Процессы перераспределения ЗВ в водной среде могут сопровождаться их химической трансформацией. При этом трансформация может осуществляться как в растворенном, так и в сорбированном состояниях. Рассмотрим некоторые процессы трансформации ЗВ в природных водах.

Многие загрязняющие вещества являются слабыми кислотами или основаниями и участвуют в кислотно-основных превращениях. Соли, образованные слабыми основаниями или слабыми кислотами, подвергаются гидролизу. Соли, образованные слабыми основаниями,. гидролизуются по катиону, соли, образованные слабыми кислотами, – по аниону. Гидролизу подвергаются катионы ТМ, Fe³⁺, Al³⁺:

Fe³⁺ + HOH ↔ FeOH²⁺ + H⁺

Al³⁺ + HOH ↔ AlOH²⁺ + H⁺

Cu²⁺ + HOH ↔ CuOH⁺ + H⁺

Pb²⁺ + HOH ↔ PbOH⁺ + H⁺.

Эти процессы вызывают подкисление среды.

Гидролизуются анионы слабых кислот:

CO₃^2- + HOH ↔ HCO₃^- + OH^-

SiO₃^2- + HOH ↔ HSiO₃^- + OH^-

PO₄^3- + HOH ↔ HPO₄^2- + OH^-

S^2- + HOH ↔ HS^- + OH^-,

что способствует подщелачиванию среды.

Одновременное наличие гидролизующихся катионов и анионов вызывает в некоторых случаях полный необратимый гидролиз, который может привести к образованию осадков малорастворимых гидроксидов Fe(OH)₃, Al(OH)₃ и др.

Среди органических соединений гидролизу подвергаются эфиры и амиды карбоновых кислот и различных фосфорсодержащих кислот. При этом вода участвует в реакции не только как растворитель, но и как реагент:

R₁–COO–R₂ + HOH ↔ R₁–COOH + R₂OH

R₁–COO–NH₂ + HOH ↔ R₁–COOH + NH₃

R₁―O―P=O + HOH ↔ H ₃PO₄ + R₁OH + R₂OH + R₃OH

R₂―O ⁄ |

R₃―O

В качестве примера можно упомянуть дихлофос (о,о-диэтил-2,2-дихлорвинилфосфат).

C₂H₅―O―P=O + 2HOH ↔ H―O―P=O + 2C₂H₅OH

C₂H₅―O ⁄ | H―O ⁄ |

Cl₂C=CH―O Cl₂C=CH―O

Гидролизуются и различные галогенорганические соединения:

R–Cl + HOH ↔ R–OH + HCl

R–C–Cl + 2HOH ↔ R–C–OH + 2HCl ↔ R–C=O + H₂O + 2HCl

\ Cl \ OH \ H

R–C–Cl + 3HOH ↔ R–C–OH + 3HCl ↔ R–C=O + 2H₂O + 3HCl

| \ Cl | \ OH \ OH

Cl OH

Эти гидролитические процессы совершаются в другой временной шкале. Реакции гидролиза могут осуществляться как без катализатора, так и с участием в качестве катализаторов растворенных в природных водах кислот и оснований. Соответственно константа скорости гидролиза может быть представлена в виде:

, где (185)

- константы скорости кислотного гидролиза, гидролиза в нейтральной среде и щелочного гидролиза.

При этом можно считать гидролиз реакцией псевдопервого порядка, так как ЗВ присутствую в природных водах в следовых количествах. Концентрация воды по сравнению с их концентрациями много больше и практически считается неизменной.

.

Константы скорости гидролиза некоторых ЗВ приведены в таблице 15.

Таблица 15 – Константы скорости гидролиза некоторых органических веществ при 298К, pH = 7

Вещество	Продукты гидролиза	Константы гидролиза	τ½, полу- период гидролиза
,с-1	, л·моль-1· с-1	, л ·моль-1·с-1
Метилхлорацетат	Хлоруксусная кислота, метанол	2,1 ·10-7	8,5 ·10-5		0,57 сут.
Бромметан	Метанол, бромоводород	4,7 · 10-7	―	1,4 ·10-4	17 сут.
Этилацетат	Уксусная кислота, этанол	0,15	1,1 · 10-4	0,11	~5с
Трихлорметан	Муравьиная кислота, хлороводород	―	―	6,9 ·10-5	~3180 лет