Гидролиз солей

Гидролиз соли – это обменное взаимодействие ионов соли с молекулами воды, приводящее к увеличению кислотности или щелочности раствора и образованию слабодиссоциируемых соединений. Сущность реакций гидролиза состоит во взаимодействии ионов соли с ионами воды с образованием слабых электролитов. В процессе гидролиза один из ионов воды связывается в слабый электролит, а другой, как правило, накапливается в растворе. Тот ион, который накапливается в растворе, определяет реакцию среды. Если накапливаются ионы Н⁺, то среда будет кислой, если группы ОН^- – щелочной. При образовании одинаковых по си­ле электролитов среда может быть и нейтральной.

Уравнения гидролиза пишутся аналогично другим ионным уравнениям: малодиссоциированные (в том числе и вода) и малорастворимые, а также газообразные вещества пишутся в виде молекул, сильные электролиты записываются в виде ионов. Уравнения гидролиза солей многоосновных кислот и многокислотных оснований записываются по ступеням, аналогично ступенчатой диссоциации.

Различают четыре случая взаимодействия соли и воды.

1. Соли, образуемые сильной кислотой и слабым основанием.

Соли этого типа при растворении в воде образуют кислый раствор. Примером может служить хлорид аммония NH₄Cl. Уравнение реакции гидролиза данной соли имеет вид

NH₄Cl + H₂O ↔ NH₄OH + HCl .

В ионной форме уравнение реакции гидролиза имеет вид

NH₄⁺ + H₂O ↔ NH₄OH + H⁺.

Вследствие связывания ионов ОН^- ионами аммония в слабодиссоциирующие молекулы NH₄OH, в растворе появляется избыток водородных ионов и раствор становится кислым.

2. Соль образована слабой кислотой и сильным основанием.

Соли этого типа при растворении в воде образуют щелочной раствор. При гидролизе соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием, образуется слабая кислота и избыток ионов гидроксила ОН^-. Примером может служить гидролиз цианида калия, уравнение реакции имеет вид

KCN + H₂O ↔ HCN + KOH

или в ионной форме

CN^- + H₂O HCN + OH^-.

3. Соли, образуемые слабыми кислотами и слабыми основаниями. Данные соли почти полностью гидролизуются. Реакция гидролиза таких солей практически необратима. В качестве примера возьмем ацетат аммония CH₃COONH₄. Уравнение реакции гидролиза данной соли имеет вид

CH₃COONH₄ + H₂O ↔ CH₃COOH + NH₄OH

или в ионной форме

CH₃COO^- + HN₄⁺ + H₂O ↔ CH₃COOH + NH₄OH.

При растворении в воде ион аммония реагирует как кислота, а ацетат-ион как основание. Поэтому водный раствор данной соли может быть слабокислым, слабощелочным или нейтральным в зависимости от концентрации ионов Н⁺, ОН^-, образуемых в результате реакции катионов и анионов соли с водой. Это зависит от соотношения между константами диссоциации катиона и аниона.

4. Соль образована сильным основанием и сильной кислотой. К этой группе относятся такие соли как KCl, NaCl, NaNO₃. Подобные соли гидролизу не подвергаются и растворы их остаются нейтральными. Например,

NaCl + H₂O ↔ NaOH + HCl.

Рассмотрим гидролиз солей образованных слабой многоосновной кислотой или слабым основанием многоосновного металла. Гидролиз таких солей происходит ступенчато.

Например, гидролиз карбоната натрия

1 ступень гидролиза:

Образовавшаяся кислая соль подвергается дальше гидролизу (2 ступень гидролиза).

Константа гидролиза по первой ступени связана со второй константой диссоциации кислоты, а константа гидролиза по 2-й ступени– с первой константой диссоциации кислоты:

.

Так как >, то>.

Из-за этого гидролиз по первой ступени всегда протекает в большей степени, чем по второй.

Гидролиз солей, образованных слабым основанием многовалентного металла, рассмотрим на примере гидролиза хлорида меди (II). Уравнение гидролиза данной соли имеет вид

1-я ступень

2-я ступень (протекает в очень малой степени).

Сдвинуть равновесие гидролиза можно:

1) Добавлением одноименных ионов. [H⁺] подавляет гидролиз по катиону, [OH^-] подавляет гидролиз по аниону.

2) Разбавление способствует гидролизу.

3) Гидролиз - реакция, обратная нейтрализации. Нейтрализация - экзотермический процесс. H⁺+ OH^- = H₂O DH=-56 кДж, следоввтельно гидролиз - процесс эндотермический. Повышение температуры способствует гидролизу.