Гидролиз солей
В общем случае гидролиз – это реакция обменного разложения вещества водой. Гидролизу подвержены соединения различных классов.
Гидролиз солей – процесс взаимодействия ионов, образовавшихся при диссоциации соли, с молекулами воды, сопровождающийся образованием слабых электролитов и изменением рН среды.
В реакции гидролиза вступают соли, образованные слабой кислотой и слабым основанием, или слабой кислотой и сильным основанием, или слабым основанием и сильной кислотой. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются
Растворы солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием, имеют щелочную реакцию. Например при растворении в воде цианида калия он полностью диссоциирует (все соли сильные электролиты):
Образующиеся в результате диссоциации ионы калия соответствуют сильному электролиту КОН, а цианид-ионы - слабой циановодородной кислоте HCN. Ионы водорода, образовавшиеся в результате диссоциации молекул воды, связываются цианид-ионами в молекулы HCN, в результате в растворе накапливаются ионы гидроксила:
Обычно эти два процесса при записи объединяют, получая сокращенное ионное уравнение гидролиза:
рН этого раствора больше 7. Такой гидролиз называется гидролизом по аниону. Для него можно записать полное ионное:
и молекулярное уравнение:
Растворы солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой, имеют кислую реакцию. Аналогично предыдущему примеру гидролиз хлорида аммония NH4Cl:
Диссоциация при растворении соли:
Слабому основанию - аммиаку - соответствует ион аммония NH4+, он и будет взаимодействовать с молекулами воды образуя слабый электролит:
В растворе накапливаются ионы водорода, среда кислая, рН раствора меньше 7. Такой гидролиз называется гидролизом по катиону. Полное ионное уравнение:
молекулярное уравнение:
Особенно глубоко протекает гидролиз солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием. В этом случае происходит гидролиз по катиону и аниону. Пример - гидролиз сульфида аммония. Соль при растворении в воде диссоциирует:
Оба иона, образовавшиеся при диссоциации, соответствуют слабым элетролитам, поэтому протекает гидролиз по катиону:
и по аниону:
Ионы водорода и гидроксила дают молекулы воды - среда не может быть одновременно кислотй и щелочной:
однако среда не будет нейтральной. Реакция среды будет определяться соотношением констант диссоциации кислоты и основания. Если больше константа диссоциации основания (основание сильнее кислоты), среда будет щелочной, если больше константа диссоциации кислоты (кислота сильнее основаниия) - кислой. В приведенном примере аммиак - более сильный электролит по сравнению с сероводородной кислотой, поэтому среда будет слабощелочной, рН > 7.
В редких случаях, когда константы диссоциации кислоты и основания практически одинаковы, например, при гидролизе ацетата аммония CH3COONH4, среда будет почти нейтральная.
Если соль образована многокислотным основанием или многоосновной кислотой, гидролиз протекает ступенчато. Пример - гидролиз хлорида железа(III). Диссоциация соли при растворении:
Ион Fe3+ соответствует слабому трехкислотному основанию Fe(OH)3, он и подвергается ступенчатому гидролизу. I-я ступень:
II-я ступень:
III-я ступень:
Гидролиз по первой ступени всегда протекает в значительно большей степени, чем по второй. Кроме того, ионы, образующиеся при гидролизе по первой ступени (в рассмотренном примере — ионы H+), способствуют смещению равновесия второйступени влево, т. е. также подавляют гидролиз по второй ступени. Поэтому в обычных условиях (комнатная температура, атмосферное давление) гидролизом по второй и последующим ступеням можно пренебречь.
Следующий пример - гидролиз карбоната натрия Na3CO3. Диссоциация:
Ион соответствует слабой двухосновной угольной кислоте, именно он и подвергается гидролизу. I-я ступень:
II-я ступень:
И опять в обычных условиях существенна только первая ступень гидролиза.