Лекция по теме: «Гидролиз солей»

Гидролизом называется обменная реакция между веществом и водой. При гидролизе обычно происходит изменение реакции среды. Если гидролиз не сопровождается образованием осадков или газов, он называется обратимым. Гидролиз солей является реакцией, обратной реакции нейтрализации.

Любую соль можно рассматривать как продукт, образованный взаимодействием соответствующих основания и кислоты. Так, можно выделить 4 типа солей, гидролиз которых идет по-разному:

1. Соль, образованная сильной кислотой и слабым основанием, гидролизуется по аниону, среда раствора кислая (рН<7):

NH₄Cl + НОН «NH₄ОН» + НCl.

NH₄⁺ + НОН «NH₄ОН» + Н⁺

2. Соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, гидролизуется по катиону, среда раствора щелочная (рН>7):

К₂СO₃ + НОН КHСО₃ + КОН СO₃^2- + НОН HСО₃— + ОН;

3. Соль, образованная слабой кислотой и слабым основанием, гидролизуется по катиону и аниону, среда раствора практически нейтральная (рН7):

NH₄CN + НОН «NH₄ОН» + НCN.

NH₄⁺+CN-+НОН «NH₄ОН"+НCN.

3. Соль, образованная сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергается, среда раствора нейтральная (рН=7):

КNO₃ + НОН.

Гидролиз протекает тем полнее, чем слабее электролит, образовавший соль, чем выше температура (т.к. гидролиз — эндотермический процесс) и чем больше разбавление раствора в соответствии с принципом Ле-Шателье.

Гидролиз солей, образованных слабой многоосновной кислотой и сильным основанием или слабым многокислотным основанием и сильной кислотой, протекает ступенчато, причем, в основном, по первой ступени.

В качестве примера подробно рассмотрим процесс взаимодействия карбоната натрия с водой. Так как Na₂СO₃ — сильный электролит, то в водном растворе соль сначала будет диссоциировать на катион и анион:

Na₂СO₃ 2Na⁺ + СO₃^2-.

Далее ион слабого электролита, образовавшего соль, в нашем примере СO₃^2-, будет взаимодействовать с водой с образованием НСO₃— и ОН—группы:

СO₃^2- + НОН НСO₃— + ОН;

Получили краткое ионно-молекулярное уравнение реакции гидролиза. Добавив в левую и правую части ионы натрия, получим полное ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза:

2Na⁺ + СO₃^2- + НОН НСO₃— + ОН- + 2Na⁺

Na₂СO₃ + НОН NaНСO₃ + NaОН Из уравнения реакции видно, что в результате гидролиза в растворе накапливаются ОН—ионы, обуславливающие щелочную реакцию среды (рН>7).

Пример 1. Определите среду раствора нитрата аммония.

Решение: 1. Диссоциация:

NH₄NО₃ NH₄⁺ + NО₃;

2. Гидролиз по катиону:

NH₄⁺ + НОН «NH₄ОН» + Н⁺

NH₄⁺ + NО₃— +НОН «NH₄ОН» + Н⁺ + NО₃;

NH₄NО₃ + НОН «NH₄ОН» + НNО₃

В результате гидролиза в растворе накапливаются Н⁺-ионы, среда — кислая (рН>7).

Гидролиз представляет собой обратимый равновесный процесс, которому соответствует константа равновесия, называемая константой гидролиза.

Для уравнения гидролиза соли КА, образованной слабой кислотой НА …

K_г = Ch² или h =.

Из данного уравнения следует, что при разбавлении раствора (при уменьшении концентрации соли) гидролиз усиливается.

Рассмотрим случай необратимого гидролиза: при сливании растворов хлорида алюминия и карбоната натрия выделяется газ и образуется белый осадок. Объясним эти явления.

В первом растворе до сливания идет гидролиз по катиону:

Al³⁺+HOН Al (OH)²⁺+H⁺.

Во втором растворе до сливания — гидролиз по аниону:

CO₃^2-+HOН HCO₃-+OH-.

При сливании растворов происходит связывание OHи H⁺ в молекулу воды: OH-+H⁺=H₂O, равновесие гидролиза смещается вправо и возможно протекание гидролиза по следующим ступеням:

Al (OH)²⁺ + HOН Al (OH)₂⁺ + H⁺.

Al (OH)₂⁺ + HOН Al (OH)₃v + H⁺.

HCO₃— + HOН «H₂CO₃» + OH-.

«H₂CO₃» > H₂O + CO₂.

Суммарное уравнение с учетом полного необратимого гидролиза имеет вид:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O 2Al (OH)₃ + 3CO₂ + 6NaCl.