Гидролиз солей

Чистая вода имеет нейтральную реакцию, так как при ее ионизации:

HOH ↔ H⁺ + OH^─

концентрации ионов H⁺ и OH^– равны.

Опыт показывает, что водные растворы средних солей имеют кислую, щелочную или нейтральную реакции, хотя их молекулы не содержат ни ионов Н⁺, ни ионов ОН^–. Это объясняется обратимым взаимодействием ионов соли с молекулами воды, сопровождающимся нарушением равновесия ионизации воды (изменением рН раствора), которое называется гидролизом соли. При этом образуется слабый электролит.

Гидролизу подвергаются соли, образованные при взаимодействии:

1. слабой кислоты и сильного основания (CH₃COONa);

2. слабого основания и сильной кислоты (NH₄Cl);

3. слабой кислоты и слабого основания (CH₃COONH₄).

Рассмотрим первый случай.

Ацетат натрия CH₃COONa в воде полностью диссоциирует на ионы, т.к. является сильным электролитом. Ионное уравнение гидролиза:

CH₃COO^–+ Na⁺ + HOH ↔ CH₃COOH + Na⁺ + OH^–

показывает, что образуется уксусная кислота ‑ слабый электролит, то есть ионы H⁺ связываются ионами CH₃COO^–. Ионов OH^– в р-ре становится больше, чем Н⁺ ‑ р-р имеет щелочную реакцию (pH>7). Говорят, что имеет место гидролиз по аниону.

Во втором случае раствор NH₄Cl имеет кислую реакцию (pH<7), т.к. ионы OH^– связываются катионами NH₄⁺ с образованием слабого электролита NH₃·H₂O. Это пример гидролиза по катиону, при котором концентрация Н⁺ становится больше, чем концентрация гидроксил ионов.

В третьем случае происходит гидролиз и по катиону, и по аниону. Значение pH раствора зависит от соотношения сил слабой кислоты и слабого основания.

Хлорид натрия NaCl не подвергается гидролизу, раствор имеет нейтральную реакцию (pH=7), ионы H⁺ и OH^– не связываются, так как NaOH и HCl^– сильные электролиты.

Na⁺ + Cl^– + HOH ↔ Na⁺ + OH^– + H⁺ + Cl^–.

Ступенчатый гидролиз

Ступенчатому гидролизу подвергаются соли, образованные многоосновными слабыми кислотами или многоосновными слабыми основаниями.

Гидролиз по аниону (pH>7).

Na₂CO₃ + HOH ↔NaHCO₃+ NaOH – первая ступень,

NaHCO₃+ HOH ↔ H₂CO₃ + NaOH – вторая ступень.

Гидролиз по катиону (pH<7).

AlCl₃ + HOH ↔ AlOHCl₂ + HCl – первая ступень,

АlOHCl₂ +H₂O ↔ Al(OH)₂Cl + HCl – вторая ступень,

Al(OH)₂Cl + HOH ↔ Al(OH)₃ + HCl – третья ступень (очень мало).

Гидролиз – как правило, обратимый процесс не идущий до конца.

Необратимый гидролиз – если продукты уходят из реакции (↓и↑).

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃↓+3H₂S↑

Обратной гидролизу является реакция нейтрализации

CH₃COO^– + HOH ↔ CH₃COOH⁺ OH^–.

Подавление и усиление гидролиза

Для усиления гидролиза соли, гидролизующейся по катиону, необходимо добавить основание для связывали ионов Н⁺

Кt⁺ + HOH ↔ KtOH +H⁺

При добавлении кислоты в этом случае гидролиз подавляется. Принцип управления гидролизом соли, образованной слабой кислотой, аналогичен:

An^– + HOH ↔ AnH + OH^–.

Для усиления – добавляют кислоту, для уменьшения – основание. Катионы водорода можно связать в кислые анионы (HCO^–₃) или в нейтральные молекулы слабых кислот (H₂CO₃), действуя на растворы солями сильных оснований слабых кислот, например, Na₂CO₃ .Анионы можно связывать в комплексные ионы, например,

[Co(OH)]⁺ , [Al(OH)₂]⁺ .