визначення гідролізу
Гідроліз - це хімічна реакція іонного обміну між водою і розчиненим у ній речовиною з утворенням слабкого електроліту. (В загальному випадку обмінна взаємодія розчиненої речовини з розчинником зветься - сольволізу).
У більшості випадків гідроліз супроводжується зміною pH розчину.
Більшість реакцій гідролізу - оборотні:
Pb (NO3) 2 + H2 O Pb (OH) (NO3) + HNO3
Na2 HPO4 + H2 O NaH2 PO4 + NaOH
Деякі реакції гідролізу протікають незворотньо:
Al2 S3 + 6H2 O 2Al (OH) 3 + 3H2 S
Причиною гідролізу є взаємодія іонів солі з молекулами води з гідратної оболонки з утворенням малодисоційованих з'єднань або іонів.
Здатність солей піддаватися гідролізу залежить від двох чинників:
1) властивостей іонів, що утворять сіль;
2) зовнішніх чинників.
Відсутність гідролізу в розчинах
Солі, утворені катіоном сильної основи і аніоном сильної кислоти (наприклад. LiBr, K2 SO4. NaClO4. BaCl. Ca (NO3) 2 та ін.) Гідролізу не піддавалося, тому що ні катіон, ні аніон солі не можуть при взаємодії з водою утворити молекули слабких електролітів. Водні розчини таких солей мають нейтральну реакцію середовища (pH = 7). Практично не гідролізуються також і важкорозчинні солі (CaCO3. Mg3 (PO4) 2 та ін.) Через дуже низької концентрації іонів у водних розчинах цих солей.
Гідроліз по катіону
Солі слабкої підстави і сильної кислоти гідролізуються по катіону:
NH4 Cl + H2 O NH4 OH + HCl
NH4 + + H2 O NH4 OH + H +
Гідроліз солей, утворених многовалентного катіоном протікає східчасто, через стадії утворення основних солей:
Al (NO3) 3 + H2 O Al (OH) (NO3) 2 + HNO3
Al 3+ + H2 O [Al (OH)] 2+ + H +
Al (OH) (NO3) 2 + H2 O Al (OH) 2 (NO3) + HNO3
[Al (OH)] 2+ + H2 O [Al (OH) 2] + + H +
Al (OH) 2 (NO3) + H2 O Al (OH) 3 + HNO3
[Al (OH) 2] + + H2 O Al (OH) 3 + H +
Гідроліз протікає досить сильно по першій ступені, слабо - по другого ступеня і зовсім слабко - по третьому ступені (з огляду на накопичення іонів водню, процес зміщується в бік вихідних речовин). Більш повного гідролізу сприяє розведення розчину і підвищення температури. (В цьому випадку можна враховувати гідроліз і по третій сходинці.)
При гідролізі по катіону реакція розчину кисла pH <7.
Гідроліз за аніоном
Солі, утворені сильною основою і слабкою (асоційованої) кислотою гідролізуються по аніону:
CH3 COOK + H2 O CH3 COOH + KOH
CH3 COO - + H2 O CH3 COOH + OH -
Солі многоосновних кислот гідролізуються ступінчасто (з утворенням кислих солей):
K2 CO3 + H2 O KHCO3 + KOH
CO 2 3 + H2 O HCO3 - + OH -
KHCO3 + H2 O H2 CO3 + KOH
HCO3 - + H2 O H2 CO3 + OH -
Перший ступінь гідролізу протікає досить сильно, а друга - слабо, про що свідчить pH розчину карбонату і гідрокарбонату калію. (Лише при сильному розведенні і нагріванні слід враховувати гідроліз утворюється кислої солі). Оскільки при взаємодії з водою аніонів слабких кислот утворюються іони OH -. водні розчини таких солей мають лужну реакцію (pH> 7).
Гідроліз по катіону і аніону
Солі, утворені слабкою основою і слабкою кислотою, гідролізуються і по катіону і по аніону:
CH3 COONH4 + H2 O CH3 COOH + NH4 OH
або в іонної формі:
CH3 COO - + NH4 + + H2 O CH3 COOH + NH4 OH
Гідроліз таких солей протікає дуже сильно, оскільки в результаті його утворюються і слабка основа, і слабка кислота.
Реакція середовища в цьому випадку залежить від порівняльної сили підстави і кислоти, тобто від їх констант дисоціації (KD).
якщо KD (підстави) У разі гідролізу CH3 COONH4. тому реакція водного розчину цієї солі буде слаболужною, майже нейтральної (pH = 7-8). Якщо основа і кислота, що утворюють сіль, є не тільки слабкими електролітами, а й малорастворіми або нестійкі і розкладаються з утворенням летких продуктів, то в цьому випадку гідроліз солі протікає незворотньо: Al2 S3 + 6H2 O 2Al (OH) 3 + 3H2 S Тому сульфід алюмінію не може існувати у вигляді водних розчинів, може бути отриманий тільки "сухим способом", наприклад. з елементів при високій температурі: 2Al + 3S - t ° Al2 S3 і повинен зберігатися в герметичних судинах, що виключають потрапляння вологи. До числа таких реакцій відносяться взаємодії солей двовалентних катіонів (крім Ca 2+. Sr 2+. Ba 2) з водними розчинами карбонатів натрію або калію, що супроводжуються утворенням опадів менш розчинних основних карбонатів 2Cu (NO3) 2 + 2Na2 CO3 + H2 O Cu2 (OH) 2 CO3 + 4NaNO3 + CO2 А також реакції взаємодії солей Al 3+. Cr 3+ і Fe 3+ (* При взаємодії водних розчинів солей тривалентного заліза з сульфідами лужних металів протікає окислювально-відновна реакція: 2Fe 3+ + S 2 ® 2Fe 2+ + S 0) з водними розчинами карбонатів і сульфідів лужних металів: 2AlCl + 3Na2 CO3 + 3H2 O 2Al (OH) 3 + 3CO2 + 6NaCl Cr2 (SO4) 3 + 3Na2 S + 6H2 O 2Cr (OH) 3 + 3H2 S + 3Na2 SO4 Ступінь гідролізу (a гідр.) - відношення числа гідролізованих молекул до загального числа розчинених молекул (виражається у відсотках): Ступінь гідролізу залежить від хімічної природи утворюється при гідролізі кислоти (підстави) і буде тим більше, чим слабкіша кислота (підстава) (у певних рівних умовах).Реакції обміну, супроводжувані гідролізом
Кількісні характеристики реакції гідролізу
Схожі статті