Гидролиз солей - Растворы

Гидролизом соли Называется взаимодействие ионов соли с молекулами воды с образованием слабых электролитов. При этом нарушается равновесие диссоциации воды и изменяется рН раствора.

Гидролиз соли - это реакция, обратная реакции нейтрализации. Сущность ее сводится к связыванию анионом слабой кислоты катионов водорода из молекул воды или катионом слабого основания - гидроксид-ионов из воды. В результате изменяется реакция среды.

Рассмотрим Типичные случаи гидролиза солей.

1. Гидролиз соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием (Na2CO3, K2S, CH3COONa) протекает По аниону. При гидролизе таких солей в растворе накапливаются ионы ОН-, что создает щелочную реакцию среды.

CH3COO - + H2O CH3COOH + OH-, рН 7

CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH.

2. Гидролиз соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием (NH4Cl, Al(NO3)3, CuCl2), протекает По катиону. При гидролизе таких солей в растворе накапливаются ионы H+, что создает кислую реакцию среды.

NH4+ + H2O NH4OH + H+, рН 7

NH4Cl + H2O NH4OH + HCl.

3. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой (СН3СООNH4, Al2S3), протекает одновременно и по катиону, и по аниону. Реакция среды и рН раствора в этом случае определяются относительной силой образующихся слабых оснований и кислот.

CH3COONH4 + H2O CH3COOH + NH4OH

CH3COO - + NH4+ + H2O CH3COOH + NH4OH.

    4. Соли, образованные сильными основаниями и сильными кислотами (NaCl, KNO3) Гидролизу не подвергаются, т. к. не содержат в своем составе ионов, способных связывать ионы воды. 5. Соли, образованные слабыми многоосновными кислотами или многокислотными основаниями диссоциируют ступенчато. 5а. Карбонат натрия Na2CO3 - соль слабой многоосновной кислоты Н2CO3 и сильного основания NaOH. При растворении в воде соль диссоциирует:

Na2CO3 > 2Na+ + CO32-.

Катионы Na+ не могут связывать ионы OH - из воды в молекулы NaOH, так как NaOH является сильным электролитом. Соль гидролизуется по аниону. Карбонат-ион CO32- связывает катион водорода Одной молекулы воды в слабодиссоциирующий гидрокарбонат-ион НCO3-, который является более слабым электролитом, чем молекула Н2CO3. Поэтому При обычных условиях гидролиз практически протекает по первой ступени.

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CO32- + НОН НCO3- + ОН-.

Образующиеся гидроксид-ионы объясняют щелочную среду раствора, рН > 7.

Молекулярное уравнение гидролиза:

Na2CO3 + НОН NaНCO3 + NaOH.

В результате гидролиза по I ступени образуются кислая соль NaНCO3 - гидрокарбонат натрия и основание NaOH.

5б. Сульфат цинка ZnSO4 - соль слабого многокислотного основания Zn(OH)2 и сильной кислоты H2SO4 . Соль в растворе диссоциирует:

ZnSO4 > Zn2+ + SO42-.

Сульфат-анион SO42- Не может связывать катионы Н+ из воды в молекулы H2SO4, так как серная кислота является сильным электролитом. Гидролиз протекает по катиону. Катион Zn2+, взаимодействуя с одной молекулой воды, связывает гидроксид-ион ОН - из воды, образуя гидроксокатион цинка Zn(OH)+, который является более слабым электролитом, чем молекулы Zn(OH)2. Поэтому при обычных условиях гидролиз протекает практически по первой ступени, остальные ступени гидролиза - подавляются.

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза

Zn2+ + НОН Zn(OH)+ + Н+.

Катионы водорода Н+ определяют кислую среду раствора, рН < 7.

Молекулярное уравнение гидролиза:

2ZnSO4+ 2НОН (ZnOH)2SO4 + H2SO4.

В результате гидролиза по I ступени образуются основная соль (ZnOH)2SO4

- сульфат гидроксоцинка и серная кислота.

Полный необратимый гидролиз.

Соли, образованные очень слабыми многоосновными кислотами и многокислотными основаниями подвергаются полному гидролизу, протекающему до конца: A12(CO3)3; Cr2(CO3)3; Cr2S3 и т. д.

Например, карбонат алюминия образован слабой двухосновной кислотой и слабым многокислотным основанием, поэтому гидролизуется и по катиону и по аниону. В обычных условиях гидролиз солей алюминия и солей угольной кислоты по отдельности обычно ограничивается только первыми ступенями:

А13+ + НОН А1ОН2+ + Н+,

CO32- + НОН НCO3- + ОН-.

При совместном гидролизе (или при смешивании растворов этих солей) ионы ОН - и Н+ образуют молекулу слабого электролита Н2О, что приводит к взаимному усилению гидролиза и по катиону, и по аниону: гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз идет по второй или по третьей ступени, т. е. Необратимо до конца с образованием слабого электролита - малорастворимого гидроксида алюминия А1(ОН)3 и слабой неустойчивой кислоты Н2CO3, распадающейся на CO2 И H2O.

Итоговое ионно-молекулярное уравнение:

2А13+ + 3CO32- + 3НОН = 2А1(ОН)3v + 3CO2^

Молекулярное уравнение:

A12(CO3)3 + ЗН2О = 2А1(ОН)3v + 3CO2^

Количественно процесс гидролиза можно охарактеризовать с помощью Степени гидролиза h и константы гидролиза КГидр..

Степенью гидролиза называется отношение количества моль соли, которые подверглись гидролизу, к общему количеству соли в растворе.

Степень гидролиза возрастает:

    - при разбавлении раствора; - при повышении температуры; - при добавлении соединений, содержащих ионы гидроксила или водорода; - при добавлении веществ, взаимодействующих с продуктами гидролиза.

Вопросы для самоконтроля к разделу 4

    1. Чему равны концентрации ионов водорода и ОН-ионов в воде при 25єС? 2. Что называется ионным произведением воды? Чему равно ионное произведение воды при 25єС? 3. Что называется водородным показателем (pH)? Гидроксильным показателем (pOH)? Как их можно рассчитать? Что значит: "кислая", "нейтральная", "щелочная среда"? 4. Понятие об индикаторах. Какие индикаторы Вы знаете? 5. Что называется гидролизом соли? В чем суть гидролиза солей? Какие соли подвергаются гидролизу? 6. Какие соли подвергаются гидролизу по катиону? Примеры. 7. Какие соли подвергаются гидролизу по аниону? Примеры. 8. Обратимость гидролиза. Ступенчатый гидролиз. Примеры. 9. Константа гидролиза и степень гидролиза. Влияние различных факторов на степень гидролиза (разбавление раствора, нагревание, добавление третьих веществ)? 10. Взаимное усиление гидролиза. Полный и необратимый гидролиз.

Похожие статьи




Гидролиз солей - Растворы

Предыдущая | Следующая