Гидролиз солей

1. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой.

Например, соль цианид калия KCN образована сильным основанием KOH и слабой кислотой HCN:

В водном растворе соли происходят два процесса:

1) незначительная обратимая диссоциация молекул воды (очень слабого амфотерного электролита), которую упрощенно можно записать с помощью уравнения:

2) полная диссоциация соли (сильного электролита):

Образующиеся при этих процессах ионы Н⁺ и CN^- взаимодействуют между собой, связываясь в молекулы слабого электролита — цианистоводородной кислоты HCN, тогда как гидроксид — ион ОН^-остается в растворе, обусловливая тем самым его щелочную среду. Происходит гидролиз по анионуCN^-.

Запишем полное ионное уравнение происходящего процесса (гидролиза):

Этот процесс обратим, и химическое равновесие смещено влево (в сторону образования исходных веществ), т. к. вода — значительно более слабый электролит, чем цианистоводородная кислотаHCN:

Уравнение показывает, что:

1) в растворе есть свободные гидроксид-ионы ОН^-, и концентрация их больше, чем в чистой воде, поэтому раствор соли KCN имеет щелочную среду (рН > 7);

2) в реакции с водой участвуют ионы CN^-, в таком случае говорят, что идет гидролиз по аниону. Другие примеры анионов слабых кислот, которые участвуют в реакции с водой:

· муравьиной HCOOH — анион HCOO^-;

· уксусной CH₃COOH — анион CH₃COO^-;

· азотистой HNO₂ — анион NO₂^-;

· сероводородной H₂S — анион S^2-;

· угольной H₂CO₃ — анион CO₃^2-;

· сернистой H₂SO₃ — анион SO₃^2-.

Рассмотрим гидролиз карбоната натрия

Происходит гидролиз соли по аниону CO₃^2-. Полное ионное уравнение гидролиза:

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

Продукты гидролиза — кислая соль NaHCO₃ и гидроксид натрия NaOH.

ü ЗАПОМНИ. В крови и слюне содержатся соли гидрокарбонат (HCO₃^-) и гидрофосфат (HPO₄^2-) натрия, которые поддерживают определенную реакцию среды за счет смещения, равновесия процессов гидролиза.

Среда водного раствора карбоната натрия — щелочная (рН > 7), потому что в растворе увеличивается концентрация ионов ОН^-. Кислая соль NaHCO₃ тоже может подвергаться гидролизу, который протекает в очень незначительной степени, и им можно пренебречь.

Подведем итог тому, что вы узнали о гидролизе по аниону:

1) по аниону соли, как правило, гидролизуются обратимо;

2) химическое равновесие в таких реакциях сильно смещено влево;

3) реакция среды в растворах подобных солей щелочная (рН > 7);

4) при гидролизе солей, образованных слабыми многоосновными кислотами, получаются кислые соли.

Ступенчатый гидролиз(уравнения гидролиза в молекулярной, ионной и сокращенной ионной форме)

Рассмотрим гидролиз карбоната натрия Na₂CO₃. Для составления уравнений гидролиза Na₂CO₃ по ступеням исходим из следующего положения. Соль образована сильным основанием и слабой кислотой. Ион слабой кислоты будет связывать ионы водорода воды. Поскольку ион несет две единицы заряда, то следует рассматривать две ступени гидролиза. Для каждой ступени надо уметь записывать три вида уравнений: а) в сокращенной ионной форме; б) в ионной форме;
в) в молекулярной форме.

Первая ступень:

а) + Н₂О + ОН^–;

б) к ионам этого уравнения приписываем ионы противоположного знака:

2Nа⁺ + + Н₂О Nа+ + + ОН^– + Nа⁺;

в) записываем ионы предыдущего уравнения в виде химических формул веществ и получаем уравнение гидролиза в молекулярной форме:

Nа₂СО₃ + Н₂О NаНСО₃ + NаОН.

Вторая ступень:

а) + Н₂О Н₂СО₃ + ОН^–;

б) Nа+ + + Н₂О Н₂СО₃ + Nа⁺ + ОН^–;

в) NаНСО₃ + Н₂О Н₂СО₃ + NаОН.

В обычных условиях гидролиз протекает главным образом по первой ступени: ионы связывают ионы водорода Н+ воды, образуя сначала , и лишь при сильном разбавлении и нагревании следует учитывать гидролиз образовавшейся кислой соли.

Итак, в результате гидролиза соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием, ионы водорода Н⁺ (от молекул воды Н₂О) образуют с ионами устойчивые ионы . В растворе накапливаются свободные ионы ОН^–, поэтому среда становится щелочной, [Н⁺] < [ОН^–].

Рассмотрим гидролиз хлорида алюминия AlCl₃. Cоль AlCl₃ образована сильной кислотой HCl и слабым основанием Al(OH)₃. При гидролизе ион Al³⁺ будет отрывать гидроксид-ионы ОН^– от молекул Н₂О. Освобождающиеся катионы водорода Н⁺ обусловливают кислую среду раствора.

Первая ступень:

а) Al³⁺ + HOH AlOH²⁺ + H⁺;

б) Al³⁺ + 3Сl^– + H₂O AlOH²⁺ + 2Сl^– + H⁺ + Сl^–;

в) AlCl₃ + H₂O AlOHCl₂ + HCl.

Вторая ступень:

а) AlOH²⁺ + H₂O + H⁺;

б) AlOH²⁺ + 2Сl^– + H₂O + Сl^– + H⁺ + Сl^–;

в) AlOHCl₂ + H₂O Al(OH)₂Cl + HCl.

Реакция по третьей ступени практически не протекает. Ввиду накопления ионов водорода процесс смещается в сторону исходных веществ. Однако разбавление раствора и повышение температуры усиливают гидролиз. Поэтому может происходить гидролиз и по третьей ступени (здесь приведена запись только в молекулярной форме):

Al(OH)₂Cl + H₂O Al(OH)₃ + HCl.

Дата добавления: 2014-12-16