Гидролиз солей. Условия протекания химических реакций

Условия протекания химических реакций

Химические превращения осуществляются при смешении растворов. Конечно, при смешении растворов ионных соединений вообще может не произойти никакой реакции. Например, при смешении водных растворов хлорида кальция и нитрата калия не происходит никакого химического превращения. Обе соли относятся к числу сильных электролитов, ни одна из них не обладает сколько-нибудь заметной кислотностью или основностью, и никакая комбинация имеющихся в их растворах ионов не приведет к образованию нерастворимой соли. Результирующие химические превращения наблюдаются лишь в тех случаях, когда выполняется по крайней мере одно из следующих условий:

1. Образование осадка.

2. Выделение газа.

3. Образование неэлектролита.

4. Образование слабого электролита.

5. Перенос одного или нескольких электронов.

6. Образование или разрыв одной или нескольких ковалентных связей.

Многие реакции этого типа - например, реакции горения - не протекают в водной среде. Однако столь же многие реакции этого типа могут идти и в воде. Например, такой спирт, как этанол, окисляется бихроматом калия с образованием ацетальдегида:

2Н⁺_(водн.)+3С₂Н₅ОН_(водн.)+Cr₂O₇^2-®3C₂H₄O_(водн.)+Сr₂O_3(тв.)+4Н₂О_(ж.)

В результате данной реакции не только образуется несколько новых ковалентных связей, но также меняется степень окисления и образуется неэлектролит. Этот пример показывает, что в каждой конкретной реакции могут содержаться признаки нескольких перечисленных выше типов реакций.

Гидролиз - это обменное взаимодействие соли с водой, в результате которого образуется слабая кислота или слабое основание.

Если соль образована слабой кислотой и сильным основанием, то в результате гидролиза в растворе образуются гидроксильные ионы и он приобретает щелочную реакцию, например:

NaCN+H₂OÛHCN+KOH

CN^-+H₂OÛHCN+OH^-

При гидролизе соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием, гидролизу подвергается катион соли; при этом в растворе возрастает концентрация ионов водорода, и он приобретает кислую реакцию, например:

AlCl₃+H₂OÛAlOHCl₂+HCl

Al³⁺+H₂OÛAlOH²⁺+H⁺

При взаимодействии с водой соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием, гидролизу подвергаются как катион, так и анион соли; например, при гидролизе карбоната аммония:

(NH₄)₂CO₃+H₂OÛNH₄HCO₃+NH₄OH

параллельно протекают два процесса:

NH₄⁺+H₂OÛNH₄OH+H⁺

CO₃^2-+H₂OÛHCO₃^-+OH^-

В этом случае реакция раствора зависит от относительной силы кислоты и основания, образующих соль. Если К_кисл @ К_осн, то катион и анион гидролизуются в равной степени и реакция раствора будет нейтральной; если К_кисл > К_осн, то катион соли гидролизуется в большей степени, чем анион, и реакция раствора будет слабокислой, а если К_кисл < К_осн, то реакция раствора будет слабощелочной.

Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, не гидролизуются, так как в этом случае обратная гидролизу реакция нейтрализации практически протекает до конца.

Гидролиз соли, образованной слабой кислотой АВ и сильным основанием, характеризуется константой гидролиза К_г:

К_г= (7.1)

где К - ионное произведение воды.

Аналогично для соли слабого основания МОН и сильной кислоты:

К_г= (7.2)

Степенью гидролиза h называется доля электролита, подвергшаяся гидролизу. Она связана с константой гидролиза К_г уравнением:

К_г= (7.3)

Чаще всего гидролизованная часть соли очень мала, а концентрация продуктов гидролиза незначительна. В подобных случаях h <<1, и в знаменателе последней формулы этой величиной можно пренебречь.

К_г=h²´C_м (7.4)

h= (7.5)

Гидролиз солей, образованных слабыми многоосновными кислотами, протекает ступенчато, причем продуктами первых стадий гидролиза являются кислые соли.

1 ступень Na₂CO₃+H₂OÛNaHCO₃+NaOH

CO₃^2-+H₂OÛHCO₃^-+OH^-

2 ступень NaHCO₃+H₂OÛH₂CO₃+NaOH

HCO₃^-+H₂OÛH₂CO₃+OH^-

Также ступенчато протекает гидролиз солей, образованных слабыми основаниями многовалентных металлов. В результате гидролиза по первым ступеням образуется основная соль.

1 ступень AlCl₃+H₂OÛAlOHCl₂+HCl

Al³⁺+H₂OÛAlOH²⁺+H⁺

2 ступень AlOHCl₂+H₂OÛAl(OH)₂Cl+HCl

AlOH²⁺+H₂OÛAl(OH)₂⁺+H⁺

3 ступень Al(OH)₂Cl+H₂OÛAl(OH)₃+HCl

Al(OH)₂⁺+H₂OÛAl(OH)₃+H⁺

Дата добавления: 2015-04-30