Одним из наиболее важных процессов в химии является гидролиз. Данный процесс характеризует поведение солей в водных растворах, является основой многих биологических процессов.
Гидролиз— это процесс разложения соли в водном растворе в результате которого образуется слабый электролит. Данный процесс является обратимым в большинстве случаев.
На глубину гидролиза так же влияет природа соли, её концентрация в растворе и температура.
- Любую соль можно представить как продукт взаимодействия кислоты и основания. Чем сильнее “родственная” кислота и “родственное” основание, тем хуже протекает гидролиз. NaCl образован из HCl и NaOH. Эти вещества сильные электролиты, поэтому данная соль не гидролизуется. При одинаковых молярных концентрация разных солей степень гидролиза напрямую зависит от их природы.
- Чем выше концентрация, тем меньше степень диссоциации, а значит гидролиз соли протекает в меньшей степени.
- Температура на прямую влияет на константу диссоциации воды. Так про 0°С pH=7, а при 100°С pH=6, поэтому при повышении температуры увеличивается гидролиз соли.
Для определения среды, которую образует соль достаточно посмотреть на продукты гидролиза или на сокращённое ионное уравнение. Если образуется два слабых электролита, то среда нейтральная.
KF + H2O ↔ KOH + HF
HF — слабый электролит, значит он не оказывает сильного влияния на кислотность.
KOH — сильный электролит, значит это вещество оказывает влияние на среду. Т.к. это щёлочь, то среда будет щелочная (аналогично и для кислот).
Fe3+ + H2O ↔ Fe(OH)2++ H+
В данном случае образуется ион водорода, который создаёт кислую среду (аналогично и для OH—).
Ступенчатый гидролиз
Такой тип гидролиза характерен для многозарядных катионов и анионов. Данный процесс происходит ступенчато, т.е. поэтапно.
Гидролиз аноина:
CO32- + H2O ↔ HCO3— + OH—
HCO3— + H2O ↔ H2CO3 + OH—
Гидролиз катиона:
Al3+ + H2O ↔ Al(OH)2++ H+
Al(OH)2++ H2O ↔ Al(OH)2++ H+
Al(OH)2+ + H2O ↔ Al(OH)3 + H+
Важно понимать, что чем сильнее заряд частицы, тем сильнее будет протекать гидролиз. На pH большее влияние оказывает именно первая ступень гидролиза. Т.к. чем выше заряд частицы, тем она сильнее будет связываться с катионом водорода или гидроксид-анионом.
Гидролиз бинарных соединений
Данному виду гидролиза подвергают бинарные соли , солеподобные соединения и галогенангидриды неорганических кислот. У бинарных солей гидролиз может проходить обратимо, а у солеподобных и галогенангидридов неорганических кислот гидролиз всегда необратимый. Солеподные соединения всегда образуют щелочные растворы, а галогенангидриды кислые.
Солеподобные соединения
NaH + H2O → NaOH + H2
Li3N + 3H2O →NH3 + 3LiOH
Галогенангидриды неорганических кислот
PCl5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCl
PBr3 + 3H2O → H3PO3 + 3HBr
SO2Cl2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl
Бинарные соли
KF + H2O ↔ KOH + HF
Na2S + H2O ↔ NaHS + NaOH
Двойной гидролиз
Как говорилось ранее, некоторые соли IV типа в растворе не живут. Это связанно с тем, что и катион, и анион гидролизуясь образуют такие соединения, которые не являются частью раствора (осадок + газ). Из-за этого равновесие смещается в сторону продуктов.
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 6NaCl + 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑
2Al(NO3)3 + 3Na2S + 6H2O → 6NaNO3 + 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
