Гидролиз

Среду любого водного раствора можно охарактеризовать содержанием протонов (Н⁺) или гидроксид-ионов (ОН^—) в нём. При этом чем больше в растворе протонов, тем меньше водородный показатель (pH).

В зависимости от величины рН выделяют следующие типы водных сред:

1) Нейтральная среда — число Н⁺ равно числу ОН^—, а рН=7.

2) Кислотная среда — число Н+ больше числа ОН^—, а рН лежит в пределах от 0 до 6. Чем ближе рН к 7, тем меньше кислотность, тогда говорят, что среда слабокислая.

3) Щелочная среда — число Н⁺ меньше числа ОН^—, рН лежит в промежутке от 8 до 14. Аналогично, если рН близок к 7, то среда слабощелочная.

Индикаторы — это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора.

Окраска индикаторов в воде, растворах кислот и щелочей

Как определить силу кислот и оснований?

В случае оснований стоит запомнить, что слабыми являются все нерастворимые основания и гидрат аммиака. Все остальные растворимые и малорастворимые основания являются сильными.

А в случае кислот вам поможет следующая табличка:

Понятие «гидролиз». Гидролиз по аниону

Гидролиз — это процесс разложения соли под действием молекул воды.

Для примера рассмотрим в воде соль — фторид натрия (NaF). Попав в воду, данная соль сразу полностью диссоциирует на ионы:

 NaF ↔ Na⁺ + F^—

Вода очень слабо, но тоже может распадаться на ионы: 

H₂O ↔ H⁺ + OH^—

F^— — анион слабой плавиковой кислоты. Очень велика вероятность, что он столкнётся с водой и заберёт у неё протон, в результате чего мы получим слабый электролит HF:

F^— + H₂O ↔ HF + OH^—

Превратим данное ионное уравнение в молекулярное:

NaF + H₂O ↔ HF + NaOH

Таким образом, среда раствора данной соли будет слабощелочной (рН=8-10), т.к. в ионном уравнении у нас остались свободные гидроксид-ионы.

Гидролиз протекает в растворах тех солей, которые образованы слабым основанием и/или слабой кислотой. В рассмотренном выше случае идёт гидролиз по аниону, т.к. у нас имеется анион от слабой кислоты.

 Гидролиз по катиону.

Пусть у нас имеется соль FeCl₃. В водном растворе она будет диссоциировать следующим образом:

FeCl₃ ↔ Fe³⁺ + 3Cl^—

Взаимодействие с водой будет протекать в три стадии, но мы рассмотрим только первую:

Fe³⁺ + H₂O ↔ FeOH²⁺ + H⁺

В итоге получим:

FeCl₃ + H₂O ↔ Fe(OH)Cl₂ + HCl

Среда данной реакции будет слабокислая (рН=4-6).

Гидролиз по катиону и аниону.

В данном случае будет всё аналогично, только взаимодействовать с водой будут уже и катион, и анион, а среда соли будет примерно нейтральной (рн≈7). 

Рассмотрим на примере CH₃COONH₄:

CH₃COONH₄ ↔ CH₃COO^— + NH₄⁺

NH₄⁺ + CH₃COO^— + H₂O ↔ NH₃*H₂O + CH₃COOH

CH₃COONH₄ + H₂O ↔ NH₃*H₂O + CH₃COOH

В каких же случаях гидролиз протекать не будет?

1. Если соль нерастворима в воде. 

Такая соль в растворе также является хорошим электролитом и прекрасно диссоциирует, но из-за небольшой растворимости соли в воде, мы этих процессов просто не заметим. А следовательно, среда будет нейтральной (pH=7).

2. Если соль образована сильной кислотой и сильным основанием. Например, NaCl:

NaCl ↔ Na⁺+ Cl^—

Если расписать ионное уравнение, то это будет на 100% обратимый процесс, потому что сильные кислоты и основания моментально полностью диссоциируют. 

Отдельно стоит обратить внимание на катион серебра. Мы с вами знаем, что гидроксид серебра в воде не существует. Какую же среду имеют его соли? Рассмотрим на примере нитрата серебра (AgNO₃). Нитрат (NO₃^—) — кислотный остаток сильной азотной кислоты (HNO₃). Теперь разберемся с серебром. Во многих источниках говорят о том, что гидроксид серебра — сильное основание, но на самом деле это не так и гидроксид серебра является слабым. Однако из-за ошибочной оценки в различных источниках данная информация на ЕГЭ не встречается.