Гидролиз солей

Соль можно рассматривать как продукт взаимодействия кислоты с основанием. В зависимости от силы электролита получается четыре типа средних солей (см. табл. 2).

Таблица 2

Тип соли	Сила электролита, образующего соль		Соли
	кислота	основание
I	Сильная	Сильное	NaNO3, KCl, NaI
II	Сильная	Слабое	NH4Cl, CuSO4, Al2(SO4)3, Zn(NO3)2
III	Слабая	Сильное	NaCN, CH3COONa, Na2S, K2CO3
IV	Слабая	Слабое	NH4CN, (NH4)2S, ZnCO3, Al2S3

Из приведенных четырех типов солей только II, III, IV подвергаются гидролизу. Гидролиз соли – это взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к изменению концентрации последних, в результате чего характер среды может быть (рН  7, рН > 7, рН  7). Причиной гидролиза соли является наличие иона слабого электролита в молекуле соли, а результатом – образование слабого электролита. Вот почему гидролизу могут подвергаться соли только II, III, IV типов. Гидролиз – процесс обратимый, зависящий от концентрации соли в растворе и температуры. Повышение температуры и уменьшение концентрации соли увеличивает полноту гидролиза. Количественными характеристиками обратимого процесса гидролиза соли являются константа гидролиза К_г и степень гидролиза h, показывающая, какая часть растворенных молекул подверглась гидролизу.

Пример 4. Доказать, что соль NaNO₃ (I тип) гидролизу не подвергается.

Соль NaNO₃ образована сильной кислотой и сильным основанием (см. К_д в табл. 1). В водном растворе соль диссоциирует по уравнению

NaNO₃  Na⁺ + ;

вода: H₂O  H⁺ + ОН^–. Но ионы Na⁺ и с ионами ОН^– и H⁺ не образуют молекулы NaOH и НNO₃, в силу того, что последние являются сильными электролитами и существуют в растворе в виде ионов. Водородный показатель (рН) водных растворов солей I типа равен 7.

Пример 5. Гидролиз солей, образованных сильной кислотой и слабым основанием (II тип), например Zn(NO₃)₂.

В водном растворе Zn(NO₃)₂ диссоциирует по уравнению:

Zn(NO₃)₂  Zn²⁺ + 2 .

Из ионов только Zn²⁺ будет подвергаться гидролизу, так как является ионом слабого основания Zn(OH)₂ (см. К_д в табл. 1). Ион Zn²⁺ – многозарядный, поэтому гидролизуется по ступеням соответственно ступенчатой диссоциации основания. Каждая ступень характеризуется величиной К_Г и h. Так, гидролиз Zn(NO₃)₂ может быть выражен уравнениями:

Первая ступень

Zn²⁺ + H₂O  ZnOH⁺ + H⁺, pH  7;

Zn(NO₃)₂ + H₂O  ZnOHNO₃ + HNO₃.

; .

Вторая ступень

ZnОН⁺ + H₂O  Zn(OH)₂ + H⁺, pH  7;

ZnОНNO₃ + H₂O  Zn(OH)₂ + HNO₃.

; .

Соль по первой ступени гидролизуется в бóльшей степени, чем по второй: . = 6,610^–6; = 2,210^–10.

При обычных условиях вторая ступень гидролиза практически не протекает (ввиду накопления большого количества ионов водорода процесс смещается в сторону образования ZnOH⁺). Однако разбавление раствора, повышение температуры или связывание ионов водорода приводит к полному гидролизу соли.

Пример 6. Гидролиз солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием (III тип), например Na₂SO₃.

В водном растворе соль Na₂SO₃ диссоциирует по уравнению:

Na₂SO₃  2 Na⁺ + .

Ионом слабого электролита – кислоты является (см. К_д в табл. 1). Сульфит-ион – многозарядный и гидролизуется ступенчато.

Первая ступень

+ H₂O  + OH^–, pH  7;

Na₂SO₃ + H₂O  NaНSO₃ + NaOH.

; .

Вторая ступень

+ H₂O  H₂SO₃ + OH^–, pH  7;

NaНSO₃ + H₂O  H₂SO₃ + NaOH.

; .

Соль по первой ступени гидролизуется в бóльшей степени, чем по второй: . = 1,610^–7; = 5,810^–13.

При обычных условиях вторая ступень гидролиза практически не протекает (ввиду накопления большого количества ионов OH^– процесс смещается в сторону образования ). Разбавление раствора, повышение температуры или связывание гидроксид-ионов приводит к полному гидролизу соли.

Пример 7. Гидролиз солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием (IV тип), например NH₄NО₂.

Соли такого типа даже при обычных условиях гидролизуются до конца.

Диссоциация соли в водном растворе протекает по уравнению:

NH₄NО₂  + .

Оба иона – ионы слабых электролитов NН₄OH и НNO₂ (см. К_д в табл. 1). Уравнение гидролиза

+ + H₂O  NН₄OH + НNO₂;

NH₄NО₂ + H₂O  NН₄OH + НNO₂.

При гидролизе солей IV типа рН водных растворов солей может быть меньше семи, если кислота сильнее основания; больше семи, если кислота слабее основания; нейтральной, если сила кислоты и сила основания одинаковы. В результате гидролиза соли NH₄NО₂ образуется NН₄OH (К_д = 1,7910^–5) и НNO₂ (К_д = 4,610^–4). Кислота сильнее основания, следовательно, рН < 7.

;

Для соли NH₄NО₂

= 1,210^–6.