1.5. Количественные характеристики гидролиза

Интенсивность протекания процесса гидролиза характеризуется степенью гидролиза β – величиной, показывающей процентное отношение числа гидролизованных молекул n к общему числу растворенных молекул N.

.

Степень гидролиза зависит от ряда факторов. Так при разбавлении раствора гидролиз данной соли углубляется, степень гидролиза повышается. Например, в 0,1 н растворе Na₂CO₃ , β = 4,5%, а в 0,001 н растворе 34%.

При повышении температуры раствора степень гидролиза соли сильно возрастает, это связано с тем, что при нагревании степень диссоциации воды повышается. Это усиливает взаимодействие ионов водорода и гидроксо-группы с ионами соли.

С другой стороны, усиление гидролиза при повышении температуры можно объяснить смещением равновесия. Процесс гидролиза является эндотермическим, т.е. протекает с поглощением тепла. Поэтому при увеличение температуры равновесие смещается в сторону продуктов гидролиза.

Гидролиз можно усилить, вводя в раствор соли реактив, связывающий образующиеся при гидролизе ионы H⁺ и ОН^-. При этом, согласно принципу Ле-Шателье, равновесие смещается в сторону продуктов гидролиза, в результате гидролиз может протекать полностью – до образования конечных продуктов.

Ионы H⁺ и ОН^- можно связать в молекулы воды, вводя в раствор щелочь, кислоту или другую соль, гидролиз которой приводит к накоплению в растворе ионов H⁺ или ОН^-. Например, при смешении растворов CrCl₃ и Na₂CO₃, происходит взаимное усиление гидролиза и образование конечных продуктов – осадок Cr(OH)₃ и газ CO₂:

2CrCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Cr(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 6NaCl;

2Cr³⁺ + 3CO₃^2- + 3H₂O = 2Cr(OH)₃↓ + 3CO₂↑.

Еще одной количественной характеристикой процесса гидролиза является константа гидролиза К_г.

Реакцию гидролиза соли МА в общем виде можно представить следующим уравнением:

МА + НОН ↔ МОН + НА.

Тогда константа равновесия этой реакции будет иметь следующий вид:

.

Так как концентрация воды в разбавленных растворах представляет собой практически постоянную величину, то обозначив К[НОН] = К_г, получим:

.

Значение К_г характеризует способность данной соли подвергаться гидролизу; чем больше значение константы, тем в большей степени (при одинаковых температуре и концентрации соли) протекает гидролиз.

Для соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, К_г имеет следующий вид:

.

Заменяя [ОН^-] на , получим:

,

где К_НА – константа диссоциации кислоты.

Это уравнение показывает, что константа гидролиза тем больше, чем меньше К_НА, т.е. чем слабее кислота, тем в большей степени подвергается гидролизу данная соль.

Для соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, аналогичное соотношение связывает константу гидролиза с константой диссоциации основания К_МОН:

.

Поэтому, чем слабее основание, тем в большей степени подвергаются гидролизу образованные им соли.

Для соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой, константа гидролиза связана с К_НА и К_МОН следующим соотношением:

.