10. Гидролиз солей

Водные растворы солей в зависимости от природы образующих их кислот и оснований могут быть кислыми, щелочными и нейтральными. Кислотность или основность водных растворов солей объясняется протеканием в них реакций гидролиза. В широком понимании гидролиз – это процесс взаимного разложения воды и реагирующего с ней вещества. Гидролиз соли – это взаимодействие ионов соли с молекулами воды, приводящее к образованию слабого электролита.

Характер протекания гидролиза, т. е. природа продуктов и реакция среды получающегося раствора, зависят от сочетания силы кислоты и основания, образующих соль, поэтому возможны 4 варианта гидролиза солей:

1. Соль образована анионами слабой кислоты и катионами сильного основания. Рассмотрим гидролиз ацетата натрия. Эта соль в водном растворе диссоциирует на ионы натрия и ацетат-ионы:

CH₃COONa ⇄ Na⁺ + CH₃COO^–.

С водой возможна реакция того иона, который с одним из ионов воды дает слабый электролит:

СН₃СОО^– + Н₂О ⇄ СН₃СООН + ОН^–.

Образующиеся гидроксид-ионы обусловливают щелочную среду раствора (рН > 7).

Применяя закон действующих масс к данному гидролитическому равновесию с учетом, что концентрация воды в разбавленном растворе практически не изменяется, запишем выражение константы равновесия гидролиза (константы гидролиза К_Г):

К_г = .

Умножив числитель и знаменатель на [H⁺], получим:

К_г = = .

Чем меньше константа диссоциации кислоты, образующей соль, тем сильнее положение равновесия смещено в сторону продуктов и тем выше щелочность раствора, т. е. больше рН.

Гидролиз может протекать ступенчато. Например, гидролиз карбоната натрия:

СО₃^2– + Н₂О ⇄ НСО₃^– + ОН^– (I ступень);

НСО₃^– + Н₂О ⇄ Н₂СО₃ + ОН^– (II ступень).

Причем преимущественно гидролиз идет по первой ступени.

2. Соль образована анионами сильной кислоты и катионами слабого основания. Рассмотрим гидролиз хлорида аммония. Эта соль диссоциирует в растворе на ионы аммония и хлорид-ионы:

NH₄Cl = NH₄⁺ + Cl^–.

С водой взаимодействуют ионы аммония:

NH₄⁺ + Н₂О = NH₃Н₂О + Н⁺.

Образующиеся ионы водорода обусловливают кислую среду раствора (рН < 7). Константа гидролиза хлорида аммония:

К_г = = = .

Для данного типа солей также может быть ступенчатый гидролиз. Например, гидролиз хлорида алюминия:

Al³⁺ + H₂O ⇄ AlOH²⁺ + H⁺ (I ступень);

AlOH²⁺ + H₂O ⇄ Al(OH)₂⁺ + H⁺ (II ступень);

Al(OH)₂⁺ + H₂O ⇄ Al(OH)₃ + H⁺ (III ступень).

Причем преимущественно гидролиз протекает по первой ступени.

3. Соль образована анионами слабой кислоты и катионами слабого основания. Рассмотрим гидролиз ацетата аммония. Данная соль диссоциирует в растворе на ионы аммония и ацетат-ионы:

CH₃COONH₄ ⇄ NH₄⁺ + CH₃COO^–.

С водой взаимодействуют и ионы аммония, и ацетат-ионы:

NH₄⁺ + CH₃COO^– + H₂O ⇄ NH₄OH + CH₃COOH.

Среда раствора определяется относительной силой образующихся кислоты и основания. Константа гидролиза данной соли:

К_г = = =

=

4. Соли, образованные анионами сильной кислоты и катионами сильного основания гидролизу не подвергаются.

Гидролиз, сопровождающийся образованием осадка или газа, называется необратимым гидролизом.