Лабораторная работа № 7 «Гидролиз солей»

Теоретическое введение

Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого образуются слабые электролиты.

Сущность гидролиза сводится к химическому взаимодействию катионов или анионов соли с гидроксид – ионами ОН- или ионами водорода Н+ из молекул воды. В результате этого взаимодействия образуется малодиссоциирующее соединение (слабый электролит). Химическое равновесие процесса диссоциации воды смещается вправо: Н2О ↔ Н+ + ОН-. Поэтому в водном растворе соли появляется избыток свободных ионов Н+ или ОН-, и раствор соли показывает кислую или щелочную среду.

Гидролизу подвергаются соли образованные:

слабой кислотой и сильным основанием,

сильной кислотой и слабым основанием,

слабой кислотой и слабым основанием

Гидролизу не подвергаются соли образованные сильным основанием и сильной кислотой, потому что катионы и анионы этих солей не связываются с ионами Н+ или ОН- воды, т.е. не образуют с ними молекул слабых электролитов. Равновесие диссоциации воды не смещается. Среда растворов этих солей – нейтральная (рН = 7), так как концентрация ионов Н+ и ОН- в их растворах, как в чистой воде.

Типичные случаи гидролиза солей:

Соли образованные слабой кислотой и сильным основанием, подвергаются гидролизу по аниону:

KCN + Н₂О ↔HCN + KОН

CN^- + НОН ↔ HCN + ОН-

Гидролизу подвергаются анионы соли, в результате в растворе увеличивается концентрация свободных гидроксид – ионов ОН-. Поэтому раствор соли KCN имеет щелочную среду (рН>7).

Соли образованные сильной кислотой и слабым основанием, подвергаются гидролизу по катиону:

ZnCl₂ + Н₂О ↔ZnОНCl + HCl

Zn²⁺ + НОН ↔ ZnОН⁺ +H+

Гидролизу подвергаются катионы соли, в результате в растворе появляется избыток ионов Н⁺. Среда раствора ZnCl₂ - кислая (рН<7).

Соли образованные слабой кислотой и слабым основанием, гидролизуются одновременно и по катиону, и по аниону. Эти соли образованы катионом слабого основания, который связывает ионы ОН- из молекулы воды и образует слабое основание и анионом слабой кислоты, который связывает ионы Н+ из молекулы воды и образует слабую кислоту. Реакция растворов этих солей может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной. Это зависит от констант диссоциации слабой кислоты и слабого основания, которые образуются в результате гидролиза.

Например: СН₃СООNH₄ + НОН ↔ СН₃СООН + NH₄ОН

СН₃СОО^- + NH₄ ⁺ + НОН↔ СН₃СООН + NH₄ОН

Реакция раствора соли СН₃СООNH₄ – нейтральная (рН = 7), потому что Кд(СН₃СООН) = Кд(NH₄ОН)

Гидролиз соли, образованный слабой кислотой (Н_А) и сильным основанием, характеризуется константой гидролиза (Кг)

Кг = [ОН-] [НА]/ [А-] = Кн₂о/Ккислоты,

где Кн₂о – ионное произведение воды.

Аналогично для соли слабого основания (МОН) и сильной кислоты:

Кг = [Н+] [МОН]/ [М+] = Кн₂о/Коснования

Степенью гидролиза (ħ) называется доля электролита, подвергшаяся гидролизу. Она связана с константой гидролиза (Кг) уравнением, аналогичным закону разбавления Оствальда для диссоциации слабого электролита:

Кг = ħ² См/ (1- ħ)

Чаще всего гидролизованная часть соли очень мала, а концентрация продуктов гидролиза незначительна. Тогда связь между Кг и ħ выражается более простым соотношением: Кг = ħ ²См или ħ = √ Кг/ См

Из последнего уравнения следует, что степень гидролиза данной соли тем больше, чем меньше её концентрация; иначе говоря, при разбавлении раствора гидролизующейся соли степень её гидролиза возрастает.