74. Гидролиз солей. Константа и степень гидролиза. Факторы влияющие на степень гидролиза. Практическое значение гидролиза.

Гидролиз солей - это химическое взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к образованию слабого электролита.

Если рассматривать соль как продукт нейтрализации основания кислотой, то можно разделить соли на четыре группы, для каждой из которых гидролиз будет протекать по-своему.

Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой (KBr, NaCl, NaNO3), гидролизу подвергаться не будет, так как в этом случае слабый электролит не образуется. Реакция среды остается нейтральной.

В соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (FeCl2, NH4Cl, Al2(SO4)3, MgSO4) гидролизу подвергается катион:

FeCl2 + HOH =>Fe(OH)Cl + HCl  Fe2+ + 2Cl- + H+ + OH- => FeOH+ + 2Cl- + Н+

В результате гидролиза образуется слабый электролит, ион H и другие ионы. рН раствора < 7 ( раствор приобретает кислую реакцию).

Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (КClO, K2SiO3, Na2CO3, CH3COONa) подвергается гидролизу по аниону, в результате чего образуется слабый электролит, гидроксид ион и другие ионы.

K2SiO3 + НОH =>KHSiO3 + KОН  2K+ +SiO32- + Н+ + ОH- => НSiO3- + 2K+ + ОН-

рН таких растворов > 7 ( раствор приобретает щелочную реакцию).

Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой ( СН3СООNН4, (NН4)2СО3, Al2S3), гидролизуется и по катиону, и по аниону. В результате образуется малодиссоциирующие основание и кислота. рН растворов таких солей зависит от относительной силы кислоты и основания. Мерой силы кислоты и основания является константа диссоциации соответствующего реактива.

Реакция среды этих растворов может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной:

Аl2S3 + 6HOH =>2Аl(ОН)3 + 3Н2S  2Al3+ + 3S2- + 6H+ + 6OH- =>2Аl(ОН)3 + 6Н+ + S2-  рН =7

Гидролиз многокислотных солей и многоосновных кислот проходит ступенчато. Например, гидролиз хлорида железа (II) включает две ступени:

1-ая ступень FeCl2 + HOH =>Fe(OH)Cl + HCl  Fe2+ + 2Cl- + H+ + OH- =>Fe(OH)+ + 2Cl- + H+ 

2-ая ступень Fe(OH)Cl + HOH =>Fe(OH)2 + HCl  Fe(OH)+ + Cl- + H+ + OH- =>Fe(ОН)2 + Н+ + Cl-

Гидролиз карбоната натрия включает две ступени:

1-ая ступень Nа2СО3 + HOH =>NаНСО3 + NаОН  СО32- + 2Na+ + H+ + OH- =>НСО3- + ОН- + 2Na+

2-ая ступень NаНСО3 + Н2О =>NаОН + Н2СО3  НСО3- + Na+ + H+ + OH- =>Н2СО3 + ОН- + Na+

Гидролиз - процесс обратимый. Повышение концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов препятствует протеканию реакции до конца. Параллельно с гидролизом проходит реакция нейтрализации, когда образующееся слабое основание (Мg(ОН)2, Fe(ОН)2 ) взаимодействует с сильной кислотой, а образующаяся слабая кислота ( СН3СООН, Н2СО3 ) - со щелочью.

Гидролиз протекает необратимо, если в результате реакции образуется нерастворимое основание и (или) летучая кислота:

Al2S3 + 6H2O =>2Al(OH)3 + 3H2S

Степень гидролиза тем выше, чем слабее кислота или основание, её образовавшие. Является количественной характеристикой гидролиза. Константа гидролиза – это константа равновесия гидролитической реакции.

Температура. Поскольку реакция гидролиза эндотермическая, то повышение температуры смещает равновесие в системе вправо, степень гидролиза возрастает.

Концентрация продуктов гидролиза. Гидролиз - обратимый процесс. В соответствие с принципом Ле Шателье, повышение концентрации ионов водорода (для примера 1) приведет к смещению равновесия влево. Степень гидролиза будет уменьшаться. Также будет влиять увеличение концентрации гидроксид-ионов для реакции рассмотренной в примере 2.

Разбавление. В соответствии с принципом Ле Шателье, при разбавлении равновесие смещается в сторону протекания этой реакции, вправо, степень гидролиза возрастает.

Добавки посторонних веществ. На положение равновесия влияет добавление веществ, которые могут реагировать с одним из участников реакции.

Если в результате гидролиза образуются ионы водорода (гидролиз по катиону):  Men+ + H-OH   MeOH(n-1)+ + H+  сдвинуть равновесие вправо можно:

Добавлением раствора гидроксида натрия (NaOH), содержащего гидроксид-ионы, которые будут взаимодействовать с ионами водорода;

Добавлением раствора соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (например, раствор сульфита натрия Na2SО3)

В результате концентрация ионов водорода уменьшится, и, по принципу Ле Шателье, равновесие в системе сместится вправо, степень гидролиза возрастет.

Гидролиз – размножение веществ проходит с обязательным участием воды и протекая по схеме: АВ + Н-ОН АН + ВОН Гидролиз играет важную роль в пищеварении и тканевом обмена веществ всех живых организмов. Высокомолекулярные вещества, гидролизуючись до низкомолекулярных продуктов (аминокислоты, глюкозы и ниши), всасываются из кишечник, переносятся в различные ткани, где подлежат дальнейшему преобразования. Наибольшее практическое значение имеют: гидролиз солей, при котором соли обратимо распадаются на соответствующую кислоту и основу: гидролиз(белков, полисахаридов и других), конечно следуя в присутствии биологического катализатора.  Гидролиз жиров и других веществ, являющихся по своей природе эфирами, которые обычно в щелочной среде и называются обмиленим. Гидролиз солей играет важную роль в регуляции кислотной среды и в поддержании в организме кислотно-щелочного равновесия. Гидролиз биологически тяжелых веществ (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, жиры, фосфорные эфиры проводятся и ниши), может проходить только в присутствии специфических биологических катализаторов – ферментов, которые объединяются под общим названием, или при нагревании с кислотами и щелочами, не специфически катализирующий гидролизом. Реакция гидролиза широко используется в промышленности и в лабораторной практике для получения аминокислот, простых сахаров, и ряда других продуктов из природных высокомолекулярных полимеров (белков, клетчатки). Гидролиз солей – один из важных примеров гидролиза веществ, хорошо изучен. Такое определение охватывает и гидролиз органических соединений – сложных эфиров, жиров, углеводов, белков и гидролиз неорганических веществ – солей, карбидов, галогенов, галогенидов, неметаллов т.д Например соли аммиака находят широкое применение. Аммиак используются как сырье для получении азотной кислоты и ее солей, а также солей аммония, которые служат хорошими нитратными удобрениями. Такими удобрениям является сульфат аммония (NH4) SO4 и особенно нитрат аммония NH4 NО3, или аммиачная селитра. 

Гидролиз солей (например, Na2CO3, Na2РO4) используют для очистки воды и уменьшения ее твердости Например мыла добывают при омылении жиров щелочами глицерина стеариновой кислоты Отсюда реакция, обратная этерификация, получит название реакция омыления. Исходным сырьем для получения мыла есть масла (подсолнечное, хлопковое), животные жиры, а также гидроксид натрия, масла сначала подвергают гидрогенизации. Производство мыла достигло очень больших размеров. Обычные мыла состоят из смеси солей пальмитиновой, стеариновой, алеиновои кислоты, причем натриевые соли образуются твердые мыла, калиевые соли – жидкие мыла.