2.5. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой

Примером такой соли является йодид аммония NH₄I. При растворении этой соли в воде катион аммония связы­вает гидроксид-ион ОН^- воды, а ионы водорода накапли­ваются в растворе:

NH₄I + Н₂О ↔NH₄OH + НI;

NH₄⁺ + H2O ↔ NH₄OH + Н⁺.

В результате гидролиза данной соли в растворе образу­ются слабое основание NH₄OH и сильная кислота HI. Йодоводородная кислота является сильным электролитом и в водном растворе полностью распадается на ионы. Кон­центрация ионов водорода становится значительно боль­ше, чем концентрация гидроксид-ионов, и раствор соли имеет кислую среду, т.е. рН < 7.

Такой же процесс происходит и в случае растворения хлорида аммония NH₄C1 в воде:

NH₄Cl + Н₂О ↔ NH₄OH + HC1

или NH₄⁺ + Н₂О ↔ NH₄OH + Н⁺.

Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, идет по катиону слабого основания и реакция среды становится кислой.

2.6. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой

В случае гидролиза солей, образованных слабым ос­нованием и слабой кислотой, оба иона ОН^- и Н⁺ воды связываются. Образуются слабая кислота и слабое осно­вание.

Гидролиз соли идет одновременно и по катиону, и по ани­ону. В зависимости от константы диссоциации продуктов гидролиза (кислоты и основания) реакция среды растворов таких солей может быть слабокислой, слабощелочной или нейтральной. Например, реакция среды в случае гидролиза ацетата аммония CH₃COONH₄ - нейтральная, поскольку константы диссоциации СН₃СООН и NH₄OH равны. В слу­чае же гидролиза соли цианида аммония NH₄CN реакция среды слабощелочная, так как К_д (NH₄OH) > К_д (HCN).

Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой, идет одновременно и по катиону, и по аниону. Реакция среды зависит от констант диссоциации продуктов гидролиза.

2.7. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой

Соли этого типа гидролизу не подвергаются, потому что ка­тионы и анионы этих солей не связываются с ионами Н⁺ и ОН~ воды и в растворе не образуются молекулы слабых электроли­тов. Поскольку связывания ионов воды не происходит, реак­ция среды растворов этих солей остается нейтральной. Рассмо­трим это на примере раствора хлорида натрия. Взаимодейст­вие этой соли с водой можно представить уравнениями

NaCl + H2O ↔ NaOH + HC1

или Na⁺ + С1^- + Н₂О ↔ Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl

Производя сокращения в ионном уравнении, получаем Н₂О ↔ Н⁺ + ОН^-. Отсюда видно, что ионы соли не участ­вуют в реакции и среда остается нейтральной.

Следовательно, соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, при растворении в воде гидролизу не подвергаются, а реакция среды остается нейтральной.

2.8. Ступенчатый гидролиз

Ранее мы рассмотрели гидролиз солей, образованных одноосновными кислотами и однокислотными основания­ми. Продуктами гидролиза таких солей являются кисло­ты и основания.

Если соль образована слабой многоосновной кислотой или слабым многокислотным основанием, то гидролиз данной соли может протекать ступенчато. Число ступеней гидролиза зависит от основности слабой кислоты и кис­лотности слабого основания.

Рассмотрим гидролиз соли, образованной слабой многоос­новной кислотой и сильным основанием. В водном растворе этих солей на первой ступени гидролиза образуется кислая соль вместо кислоты и сильное основание. Ступенчато гидролизуются соли K₂SiO₃, Na₂SO₃, Na₂S, Na₃PO₄ и др. Например, гидролиз Na₂CO₃ может быть изображен в виде уравнений.

Первая ступень: Na₂CO₃ + Н₂О ↔ NaHCO₃ + NaOH;

CO₃^2- + H2O ↔ НCO^-₃ + OH^-.

Продуктами первой ступени гидролиза является кислая соль гидрокарбонат натрия NaHCO₃ и гидроксид натрия NaOH.

Вторая ступень: NaHCO₃ + Н₂О ↔ Н₂СО₃ + NaOH;

HCO^-₃ + Н₂О ↔ Н₂СО₃ + ОН^-.

Продуктами второй ступени гидролиза карбоната на­трия Na₂CO₃ являются гидроксид натрия и слабая уголь­ная кислота Н₂СО₃. Гидролиз по второй ступени протека­ет в значительно меньшей степени, чем по первой ступе­ни. Среда раствора соли карбоната натрия Na₂CO₃ - ще­лочная (рН > 7), так как в растворе увеличивается концен­трация гидроксид-ионов ОН^-.

Гидролиз солей трехосновных слабых кислот протека­ет по трем ступеням. В качестве примера приведем урав­нения гидролиза фосфата натрия.

Первая ступень: Na₃РО₄ + Н₂О ↔ Na₂НРО₄ + NaOH;

РО₄^3- + Н₂О ↔ НРО₄^2- + NaOH.

Вторая ступень: Na₂НРО₄ + Н₂О ↔ NaH₂PO₄ + NaOH;

НРО₄^2- + Н₂О ↔ H₂PO^-₄ + ОН^-.

Третья ступень: NaH₂PO₄ + Н₂О ↔ Н₃РО₄ + NaOH;

Н₂РО^-₄ + Н₂О ↔ Н₃РО₄ + ОН^-.

Гидролиз по первой ступени происходит в значительно большей степени, чем по второй. По третьей ступени гид­ролиз фосфата натрия практически не идет.

Рассмотрим гидролиз соли, образованной слабым мно­гокислотным основанием и сильной кислотой. В водных растворах таких солей на первой ступени образуется ос­новная соль вместо основания и сильная кислота. Ступен­чатому гидролизу подвергаются соли: MgSO₄, FeCl₃, FeCl₂, ZnCl₂ и др. Например, гидролиз хлорида цинка ZnCl₂ протекает по двум ступеням.

Первая ступень: ZnCl₂+ H₂О ↔ ZnOHCl + HC1;

Zn²⁺ + Н₂О ↔ (ZnOH)⁺ + Н⁺.

Вторая ступень: ZnOHCl+ H₂O ↔ Zn(OH) ₂ + HC1;

(ZnOH)⁺ + Н₂О ↔ Zn(OH)₂ + H⁺.

Гидролиз соли идет по катиону, так как соль образова­на слабым основанием Zn(OH)₂ и сильной кислотой НСl. Катионы цинка Zn²⁺ связывают гидроксид-ионы ОН^- во­ды. На первой ступени образуется основная соль ZnOHCl и сильная кислота НСl. На второй ступени образуется сла­бое основание Zn(OH)₂ и тоже сильная хлороводородная кислота. Гидролиз по первой ступени протекает значи­тельно больше, чем по второй. В растворе увеличивается концентрация ионов водорода Н⁺ и реакция среды будет кислая (рН <7).