1.4 Количественные характеристики гидролиза

Степень гидролиза (h) – это отношение числа молекул, подвергшихся гидролизу, к общему числу молекул в растворе.

число гидролизованных молекул

h =

общее число молекул

Степень гидролиза зависит от концентрации (чем меньше концентрация, тем больше степень гидролиза), от температуры (с увеличением температуры степень гидролиза увеличивается). Для того, чтобы растворы не подвергались гидролизу, их необходимо хранить при более низкой температуре и в более высокой концентрации. Избежать гидролиза можно также путем подкисления или подщелачивания соответствующих растворов.

Гидролиз солей – процесс обратимый, поэтому к реакции гидролиза применим закон действия масс. Например, для гидролиза по иону CH₃COO ^-

CH₃COO ^- + H₂O _ ^ CH₃COOH + OH ^–

CH₃COOH OH ^-

К_равн = .

CH₃COO ^- H₂O

Концентрация воды H₂O практически постоянна, она может быть перенесена в левую часть уравнения и включена в константу равновесия. Умножив числитель и знаменатель правой части уравнения на H ⁺, получим константу гидролиза

CH₃COOH OH ^- H ⁺

К_г = К_равн H₂O = ^.

CH₃COO ^- H⁺

Видно, что выражение для константы гидролиза состоит из величины ионного произведения воды К_в и константы диссоциации кислоты

К_в 10^-14

К_г = = .

К_кисл К_кисл

Следовательно, чем меньше константа диссоциации кислоты, тем больше константа гидролиза К_г, тем сильнее положение равновесия реакции смещено вправо и тем выше щелочность раствора, т.е. больше значение рН.

Константа гидролиза соли слабого основания и сильной кислоты определяется по формуле

К_в 10^-14

К_г = = ,

К_осн К_осн

где К_осн – константа диссоциации слабого основания.

Очевидно, что чем меньше константа диссоциации слабого основания, образующегося в результате гидролиза, тем выше константа гидролиза, тем больше кислотность раствора, т.е. меньше рН.

Константа гидролиза соли слабого основания и слабой кислоты равна

К_в

К_г = .

К_осн К_кисл

Как указано выше, реакция раствора при гидролизе солей, образованных слабыми кислотой и основанием, может быть и кислой , и щелочной (хотя ионы H⁺ и OH ^– в суммарное уравнение реакции гидролиза не входят). Это зависит от относительной силы образующихся слабых кислоты и основания.

Константа гидролиза есть величина постоянная для данной температуры и не зависит от концентрации ионов в растворе.

Выражение константы гидролиза любого типа включает ионное произведение воды и константы диссоциации образующихся слабых электролитов. Так как при повышении температуры К_дисс воды значительно в большей степени возрастает по сравнению с константами диссоциации слабых кислот и оснований, то при повышении температуры константа гидролиза увеличивается и равновесие гидролиза смещается вправо.

Константа гидролиза связана со степенью гидролиза уравнением

К_г = h² C, откуда h = ,

где С – концентрация.

Гидролизу подвергаются разные вещества: соли, галогенангидриды, белки, углеводы, жиры и т.д. Разрушение горных пород в значительной мере зависит от гидролиза составляющих их минералов силикатов. В живых организмах происходит гидролиз белков, полисахаридов и других органических веществ. Состав и функция крови обусловлены гидролизом солей, растворимых в плазме.

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, стеклянные палочки, растворы солей, кристаллические вещества, дистиллированная вода, мерный цилиндр на 100 мл, термометр, фенолфталеин, универсальная индикаторная бумага.