Гидролиз солей

Гидролиз – процесс взаимодействия ионов соли с водой, приводящий к образованию слабого электролита.

Если соли рассматривать как продукт взаимодействия кислоты с основанием, то в зависимости от этого их можно разделить на четыре типа: соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой; соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой; соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой; соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой.

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются, так как при их взаимодействии с водой не могут быть получены слабые электролиты. Вследствие этого равновесие протонов и гидроксид-ионов в воде не нарушается, поэтому в растворах таких солей среда остается нейтральной (рН=7).

Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, иначе называется гидролизом по аниону.

Из молекулы воды освобождается ОН^– - ион. Этот ион, будучи в избытке, придает щелочную реакцию, так как первая ступень гидролиза соли сильно выражена (рН > 7). Следовательно, растворы солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой, имеют щелочную реакцию.

рН = 7 + ½ рК_а(НА) + ½ lgС(А^–),

где С(А^–) – концентрация анионов в растворе, моль/л.

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, иначе называют гидролизом по катиону.

В этой реакции гидролиза первая ступень более выражена, вследствие чего в растворе наблюдается избыток ионов водорода. Следовательно, растворы солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой, имеют кислую реакцию (рН < 7).

рН = 7 - ½ рК_b(НА) - ½ lgС(Kt⁺),

где С(Kt⁺) – концентрация катиона в растворе, моль/л.

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой называют гидролизом по катиону и аниону.

При кипячении раствора гидролиз усиливается, и реакция практически идет до конца; рН среды определяется относительной силой оснований и кислот и может быть либо нейтральной, либо незначительно смещенной в ту или иную сторону, т. е. слабокислой или слабощелочной.

рН = ½ [рК_a(НА) + рК_b(BОН)]

Количественно гидролиз характеризуется степенью гидролиза α_г и константой гидролиза К_г. Доля вещества, подвергающаяся гидролизу, называется степенью гидролиза:

α_г = С_г/С

где С_г – концентрация гидролизованной части вещества, моль/л;

С – общая концентрация растворенного вещества, моль/л.

В растворах умеренной концентрации α_г при комнатной температуре невелика. Для солей, образованных сильным основанием и сильной кислотой, она практически равна нулю. Если соль образована слабым основанием и сильной кислотой или сильным основанием и слабой кислотой, то α_г составляет около 1 %.

Если представить в общем виде уравнение гидролиза

МеА + Н₂О = МеОН + НА, то для этого равновесия константа равна:

К_р = [НА] [MeOH]/[MeA] [H₂O].

Учитывая, что в разбавленных растворах концентрация воды является практически постоянной величиной, то, обозначив К_р [Н₂О] = К_г, получим выражение для константы гидролиза соли:

К_г= [НА] [MeOH]/[MeA]

Чем больше значение К_г, тем в большей степени протекает гидролиз. Константа гидролиза связана с константами диссоциации кислоты и основания следующим образом:

К_г = К_w /K_а, К_г = К_w /K_b

Следовательно, значения Кг тем больше, чем меньше константа ионизации кислоты или основания. Чем слабее кислота, тем в большей степени подвергаются гидролизу ее соли; чем слабее основание, тем в большей степени подвергаются гидролизу образованные им соли.