3. Гидролиз солей

а) Понятие гидролиза и его значение

Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с ионами воды, которое приводит к образованию слабых электролитов.

Вода является слабым электролитом и диссоциирует по уравнению

Н₂О→ Н⁺ + ОН^-

В результате гидролиза солей их водные растворы показывают кислую, щелочную или нейтральную реакцию среды. Реакция среды зависит от концентрации ионов водорода Н⁺ или гидроксид-ионов ОН^-.

Появление избытка ионов Н⁺ или ОН^- в растворе объясняется тем, что ионы соли реагируют с ионами воды. Равновесие диссоциации воды смещается вправо, так как при гидролизе солей образуются слабые электролиты.

NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^- CH³COONa → CH₃COO^- + Na⁺

H₂O → OH^- + H⁺ H₂O → H⁺ + OH^-

← ^↑↓ ← ^↑↓

NH₄OH CH₃COOH

В зависимости от природы соли в растворе накапливаются либо ионы Н⁺, либо ОН^-, которые и определяют реакцию среды.

Гидролиз соли – это реакция, обратная реакции нейтрализации, поэтому каждую соль можно представить себе как соединение, образованное основанием и кислотой. Кислоты и основания бывают сильными и слабыми электролитами. В зависимости от силы исходной кислоты и исходного основания различают четыре типа солей:

. образованные сильным основанием и слабой кислотой;

. образованные слабым основанием и сильной кислотой;

. образованные слабым основанием и слабой кислотой;

. образованные сильным основанием и сильной кислотой.

Процесс гидролиза применяют для получения ценных веществ из древесины, жиров, эфиров. Особенно важную роль гидролиз играет в жизнедеятельности организмов.

При гидролизе аденозинтрифосфата (АТФ) высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организмов.

Без ферментивного гидролиза не могли бы усваиваться белки, жиры, полисахариды, так как всасываться в кишечнике способны относительно небольшие молекулы. Например, усвоения дисахаридов и полисахаридов становиться возможным лишь после их полного гидролиза ферментами до моносахаридов.

Б) Гидролиз соли, образованной катионом сильного основания и анионом слабой кислоты

В водном растворе цианида калия соль полностью распадается на ионы калия К⁺ и цианид - ионы CN^-. Ионы калия К⁺ и гидроксид-ионы ОН^-могут находиться в растворе одновременно в значительных количествах. Ионы водорода Н⁺ и цианид – ионы СN^- взаимодействуют между собой с образованием цианидводородной кислоты (Кq = 6,0г х 10^-10)

KCN → K⁺ + CN^-

H₂O → OH^- + H⁺

← ↓↑

HCN

В результате гидролиза такой соли в растворе находятся полностью продиссоциированная щелочь и слабо диссоциированная кислота. Эта кислота частично диссоциирует на ионы и возвращает в раствор часть ионов Н⁺ и СN^-. Возникает обратная реакция и устанавливается динамическое химическое равновесие.

K⁺ + CN^- + H₂O → K⁺ + OH^- + HCN

←

Следовательно, реакция между цианидом калия и водой является обратимой и проходит не полностью. Такое явление называется обратимым гидролизом.

В результате того, что в растворе образуется сильный электролит гидроксид калия, концентрация гидроксид-ионов ОН^- будет значительно больше концентрации ионов водорода Н⁺. В растворе соли возникает щелочная среда, т.е. рН > 7. Эксперимент показывает, что 0,1М раствор этой соли имеет рН 11, 1. Гидролиз цианида калия в сокращенной ионной форме:

CN^- + H₂O → OH^- + HCN

←

Гидролиз соли, образованной катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, идет по аниону слабой кислоты и реакция среды становится щелочной.

в) Гидролиз соли, образованной катионом слабого основания и анионом сильной кислоты

Рассмотрим гидролиз соли – йодид аммония NH₄J. При растворении этой соли в воде катион аммония связывает гидроксид-ион ОН^- воды и ионы водорода накапливаются в растворе:

NH₄J + H₂O → NH₄OH + HJ

←

NH₄⁺ + H₂O → NH₄OH + H⁺

←

В результате гидролиза данной соли в растворе образуются слабое основание NH₄OH и сильная кислота HJ. 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.

Таким образом, гидролиз соли, образованной катионом слабого основания и анионом сильной кислоты, идет по катиону слабого основания и реакция среды становится кислой.