1.6. Гидролиз солей
Одним из важнейших свойств солей является гидролиз. Гидролиз — это разложение водой.
Гидролизом солей называется взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого образуются слабые электролиты.
Сущность
гидролиза сводится к химическому
взаимодействию катионов или анионов
соли с гидроксид-ионами или ионами
водорода из молекул воды. При взаимодействии
образуется малодиссоциирующее соединение
(слабый электролит). Химическое равновесие
процесса диссоциации воды при гидролизе
смещается вправо:
.
Поэтому в водном растворе соли появляется
избыток свободных ионов
и
, и раствор соли показывает кислую или
щелочную реакцию среды.
Для многих солей процесс гидролиза - обратим.
Для характеристики способности гидролизоваться существует понятие «степень гидролиза»:
— степень
гидролиза:
|
(6) |
|
где |
|
|
,
— число
молекул соли, подвергшихся гидролизу;
— общее
число растворенных молекул соли.Степень гидролиза зависит от природы соли, концентрации раствора, температуры. При разбавлении раствора, повышении его температуры степень гидролиза увеличивается.
Любая соль может быть представлена как продукт взаимодействия кислоты и основания.
В зависимости от силы исходной кислоты и исходного основания соли можно разделить на 4 типа (рис. 4):
Рис. 4. Типы солей по способу их образования
Соли I, II, III типов подвергаются гидролизу, соли IV типа не подвергаются гидролизу.
Рассмотрим примеры гидролиза различных типов солей.
I. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой
Например, соль KNO3 образована сильным основанием KOH и слабой кислотой HNO2.
Молекулярное уравнение:
.
Полное ионное уравнение:
.
Сокращенное ионное уравнение:
.
Как
видно в данном случае среда раствора
будет щелочная так как имеется избыток
гидроксид-ионов
.
II. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой
Например,
I,
образована слабым основанием
OH
и сильной кислотой HI;
Молекулярное уравнение:
I+HOH
OH+HI.
Полное ионное уравнение:
.
Сокращенное ионное уравнение:
.
В
заданном случае при гидролизе такого
типа солей образуется избыток ионов
,
то есть среда раствора будет кислая.
III. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой
Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, гидролизуются одновременно и по катиону, и по аниону.
Например,
соль
образована
слабой уксусной кислотой
и слабым основанием
.
Молекулярное уравнение:
.
Ионное уравнение:
.
Для данного случая реакция раствора будет нейтральная, так как контакты диссоциации кислоты и основания равна между собой:
Kg(C
.
При аналогичном составе соли подвергающейся гидролизу по III типу, среда раствора будет зависеть от константы диссоциации образующихся слабой кислоты и слабого основания.
Например:
соль
обраована слабой кислотой
и слабым основанием
.
Молекулярное уравнение:
.
Ионное уравнение:
.
Так
как степень диссоциации
больше степени диссоциации
значит,
реакция раствора будет слабощелочная.
Необратимому (полному) гидролизу подвергаются соли, которые образованы слабым нерастворимым или летучим основанием и слабой летучей или нерастворимой кислотой.
Например:
соль
образована гидроксидом
— слабое нерастворимое основание и
— сероводородная кислота — летучая.
Уравнение гидролиза данной соли
Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, не гидролизуются, так как катионы и анионы этих солей не связываются с ионами или воды, то есть не образуют с ними молекул слабых электролитов.
Гидролиз может быть ступенчатым. Если соль образована слабой многоосновной кислотой и сильным основанием, число ступеней гидролиза зависит от основности слабой кислоты. Гидролиз идет с образованием кислой соли и основания.
Например,
соль
,
образованная однокислотным основанием
KOH
и
двухосновной кислотой
гидролизуется ступенчато.
Первая ступень:
;
2
+
+O
;
+
O
.
Вторая ступень:
;
+
+O
+
;
+
O
+
.
Гидролиз
по второй ступени протекает в меньшей
степени. Среда раствора щелочная (pH7)
за счет увеличения гидроксид-ионов
в растворе.
Если соль образована слабым многокислотным основанием и сильной кислотой, то число ступеней гидролиза зависит от кислотности слабого основания.
Например, соль NiCl2 образована слабым двухосновным основанием Ni(OH)2 и сильной кислотой HCl, она гидролизуется по схеме:
первая ступень:
Ni
+
NiOHCl+HCl;
2
;
вторая ступень:
NiOHCl
Ni(OH
+HCl;
Ni(OH
Ni(OH
.
За
счет избытка ионов
в растворе — среда
раствора кислая.