§ 6.5. Гідроліз

Гідроліз – це хімічна взаємодія води із солями. Гідроліз солей зводиться до процесу передачі протонів. У результаті його перебігу з'являється деякий надлишок водневих чи гідроксильних йонів, що надають розчину кислотні чи лужні властивості. Таким чином, гідроліз протилежний процесу нейтралізації.

Гідролізу піддаються всі солі, утворені за участю слабких електролітів:

1. Сіль, утворена аніоном слабких кислот і катіоном сильних основ: [CH₃COONa, NaClО, KNO₂, Na₂CO₃, Na₃PO₄]

CH₃COONa + HOH  CH₃COOH + NaOH CH₃COO + НОН  CH₃COOН + OH (гідроліз за аніоном), рН > 7.

Аніони слабких кислот виконують функцію основ стосовно води – донору протонів, що приводить до збільшення концентрації ОН, тобто підлужуванню середовища. Глибина перебігу гідролізу визначається: ступенем гідролізу_Г:

,

де – концентрація солі, як піддалася гідролізу;

– вихідна концентрація солі.

Ступінь гідролізу _Гневелика, наприклад, для 0,1 моль/л розчинуCH₃COONa при 298 К дорівнює 10.

При гідролізі в системі встановлюється рівновага, що характеризується :

.

Отже, чим менша константа дисоціації, тим більша константа гідролізу. Ступінь гідролізу з константою гідролізу зв'язана рівнянням:

.

Зі збільшенням розведення, тобто зменшенням С₀, ступінь гідролізу збільшується.

2.Сіль, утворена катіоном слабких основ і аніоном сильних кислот: [NH₄Cl, AgNO₃, ZnCl₂, Fe₂(SO₄)₃];

NH₄Cl + HOH ↔ NH₄OH + НCl;

NH₄⁺ + HOH ↔ NH₄OH + H⁺ (гідроліз за катіоном), pН < 7.

Протолітична рівновага зміщена вліво, катіон слабкої основи NH₄⁺виконує функцію кислоти стосовно води, що приводить до підкислення середовища. Константа гідролізу визначається за рівнянням:

.

Рівноважна концентрація йонів водню може бути розрахована: [Н⁺]_рівн = _Г  С₀ (С₀ -вихідна концентрація солі),

;

.

Кислотність середовища залежить від вихідної концентрації солей подібного типу.

3. Сіль, утворена аніоном слабких кислот і катіоном слабких основ. Гідролізується за катіоном і за аніоном: [NH₄CN, CH₃COONH₄, (NH₄)₂S, (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₃PO₄, ZnS, AlPO₄, Al(CH₃COO)₃].

NH₄CN + HOH NH₄OH + HCN

Для визначення рН середовища розчину порівнюють К_Д,кзК_Д,осн:

К_Д,к > К_Д,осн  середовище слабо кисле;

К_Д,к < К_Д,осн  середовище слабо лужне;

К_Д,к = К_Д,осн  середовище нейтральне.

Отже, ступінь гідролізу цього виду солей не залежить від їх концентрації в розчині.

,

оскільки [H⁺] і [ОН] визначаються К_Д,к і К_Д,осн, то ,

рН розчину також не залежить від концентрації солі в розчині.

Солі, утворені багатозарядним аніоном і однозарядним катіоном, наприклад, сульфіди, карбонати, фосфати амонію, практично цілком гідролізуються за першим ступенем, тобто знаходяться в розчині у виді суміші слабкої основи NH₄OH і її соліNH₄HS, тобто у виді амонійного буфера.

Для солей, утворених багатозарядним катіоном і однозарядним аніоном (ацетати, форміати Al, Mg, Fe, Cu), гідроліз підсилюється при нагріванні і приводить до утворення основних солей.

Гідроліз нітратів, гіпохлоритів, гіпобромитів Al, Mg, Fe, Cu протікає цілком і необоротно, тобто солі не виділені з розчинів.

Солі: ZnS, AlPO₄, FeCO₃та ін. у воді малорозчинні, проте частина їх йонів бере участь у процесі гідролізу, це приводить до деякого зростання їх розчинності.

Сульфіди хрому й алюмінію гідролізуються цілком і необоротно з утворенням відповідних гідроксидів.

4. Солі, утворені аніоном сильних кислот і сильних основ, гідролізу не піддаються: [KCl, Na₂SO₄, Ba(NO₃)₂].

Найчастіше гідроліз – шкідливе явище, що викликає різні ускладнення. Так, під час синтезу неорганічних речовин з водних розчинів в одержуваній речовині з'являються домішки – продукти її гідролізу. Деякі сполуки взагалі не вдається синтезувати, через те що гідроліз проходить необоротно.

- Якщо гідроліз протікає по аніону, то в розчин додають надлишок лугу;

- Якщо гідроліз протікає по катіону, то в розчин додають надлишок кислоти.

Питання для самоконтролю

1.Які речовини відносяться до електролітів?

2.Загальні уявлення про теорію електролітичної дисоціації.

2.1.Що таке ступінь дисоціації?

2.2.Наведіть вираз константи дисоціації.

2.3.Що поєднує закон Оствальда?

3. Електролітична дисоціація води.

3.1.Який вираз йонного добутка води?

3.2. На що вказує водневий показник (рН)?

3.3.За допомогою яких речовин можна визначити рН розчину?

4. Які властивості мають буферні розчини та чому?

5. Чому розчини різних солей мають неоднакове значення рН?

Р о з д і л 7

КОМПЛЕКСНІ СПОЛУКИ