3.Изучение процесса гидролиза солей

При растворении веществ в воде происходит взаимодействие растворенного вещества с молекулами воды. Это взаимодействие приводит к реакциям гидролиза.

Реакции обменного разложения веществ водой называются реакциями гидролиза.

Гидролизу подвергаются различные вещества: неорганические - соли, карбиды и гидриды металлов, галогениды неметаллов; органические - сложные эфиры, жиры, белки, углеводы. Гидролиз органических веществ

имеет большое биологическое значение для живых организмов. Из курса общей биологии вспомните, что происходит в живых организмах со сложными органическими веществами? (В живых организмах происходит ферментативный гидролиз жиров, белков и углеводов).

Обратить внимание: В лабораторной работе исследовались разные по составу соли. Разберем состав исследуемых солей.

Nа₂ CO₃

NaOH H₂CO₃

сильное слабая осн-ние кислота

А1Cl₃

А1(ОН)₃ HCl

слабое сильная

осн-ние кислота

NaСI

NaOH HCI

сильное сильная осн-ние кислота

Соль можно рассматривать как продукт взаимодействия кислоты и основания. В зависимости от вида кислоты и вида основания выделяют четыре типа солей:

1.Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой

2.Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой

3.Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой

4.Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой

4. Составление уравнений гидролиза

Рассмотрим процессы, происходящие в растворах исследуемых солей.

1) К какому типу солей относится карбонат натрия? Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой.

Карбонат-ионы прочно связывают катионы водорода, так как угольная кислота слабая. Катионы натрия не могут быть связаны гидроксид-ионами, так как гидроксид натрия – сильное основание и диссоциирует полностью.

Уравнение показывает, что:

• в растворе есть свободные гидроксид-ионы ОН^- и их концентрация больше, чем в чистой воде, поэтому раствор соли имеет щелочную среду,

• в реакции с водой участвуют анионы СО^-2; в таком случае говорят, что идет гидролиз по аниону.

2) К какому типу солей относится хлорид алюминия? Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой.

Уравнение показывает, что:

• в растворе есть свободные ионы водорода Н⁺ и их концентрация больше чем в чистой воде, поэтому раствор соли имеет кислотную среду;

• в реакции с водой участвуют катионы А1³⁺; в таком случае говорят, что идет гидролиз по катиону.

3) К какому типу солей относится хлорид натрия? Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой.

ΝаCl ↔ Νа⁺ + Cl ^-  ;  HOH ↔ H⁺ + OH^-

В данном случае при диссоциации соли не образуются  слабые ионы и, следовательно, не образуется слабый электролит. Все ионы останутся в растворе, они не могут объединяться, так как при этом не образуются слабые электролиты - гидролиз не происходит. Среда раствора нейтральная, так как концентрации ионов Н⁺ и ОН^- в растворе равны, как в чистой воде.

4) Проблемный вопрос: А что происходит в растворах солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой?

К какому типу солей относится ацетат аммония? Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой.

СН₃СООΝН₄ ↔ СН₃СОО^- +ΝН⁴⁺

          HOH ↔H^+- + OH-

Слабым ионом будут катион и анион. Гидролиз будет идти одновременно по катиону и аниону. СН₃СООΝН₄+ HOH ↔ СН₃СООН+ ΝН₄ ОН среда будет слабокислая или слабощелочная в зависимости от Кд кислоты или основания. Константы дссоциации уксусной кислоты и гидроксида аммония равны соответственно: К(СН₃СООН) = 1,76×10^-5 и К(NH₄ ОН) = 1,79×10^-5 => среда при гидролизе этой соли нейтральная.

Соль может подвергаться сразу полному и необратимому гидролизу, например, если образец соли Al₂S₃ опустить в воду, моментально происходит бурная реакция гидролиза:

Al₂ S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S

Этот гидролиз необратим, поэтому реакцией обмена в растворе Al₂S₃ получить нельзя. Вместо него образуются продукты гидролиза.

2AlCl₃ + 3Na₂S + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S + 6NaCl

На гидролиз влияет не только природа вещества, но и другие факторы, например разбавление раствора увеличение количества воды в растворе усиливает гидролиз. При нагревании гидролиз также усиливается.

Такие соли подвергаются гидролизу и по катиону, и по аниону.

Катион слабого основания связывает ионы ОН^- из молекул воды, образуя слабое основание; анион слабой кислоты связывает ионы Н⁺ из молекул воды, образуя слабую кислоту. Реакция растворов этих солей может быть нейтральной, слабокислотной или слабощелочной. Это зависит от констант диссоциации двух слабых электролитов - кислоты и основания, которые образуются в результате гидролиза.