Тема 9. Гидролиз солей

Гидролиз солей — процесс обменного взаимодействия ионов соли с во­дой, приводящий к образованию слабодиссоциирующих продуктов и сопро­вождающийся изменением рН среды. В результате гидролиза могут образо­вываться молекулы слабых кислот и оснований, анионы кислых солей или катионы основных солей. В большинстве случаев гидролиз является обрати­мым процессом. При повышении температуры и разбавлении гидролиз уси­ливается. Гидролизу подвергаются только те соли, в состав которых входят ионы слабой кислоты или слабого основания. В связи с этим соли сильных кислот и сильных оснований не гидролизуются, например NaCl, Na₂SO₄, KNO₃ и т. п., в этих случаях реакция среды нейтральная (рН = 7).

Пример. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гид­ролиза солей: a)KNO₂; б)Na₂CO₃; в)NH₄Cl; г)ZnCl₂; д) FeCl₃+K₂CO₃.

Решение:

а) Рассмотрим гидролиз нитрита калия. При растворении в воде KNO₂ диссоциирует на ионы К⁺ и NO₂^-. Соль образована слабой кис­лотой HNO₂ и сильным основанием КОН. Следовательно, гидролиз идет по аниону слабой кислоты NO₂^-.

Ионы NO₂^- связывают ионы H⁺, образуя слабодиссоциирующие молекулы HNO₂. Ионы калия не связывают гидроксидных ионов воды, так как КОН сильное основание:

KNO₂ + Н₂O  HNO₂ + КОН

или в ионно-молекулярной форме:

NO₂^- + НOH  HNO₂ + ОН^-

Накопление ионов ОН^- обусловливает щелочную реакцию среды, рН>7.

б) Соли, образованные многоосновной слабой кислотой и сильным осно­ванием, также гидролизуются по аниону, но ступенчато, в основном по пер­вой ступени с образованием кислой соли и основания. Так, Na₂CO₃ диссоциирует на ионы Na⁺ и СОз^2-. Ионы СОз^2- связываются с водородными ионами воды в ион НСО₃^-, а не в молекулы Н₂СО₃, так как ионы НСО₃^- диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Н₂СОз:

Na₂CO₃ +H₂O  NaHCO₃ + NaOH,

СОз^2- + H₂O  НСО₃^- + OH^- ; рН > 7.

в) NH₄Cl – соль однокислотного слабого основания и сильной кислоты, следовательно, гидролиз идет по катиону:

NH₄CI + H₂O  NH₄OH + HCI,

или в ионно-молекулярной форме:

NH₄⁺ + H₂O  NH₄OH + Н⁺; рН<7.

г) Соль слабого основания многозарядного металла и сильной кислоты гидролизуется ступенчато, в основном по первой ступени с образованием основной соли и кислоты. Например,

ZnCl₂ + H₂O  Zn (ОН) Cl + HCl,

или в ионной форме:

Zn²⁺ + H₂O  ZnOH⁺ + H⁺; pH<7.

Образование молекулы Zn(OH)₂ не происходит, так как ионы ZnOH⁺ являются более слабым электролитом, чем молекулы Zn(OH)₂.

д) Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой гидролизуются по катиону и аниону, их ионы одновременно связывают ион Н⁺ и OH^-. Гидролиз идет глубоко. Реакция среды зависит от относительной силы образующей кислоты и основания и чаще всего близка к нейтральной. Следовательно, соль FeCl₃ гидролизуется по катиону, а К₂СОз - по аниону: Fe³⁺ + H₂O  FeОН²⁺ + H⁺,

CO₃^2- + H₂O  HCO₃^- +OH^-.

Если растворы солей находятся в одной емкости, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, т.к. ионы Н⁺ и ОН^- образуют молекулу слабого электролита Н₂О. При этом гидролитическое равновесие смещается вправо, и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием Fe(OH)₃ и СО₂ (Н₂СО₃). Ионно-молекулярное уравнение и молекулярное уравнение:

2Fe³⁺ + ЗCO₃^2- + ЗНОН = 2Fe(ОН)₃ + ЗСО₂,

2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Fe (ОН)₃ + ЗСО₂ + 6NaCl.

Такие соли, как Fe₂S₃, AL₂S₃ Cr₂S₃, А1₂(СО₃)₃, Fe₂(СО₃)₃, Cr₂(СО₃)₃, в водных растворах не существуют - они полностью гидролизуются.