Гидролиз солей.
Растворы различных веществ в воде часто сопровождается химическим взаимодействием обменного характера с водой. Подобные процессы объеденены под названием гидролиз. Гидролизу могут подвергаться хим соединения различных классов(соли, углеводороды) В неорганической химии чаще всего приходиться иметь дело с гидролизом солей,т.е. с обменным взаимодействием ионов солей и молекул воды, в результате которого смещается равновесие электролитич диссоциации воды и изменение кислотности среды.
Гидролиз является результатом поляризации ионов соли с их гидратной оболочкой. Продуктом гидролиза являются малодиссоциирующ или труднорастворимые вещ-ва. Поэтому в реакцию гидролиза вступают соли, образующие слабые кислоты и слабые основания, или слабые ксилоты и сильные основания, или сильные кислоты и слабые основания. В зависимости от типа соли возможно 4 варианта действия на нее.
Лекция 7
Гидролиз
1)соль, образованная сильной кислотой и сильным основанием.( NaCl, Ca(NO3)2 Растворы солей этого типа почти не влияют на равновесие диссоциации воды, т.к. ионы такой соли не могут образовать малодисоциированные продукты с ионами ОН+ и ОН-. Поэтому в системе
Единственным диссоциированным остается сама вода. В результате равновесия реакции (1) гидролиз NaCl почти не происходит и в растворе нет заметного избытка ОН= и ОН- ионов. рН=7(рН растворов солей этого типа) Из приведенного рассмотрения ясно, что соли данного типа не подвергаются гидролизу.
2)Соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием( NaF, K2SO3 )
Т.к. соли данного типа имеют слабую компоненту, то гидролиз идет по этой компоненте, т.е. по аниону кислоты. Гидролиз обратной реакции нейтролизации, поэтому ее продуктами должны быть слабая кислота и сильное основание. Рассмотрим гидролиз соли, образованной слабым одноосновным основанием и сильной однокислотной кислотой, например NaF Уравнение гидролиза этой соли имеет вид:
Уравнение (2) показывает, что реакция сопровождается образованием иона ОН+, но поскольку ионное произведение воды(Kw=[H][OH]) есть величина постоянная, то при накоплении ионов ОН- концентрация ионов водорода уменьшается, вследствии чего, растворы солей, образоованных слабыми кислотами и сильными основаниями имеют щелочную реакцию(рН>7). Константа равновесия реакции(2) называтеся константой гидролиза и записывается в виде:
Величина Кq характеризует способность данной соли подвергаться гидролизу, тем в большей степени( при одной и той же температуре концентрации соли) протекает гидролиз. Из ур (3) следует что Кq тем больше, чем меньше Кdслабой кислоты. Иными словами, чем слабее кислота, тем больше подвержена гидролизу ее соль.
Гидролиз солей, образованный слабой одноосновной кислотой и сильной кислотой протекает.............................. Первая ступень карбоната К протекает согласно ур-нию:
Как видно при гидролимзе на первой ступени образуется ион НСО3, который характерезуется второй константой угольной кислоты, , а при гидролизе по второй ступени образуется угольная кислота, диссоциация которой карахтерезуется первой константой ее диссоциации. Поэтому Кт по первой ступени связана с второй Кd угольной кислоты, в К2т – с первой Кd угольной кислоты. Эта связь выражается соотношениями:
По этой причине гидролиз по первой ступени всегда протекает в большей степени, чем во второй.
Кроме того, ионы образующиеся при гидролизе по 1ой ступени( в рассм примере ОН-) способствуют смещению равновесия 2о1 ступени влево, т.е. также подавляет гидролиз по 2ой ступени.
Гидролизом солей слабых многоосновных кислот ао 2 и 3 ступени обычно можно принебречь. Исключение рпедставляет собой случай, когда многоосновная кислота крайне слабая, в подобном случае гидролиз часто идет до конца.( например соли H2S)
Соль, образовання слабым основанием и сильной кислотой.( NH4,ZnSO4)
В этом случае гидролизу подвергаются катионы соли, т.к. они являются слабой компонентой и реакция сопровождается образованием ионов Н+
Накопление этих ионов приводит к уменьшению концентрации Н-. Таким образом растворы солей, образованные слабым основанием и сильной кислотой имеют кислотную реакцию(рН< 7) Чем слабее основание, тем полнее будет гидролиз. В случает солей, образованных слабыми многокислотными основаниями и сильной кислотой, гидролиз протекает ступенчато( по ступеням с образованием основных солей)
Процесс гидролиза солей может в ряде случаев быть очень сложным, поэтому простые уравнения гидроли в общепринятой записи часто являются условными. Установить продукты гидролиза можно лишь на основаниия их аналитического исследования.
Содержание продуктов гидролиза зависит от условий протекания реакции( концентрации раствора, температуры) т.кб равновесие при гидролизе солей многоосновных оснований достигается обычно .................... Для упрощения написания реакция обычно пользуются формулами негидрогированных ионов и молекул, т.е. вместо формулы Al(OH)3*n H2O приводят формулу Al(OH)3
Соль, образованная слабой кислотой и слабым оснванием( CH3COONH4, Al2SO3))
Гидролиз солей этого типа заходит достаточно далеко,т.е. алодиссоциируемы оба вещ-ва образующие соль: и основание и кислота. Поэтому гидролиз протекает одновременно по катиону и аниону. Так гидролиз ацетона амииака протекает по уравнени.:
Если соль данного типа образована многоосновной кислотой( или слабым многоосновным основанием) или тем и другим вместе, то гидролиз протекает по ступеням( стадиям) На нагид. Ст. реагирует только одна молекула вобы( наприм гидролиз ацетата аллюминия протекает до основных солей – считается гидроксо и дигидроксо аллюминия