2 Различные случаи гидролиза

Для описания гидролиза будем применять сокращенную фирму записи, включающую диссоциацию соли и взаимодействие с водой только тех ионов, которые приводят к гидролизу.

Примеры различных случаев гидролиз:

1) Гидролиз соли образованной слабым основанием и сильной кислотой

NH₄CI → NH₄⁺ + СІ^-,

NH₄⁺ + НОН ↔ NH₄OH + Н⁺, рН< 7.

Гидролиз протекает по катиону, реакция среды кислая.

2) Гидролиз соли образованной сильным основанием и слабой кислотой

NaNО₂ → Na+ + NO₂^-,

NO₂^- + НОН ↔ НNО₂ + OН^-.

Гидролиз протекает по аниону, реакция среды щелочная.

3) Гидролиз соли образованной слабым основанием и слабой кислотой

NH₄NО₂ → NH₄⁺ + NO₂^-,

NH₄⁺ + NO₂^-+НОН ↔ NH₄OH + НNО₂, рН< 7.

Гидролиз протекает как по катиону так и по аниону, реакция среды кислая так как, константа диссоциации слабой кислоты (К_д(НN02) = 6,2 10^-4) больше константы диссоциации слабого основания( К_д(NH4OH) =1,8·10^-5) .

Гидролиз большинства солей протекает незначительно, так как образующиеся в результате гидролиза слабые кислоты и основания обычно являются гораздо более сильными электролитами, чем вода. В большей степени гидролизуются соли образованные слабой кислотой и слабым основанием, а в случае солей содержащих многозарядные катионы и анионы может происходить полное разложение соли. Образуются в ходе гидролиза газообразные или малорастворимые соединения приводят к усилению гидролиза.

4) Гидролиз солей, образованных многозарядными катионами и анионами

Гидролиз солей, образованных многозарядными катионами и анионами, протекает ступенчато, при этом в качестве промежуточных продуктов гидролиза образуются основные соли, если гиролиз идёт по катиону, или кислые соли, если гидролиз идёт по аниону.

Na₃PО₄ → 3Na⁺ + PО₄^-3,

PО₄^-3 + НОН ↔ HPО₄^-2 + OH^-, I-ступень,

HPО₄^2- + НОН ↔ H₂PО₄^- + OH^-, II-ступень,

H₂PО₄^- + НОН ↔ H₃PО₄+ OH^-, III-ступень.

В большинстве случаев наиболее сильно процесс гидролиза протекает по первой ступени, поэтому в практических расчетах вторую и по­следующие ступени гидролиза обычно не учитывают.

5) Совместный гидролиз двух солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием

При смешива­нии водных растворов двух солей, одна из которых образована катионом слабого основания, а другая - анионом слабой кислоты, происходит взаимное усиление гидролиза этих солей. Если кислота и основание, образующие эти соли, не только слабые электролиты, но и малорастворимые или разлагающиеся с образованием летучих продуктов, то гидролиз часто протекает необратимо. При этом образуются конечные продукты гидролиза - слабое основание и слабая кислота.

Совместный гидролиз хлорида алюминия и сульфида натрия

2 АlСІ₃ + 3 Na₂S + 6 НОН ↔ 2 А1(ОН)₃ + 3 H₂S + 6 NaCl,

2 Al³⁺ + 3 S^2- + 6 НОН ↔ 2 А1(ОН)₃ + 3 H₂S.

В данном случае гидролиз протекает до образования конечных продуктов.

3 Гидролиз кислых солей

В случае гидролиза кислых солей параллельно с процессом гидролиза идет процесс диссоциации кислых ионов, содержащихся в кислотном остатке аниона кислоты. Реакция среды определяется тем, какой процесс пре­обладает. Эго можно выяснить, сравнив константы гидролиза и диссоциации анионов кислой соли.

Пример гидролиза дигидроортофосфата натрия

1) Гидролиз

Na H₂PО₄ → Na⁺ + H₂PО₄^-,

H₂PО₄^- + НОН ↔ H₃PО₄+ OH^- К_г = 1,4·10^-12.

2)Диссоциация кислого иона

H₂PО₄^- ↔ HPО₄^2- + Н⁺ К_д2= 6,2·10^-8.

Реакция среды в данном случае будет кислая, так как К_г меньше К_д2(Н₃РО₄), т.е. процесс диссоциации преобладает над процессом гидролиза.

4 Константа гидролиза

Гидролиз солей в большинстве случаев протекает обратимо. Поэтому для процесса гидролиза, как и любого равновесного процесса, можно записать выра­жение константы равновесия (К_р).

Пример гидролиза ацетата натрия –

СН₃СОО^- + Н⁺ОН^- ↔ СН₃СООН + ОН^-.

К_р = .

В полученном выражении концентрацию воды можно перенесли влево, так как в разбавленных водных растворах её исходная и равновесная концентрации практически совпадают. И после умножения числителя и знаменателя отношения на концентрацию ионов водорода, получим в числителе ионное произведение воды, а в знаменателе константу диссоциации уксусной кислоты.

К_г .

Поставив в приведенное выражение значение ионного произведения воды 10^-14 и константу диссоциации для уксусной кислоты ~10^-5 получаем К_г~10^-9, т.е. гидролиз протекает незначительно. При переходе к общему выражению

К_г

видно, что чем слабее кислота, образующаяся в ходе гидролиза, тем в большей степени протекает гидролиз.

Если соль гидролизуется по катиону, то в общем виде константа гидролиза будет иметь вид

К_г .

Из приведенного выражения следует, что чем слабее основание, образующаяся в ходе гидролиза, тем в большей степени протекает гидролиз.

В случае соли гидролизующейся как по катиону так и по аниону выражение константа гидролиза имеет вид

К_г .

Так как в знаменатель входит произведение К_д слабых кислот и основания, гидролиз данных солей протекает в большей степени.