Гідроліз
солей.
Під час розчинення речовин у воді відбувається не лише фізичний процес – а саме
самочинний розподіл частинок однієї речовини між частинками іншої речовини, а й
хімічний процес – взаємодія розчинюваної речовини з водою.
Реакцію солей з водою називають гідролізом.
Гідроліз – це хімічна реакція між
іонами солі і молекулами води, в результаті якої утворюється малодисоційована
сполука
1. Гідроліз солей.
Типи гідролізу
Гідролізом солі називається взаємодію йонів солі з йонами води, яка
приводить до утворення слабкого електроліту і зміни рН середовища.
Гідролізу піддаються солі, до складу яких входять катіони слабких основ,
або аніони слабких кислоти, або і ті, і інші одночасно. Ці йони зв'язуються з
йонами води H+ або OH- з утворенням слабкого електроліту,
в результаті чого порушується рівновага електролітичноїдисоціації води
H2O ⇄ H + + OH-
У розчині накопичуються йони H+ або OH-, надаючи йому
кислу або лужну реакцію. Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою (NaCl,
NaNO3, K2SO4, BaCl2, LiNO3),
гідролізу не піддавалося. У цьому випадку ні катіон, ні аніон солі НЕ будуть
зв'язувати йони води в малодисоційовані продукти, тому рівновага дисоціації
води не порушується. Реакція середовища в розчинах таких солей нейтральна, pH ~
7
Можна виділити три типи гідролізу: гідроліз по аніону, гідроліз по катіону,
гідроліз по аніону і по катіону.
2. Гідроліз по аніону
Гідроліз по аніону відбувається в розчинах солей, що складаються з аніонів
слабких кислот і катіонів сильних основ (CH3COOK, KNО2,
Na2CO3, Na3PO4). В цьому випадку
аніон слабкої кислоти зв'язується з йонами Н+ води з утворенням
слабкого електроліту.
Як приклад розглянемо гідроліз нітриту калію KNО2. Ця сіль
утворена сильною основою KOH і слабкою кислотою HNО2. При розчиненні
в воді KNО2 повністю дисоціює на йони K+ і NО2-.
Катіони K+ не можуть зв'язувати йони OH- води, так як KOH
– сильний електроліт. Аніони NО2- зв'язують йони H+
води, в результаті чого в розчині з'являються молекули слабкої кислоти HNО2
і гідроксид-йони OH-.
Порядок складання рівнянь гідролізу наступний:
а) записуємо рівняння дисоціації солі і підкреслюємо йон, який може
утворити з йонами води (Н+ або ОН-) слабкий електроліт:
KNO2 = K+ + NO2−
б) складаємо короткий йонне рівняння:
NO2− + НОН ⇄ HNO2 + OH−
в) складаємо повне рівняння реакції. Для цього додаємо до лівої і правої
частин короткого йонного рівняння йони, які не зазнають в результаті гідролізу
ніяких змін. У розглянутому прикладі це катіони калію:
K+ + NО2‾
+ H2O ⇄ HNО2 + K+ + OH‾
г) складаємо молекулярне рівняння гідролізу. Для цього йони з повного
йонного рівняння з'єднуємо в молекули:
KNО2 + H2O ⇄ HNО2 +
KOH.
Продукти гідролізу – слабка нітритна кислота HNО2 і калій
гідроксид КОН.
Солі, утворені сильною основою і слабкою багатоосновної кислотою,
гідролізуються ступінчасто. Гідроліз протікає в основному по першій ступені,
результатом є утворення кислих солей:
Na2S = 2Na+ + S2−
S2− + НOН ⇄ HS‾ + OH‾
pH > 7
2Na+ + S2- + H2O
⇄ Na+ + HS‾ + Na+ + OH‾
Na2S + H2O ⇄ NaHS + NaOH
Продуктами гідролізу є кисла сіль натрій гідросульфід NaHS і натрій
гідроксид NaOH.
3. Гідроліз по катіону
Гідроліз по катіону відбувається в розчинах солей, що складаються з
катіонів слабких основ і аніонів сильних кислот (NH4Cl, CuSO4,
FeCl3, AlCl3, Pb (NO3)2, ZnSO4).
У цьому випадку катіон слабкої основи зв'язується з йонами ОН- води
з утворенням слабкого електроліту. Так, гідроліз цинк сульфату може бути
представлений рівняннями:
ZnSO4 = Zn2+
+ SO42−
Zn2+ + HOН ⇄ ZnOH+ + H+
рН < 7
2Zn2+ + 2SO42−
+ 2H2O ⇄ 2ZnOH+ + SO42−
+ 2H+ + SO42−
2ZnSO4 + 2H2O ⇄ (ZnOH)2SO4
+ H2SO4
Продуктами гідролізу є основна сіль цинк гідроксисульфат (ZnOH)2SO4
і сірчана кислота H2SO4.
4. Гідроліз по катіону
і по аніону
Гідроліз по аніону і катіону одночасно відбувається в розчинах солей,
утворених слабкими основами і слабкими кислотами (NH4NO2,
Al2S3, Fe(CH3COO)3, CH3COONH4).
У цьому випадку з водою взаємодіє як катіон слабкої основи, так і аніон слабкої
кислоти, наприклад:
NH4CH3COO = NH4+
+ CH3COO‾
NH4+ + HOН ⇄ NH4OH + H+
CH3COO‾ + HOН ⇄ CH3COOH +
ОН−
NH4+ + CH3COO‾
+ H2O ⇄ NH4OH + CH3COOH
NH4CH3COO + H2O
⇄ NH4OH + CH3COOH
Продуктами гідролізу є слабка кислота CH3COOH і слабка основа NH4OH.
Реакція середовища близька до нейтральної, pH ~ 7.
5. Повний гідроліз
солей
Як правило, гідроліз – оборотний процес. У перших двох випадках рівновага
сильно зміщене вліво – в сторону малодисоційованих молекул води, в третьому –
вправо, в бік утворення продуктів гідролізу – двох слабких електролітів.
Практично необоротно гідролізуються тільки ті солі, продукти гідролізу яких
видаляються з розчину у вигляді нерозчинних або газоподібних сполук. Солі, які
піддаються необоротному гідролізу, неможливо отримати в результаті реакції
обміну в водних розчинах. Наприклад, замість очікуваного Cr2S3
при змішуванні розчинів CrCl3 і Na2S утворюється осад
Cr(OH)3 і виділяється газоподібний H2S:
2CrCl3 + 3Na2S +
6H2O = 6NaCl + 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
6. Рівновага гідролізу
На рівновагу гідролізу впливають температура і концентрація. Зсув рівноваги
гідролізу відбувається відповідно до принципу Ле Шательє. Гідроліз – це
реакція, зворотна нейтралізації, а нейтралізація – екзотермічний процес, отже,
гідроліз – ендотермічний. Тому збільшення температури підсилює гідроліз, тобто
зміщує рівновагу вправо. При постійній температурі рівновагу гідролізу можна
змістити вправо і тим самим посилити гідроліз, розбавляючи розчин водою і
видаляючи продукти гідролізу. Гідроліз уповільнюється (рівновага зміщується
вліво), якщо збільшувати концентрацію продуктів гідролізу.
Завдання: Опрацюйте параграф 12
Перегляньте відеоурок за посиланням👇
Коментарі
Дописати коментар