Гидролиз солей

Всегда ли нейтральны водные растворы солей? Вода – нейтральна, потому что содержит ионы водорода и ионы гидроксила в равных количествах.

H₂O = H⁺ + OH^–

Смещается ли равновесие при растворении в воде солей? Напомним, что при избытке ионов водорода H⁺ среда получается кислой, при избытке ионов гидроксила OH^– ‑ щелочной. Соли состоят состоят из двух ионов: катиона – положительно заряженного иона и аниона – отрицательно зараженного иона. Кислоты и основания бывают слабыми, малорастворимыми, и сильными ‑ растворимыми. Если соль образована равными по силе кислотой и основанием, раствор такой соли нейтрален. Когда силы неравны - кислотность определяет сильнейший. Например, силикат натрия Na₂SiO₃ – соль сильного основания – едкого натра NaOH и слабой кремниевой кислоты H₂SiO_3.. При растворении в воде силиката натрия среда становится щелочной. Лакмус окрашивается в синий цвет.

Na₂SiO₃ + H₂O NaHSiO₃ + NaOH

SiO₃^2‑ + HOH HSiO₃ ^‑+ OH^‑

Раствор сульфата натрия Na₂SO₄ – нейтрален, эта соль образована сильным основанием – едким натром NaOH и сильной серной кислотой H₂SO_4. Лакмус не меняет цвет.

Раствор карбоната натрия Na₂CO₃ имеет щелочную реакцию, соль образована сильным основанием – едким натром NaOH и слабой угольной кислотой H₂CO₃. Лакмус регистрирует щелочную реакцию.

Na₂CO₃+ HOH NaHCO₃+ NaOH

CO₃^2‑ + HOH HCO₃ ^‑+ OH^‑

Раствор хлорида натрия NaCl, соли сильного основания NaOH и сильной соляной кислоты HCl, нейтрален. Лакмус не меняет цвет.

Сульфат цинка ZnSO₄ – соль слабого основания - гидроксида цинка Zn(OH)₂ и серной кислоты H₂SO₄. Сильная серная кислота определяет реакцию раствора сульфата цинка - лакмус краснеет. При растворении в воде сульфата цинка образуется малорастворимый гидроксид цинка, который связывает ионы гидроксила воды, оставляя в избытке ионы водорода.

2ZnSO₄ + 2HOH ↔ (ZnOH)₂SO₄ + H₂SO₄

Zn²⁺ + HOH ↔ ZnOH ⁺ + H⁺

Хлорид аммония NH₄Cl – соль слабого основания гидрата аммиака NH₃··H₂О и сильной соляной кислоты HCl. Лакмус становится красным, указывая на кислую реакцию раствора хлорида аммония.

NH₄Cl + HOH ↔ NH₄OH + HCl

NH₄⁺ + HOH ↔ NH₄OH + H⁺

Мы наблюдали результат растворения солей в воде - гидролиза солей, и убедились в том, что водные растворы солей не всегда нейтральны. Растворы могут быть и кислыми, и щелочными. Все зависит от соотношения сил кислоты и основания, составляющих соль.

Гидролиз солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой

Возьмем для опыта растворы сульфата меди (II), сульфата цинка и хлорида алюминия.

Эти соли образованы сильными кислотами и слабыми основаниями. Лакмус в пробирках становится красным.

Это значит, что в пробирках кислая среда. Соли сильных кислот и слабых оснований гидролизуются с образованием кислоты.

2СuSO₄ +2H₂O ↔ (Cu OH)₂SO₄ + H₂SO₄

Cu²⁺ + H₂O ↔CuOH ⁺ + H⁺

2ZnSO₄ +2H₂O ↔ (Zn OH)₂SO₄ + H₂SO₄

Zn²⁺ + H₂O ↔ZnOH ⁺ + H⁺

AlCI₃ + H₂O ↔ Al(OH)CI₂ + HCl

Al³⁺ + H₂O ↔ Al(OH)²⁺ + H⁺

Усиление гидролиза солей при нагревании

Сульфит натрия Na₂SO₃ – соль сильного основания и слабой кислоты. Фенолфталеин становится малиновым в растворе этой соли, потому что сульфит натрия гидролизуется с образованием щелочи.

Na₂SO₃ + HOH ↔ NaOH + NaHSO₃

SO₃ ^2‑+ HOH ↔ OH^‑ + HSO₃^‑

Как влияет на гидролиз нагревание раствора? Перед нагреванием разбавим раствор. Затем нагреем раствор в пробирке. Малиновая окраска раствора сульфита натрия становится более интенсивной. Значит, содержание щелочи в пробирке увеличивается. Очевидно, что гидролиз с ростом температуры усиливается.