План

1. Гідроліз солей. Типи гідролізу
2. Гідроліз по аніону
3. Гідроліз по катіону
4. Гідроліз по аніону і по катіону
5. Повний гідроліз солей
6. Рівновага гідролізу

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⁺ + S^2- + 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.