Гидролиз солей

Гидролиз солей

Вопрос 21

Гидролиз

Гидролиз – взаимодействие веществ с водой. Гидролиз солей происходит, когда ионы соли способны образовывать с Н+ и ОН— ионами воды малодиссоциированные электролиты.

Типы гидролиза

Для оценки типа гидролиза необходимо рассмотреть соль, как продукт взаимодействия основания и кислоты. Любая соль состоит из металла и кислотного остатка. Металлы соответствует основание или амфотерный гидроксид (с той же степенью окисления, что и в соли), а кислотному остатку — кислота.

Типы обратимого гидролиза

Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуются ПО АНИОНУ (Примеры солей: CH3COONa, Na2CO3, Na2S, KCN)
Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, гидролизуются ПО КАТИОНУ (Пример соли: NH4Cl, FeCl3, Al2(SO4)3 )
Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, гидролизуются И ПО КАТИОНУ, И ПО АНИОНУ (Примеры солей:  CH3COONH4, (NH4)2CO3, HCOONH4)
Гидролиз солей, образованных сильным основанием и сильной кислотой, в водных растворах НЕ ИДЕТ.

Индикатор - вещество, используемое в химии для определения среды раствора. В зависимости от среды раствора индикатор способен менять его цвет, что наглядно отражает характер среды в определенный момент времени.

Необратимый гидролиз

Гидролиз, в который вступают растворимые соли 2х-валентных металлов (Be2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Pb2+, Cu2+ и др.) с сильным ионизирующим полем (слабые основания) и растворимые карбонаты/гидрокарбонаты. При этом образуются нерастворимые основные соли (гидроксокарбонаты):
2MgCl2 + 2Na2CO3 + H2O = Mg2(OH)2CO3 + 4NaCl + CO2
2МеCl2 + 2Na2CO3 + Н2О = (МеОН)2CO3 + 4NaCl + СО2 (МеII, кроме Fe, Ca, Sr, Ba)
! Исключения: (соли Ca, Sr, Ba и Fe2+) – в этом случае получим обычный обменный процесс:
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl,
МеCl2 + Na2CO3 = МеCO3 + 2NaCl (Ме – Fe, Ca, Sr, Ba).


Необратимый гидролиз

Взаимный гидролиз, протекающий при смешивании двух солей, гидролизованных по катиону и по аниону. Продукты гидролиза по второй ступени усиливают гидролиз по первой ступени и наоборот. Поэтому в таких процессах образуются не просто продукты обменной реакции, а продукты гидролиза (совместный или взаимный гидролиз). Соли металлов со степенью окисления +3 (Al3+, Cr3+)   и соли летучих кислот (карбонаты, сульфиды, сульфиты) при смешивании в растворе (взаимном гидролизе) образуют осадок гидроксида и газ (H2S, SO2, CO2):
2AlCl3 + 3K2S +6H2O  = 2Al(OH)3 + 3H2S↑  + 6KCl,
2CrCl3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Сr(ОН)3 + 3СO2 + 6KCl,
2МеCl3 + 3Na2CO3 + 3Н2О=2Ме(ОН)3 + 6NaCl + 3СО2 (МеIII),
2МеCl3 + 3Na2SO3 + 3Н2О=2Ме(ОН)3 + 6NaCl + 3SО2 (МеIII),
2МеCl3 + 3Na2S + 3Н2О=2Ме(ОН)3 + 6NaCl + 3H2S (МеIII).

Гидролиз кислых солей

Кислые соли – это соли, анионы которых содержат атом водорода (один или несколько), способный к отщеплению в виде катиона H+ под действием оснований / воды. То есть анионы кислых солей способны к диссоциации:
HCO3 - ⇄ H+ + CO3 2-
HS- ⇄ H+ + S2-
HSO4 - ⇄ H+ + SO4 2-
H2PO4 - ⇄ H+ + HPO4 2-
HPO4 2- ⇄ H+ + PO4 3-
При этом если по предыдущей ступени кислота является слабой, то помимо диссоциации аниона протекает и гидролиз по аниону:
HCO3 - + H2O ⇄ H2CO3 + OH-
HS- + H2O ⇄ H2S + OH-
H2PO4 - + H2O ⇄ H3PO4 + OH-
HPO4 2- + H2O ⇄ H2PO4 - + OH-
В случае с гидросульфатом – процесс HSO4 - + H2O ⇄ H2SO4 + OH- практически не протекает, т.к. серная кислота является сильной и по первой ступени практически полностью диссоциирует в растворе!
Итак, анионы кислых солей в растворе вступают в два процесса:
1. Диссоциация аниона («подкисляет» среду): HS- ⇄ H+ + S 2-
2. Гидролиз по аниону («подщелачивает» среду): HS- + H2O ⇄ H2S + OH- Среда раствора зависит от того, какой из этих процессов преобладает. Если преобладает диссоциация – среда кислая; преобладает гидролиз – щелочная.
NaHCO3 – щелочная
NaHS – щелочная
NaHSO3 – кислая
Na2HPO4 – щелочная
NaH2PO4 – кислая
Для солей сильных кислот (например, NaHSO4) : гидролиз по аниону не протекает, а среда – кислая за счёт диссоциации аниона.

Гидролиз основных солей

Основные соли – это соли, катион которых способен к диссоциации с отщеплением аниона OH- . Разберём на примере хлорида гидроксомагния (MgOH)Cl. Запишем уравнения процессов, в которых участвует катион:
Диссоциация катиона («подщелачивает» среду):
MgOH+ ⇄ Mg2+ + OH-.
Гидролиз по катиону («подкисляет» среду):
MgOH+ + H2O ⇄ Mg(OH)2 + H+
Так как гидроксид магния по первой ступени является достаточно сильным основанием – гидролиз по катиону почти не протекает. Следовательно, среда раствора – щелочная – обусловлена диссоциацией катиона.