Гидролиз солей

Общие понятия гидролиза

Гидролизу подвергаются средние и кислые соли, в образовании которых участвовали сильная кислота и слабое основание (FeSO₄, ZnCl₂), слабая кислота и сильное основание (NaCO₃, CaSO₃), слабая кислота и слабое основание ((NH₄)₂CO₃, BeSiO₃). Если соль получена путем взаимодействия сильных кислоты и основания (NaCl, K₂SO₄) реакция гидролиза не протекает.

Уравнения гидролиза солей

Уравнение диссоциации воды, в результате которого образуются гидроксид-ион и ион водорода, записывается следующим образом:

H₂O ↔ H⁺ + OH^—.

Однако вода малодиссоциирующее соединение, поэтому выше написанное уравнение в некоторой степени условно. Можно обозначать воду как HOH.

Существует несколько вариантов записи уравнений гидролиза солей. В первом случае первоначально указывают продукты диссоциации соли и воды, после чего – полное и сокращенное ионное уравнения гидролиза и, наконец, его же, но в молекулярном виде. Рассмотрим на примере гидролиза ацетата натрия (CH₃COONa) – одноосновной соли, образованной слабой кислотой – уксусной (CH₃COOH) и сильным основанием – гидроксидом натрия (NaOH). Гидролиз всегда (!) протекает по слабому иону (в данном случае – аниону).

CH₃COONa ↔ CH₃COO^— + Na⁺ (1).

H₂O ↔ H⁺ + OH^— (2).

CH₃COO^— + Na⁺ + H⁺ + OH^— ↔ CH₃COOH + NaOH (3).

CH₃COONa + H₂O ↔ CH₃COOH + NaOH (4).

В данном случае полное и сокращенное ионное уравнения совпали (3). Образование в продуктах реакции NaOH свидетельствует о наличии щелочной среды.

Рис. 1. Проверка характера среды раствора опытным путем – добавление индикатора фенолфталеина. Малиновая окраска – кислая среда.

Если бы гидролизующаяся соль была двухосновной, как, например, ZnSO₄, то уравнение гидролиза можно было бы записать для двух ступеней. Рассмотрим второй вариант записи уравнения на этом примере:

ZnSO₄ ↔ Zn²⁺ + SO₄^2-.

Соль образована сильной кислотой и слабым основанием, следовательно, гидролиз протекает по катиону:

Zn²⁺ + HOH ↔ ZnOH⁺ + H⁺.

ZnSO₄ + HOH ↔ (ZnOH)₂SO₄ + H₂SO₄.

Это первая ступень гидролиза. Наличие ионов водорода свидетельствует о кислотном характере среды.

Теоретически (!) возможна вторая ступень гидролиза:

ZnOH⁺ + HOH ↔ Zn(OH)₂ + H₂SO₄.

(ZnOH)₂SO₄ + HOH ↔ Zn(OH)₂ + H₂SO₄.

Степень гидролиза солей

Гидролиз – обратимая реакция, о чем при записи уравнения свидетельствует двойная стрелка (↔). Между веществами устанавливается химическое равновесие. Это говорит о том, что соль подвергается гидролизу не полностью, а только некоторая его часть, которую принято называть степенью гидролиза. Это безразмерная величина, зависящая от константы равновесия, концентрации раствора и температуры.

Чтобы вывести формулу для расчета константы гидролиза, запишем уравнение гидролиза соли в общем виде. Пусть МА – соль, образованная основанием МОН и кислотой НА.

МА + H₂O ↔ МОН + НА.

Тогда константа равновесия будет выглядеть следующим образом:

К_р = [МОН]×[НА]/[МА]×[H₂O].

Известно, что концентрация воды в разбавленных растворах – величина постоянная:

K×[H₂O]=K_g.

Получаем:

K_g = [МОН]×[НА]/[МА] – константа гидролиза.

Эта величина позволяет выявить степень подверженности соли гидролизу. Чем выше ее значение, тем при одинаковых температуре и концентрации раствора протекает гидролиз данной соли.

Примеры решения задач