Уравнение гидролиза
Общие понятия о гидролизе
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.
Уравнение гидролиза
Уравнение диссоциации воды, в результате которого образуются гидроксид-ион и ион водорода, записывается следующим образом:
H2O ↔ H+ + OH—.
Однако вода малодиссоциирующее соединение, поэтому вышенаписанное уравнение в некоторой степени условно. Можно обозначать воду как HOH.
Варианты записи уравнений гидролиза
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+ + SO42-.
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.
Примеры решения задач
| Задание | Имеются уравнения реакций гидролиза в сокращенной ионной форме:
Mg2+ + H2O ↔ Mg(OH)+ + H+ (1); S2- + H2O ↔ HS— + OH— (2); HS— + H2O ↔ H2S + OH— (3); Al(OH)2+ + H2O ↔ Al(OH)2+ + H+ (4). Изобразите по два уравнения гидролиза в молекулярной форме, которые соответствуют каждому из них. |
| Ответ | Гидролизу подвергаются соли, в составе которых присутствует «слабый ион», те. Они должны быть образованы слабой кислотой и сильным основанием, сильной кислотой и слабым основанием или слабой кислотой и слабым основанием.
Na2S + H2O ↔ NaHS + NaOH; MgS + H2O ↔ Mg(HS)2 + Mg(OH)2.
KHS + H2O ↔ H2S + KOH; Ca(HS)2 + H2O ↔ H2S + Ca(OH)2.
Al(OH)Cl2 + H2O ↔ Al(OH)2Cl + HCl; Al(OH)(NO3)2 + H2O ↔ Al(OH)2NO3 + HNO3. |
| Задание | Объясните, почему водный раствор силиката натрия Na2SiO3 имеет щелочную среду. Ответ подтвердите уравнениями реакций в ионной и молекулярной формах. | |
| Ответ | Силикат натрия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (кремниевой) и сильным основанием (гидроксидом натрия):
Na2SiO3↔ 2Na+ + SiO32-. Гидролизуется по аниону: 2Na+ + SiO32- + H2O ↔ 2Na+ + HSiO3— + OH—; SiO32- + H2O ↔ HSiO3— + OH—; Na2SiO3 + H2O ↔ NaHSiO3 + NaOH. Наличие гидроксид-ионов свидетельствует о том, что реакция среды водного раствора силиката натрия щелочная. |
