Гидролиз в широком смысле слова – это реакции обменного разложения между различными химическими веществами и водой. В чем суть гидролиза, и какие реакции ионного обмена существуют?
С точки зрения электролитической диссоциации сущность гидролиза в том, что ионы соли соединяются с водородными или гидроксильными ионами воды (иногда и с теми и с другими одновременно). Если при этом образуется слабый электролит, то равновесие реакции ионного обмена в растворе сдвигается в сторону протекания гидролиза. Нарушается равновесие реакции электролитической диссоциации воды и происходит изменение характера среды раствора (появляется избыток ионов H+ или OH- согласно ионному произведению воды).
Реакции гидролиза солей
Если слабого электролита в результате взаимодействия с водой не образуется, то реакция гидролиза просто не идет. Это происходит в том случае, если соль образована катионом сильного основания и анионом сильной кислоты (например NaCl, K2SO4, NaNO3). Их водные растворы нейтральны (pH=7):
Во всех остальных случаях реакция гидролиза идет:
- соль образована катионом слабого основания и анионом сильной кислоты: например, соли хлорид аммония NH4Cl, нитрат цинка Zn(NO3)2. Их водные растворы имеют кислую реакцию (pH меньше 7).
Пример гидролиза солей хлорида аммония:
NH4+Cl+H2O=NH4OH+H+Cl
NH4+H2O+NH4OH+H
NH4OH – слабый электролит
- соль образована катионом сильного основания и анионом слабой кислоты: например, соли ацетат натрия CH3COONa, карбонат натрия (сода) Na2CO3. Их водный раствор имеет щелочную реакцию (pH больше 7), гидролиз идет по аниону соли, по первой ступени. Например, карбонат натрия Na2CO3 диссоциирует в водном растворе на ионы натрия и карбонат-ионы, далее карбонат-ионы реагируют с водой.
- наиболее полному гидролизу подвергаются хорошо растворимые соли, образованные катионом слабого основания и анионом слабой кислоты: например, ацетат аммония CH3COONH4. В этом случае гидролиз идет до конца и по аниону, и по катиону, а характер среды практически нейтральный. Гидролиз ацетата аммония протекает согласно уравнению:
Раствор ацетата аммония практически нейтрален (pH=7), так как константы диссоциации уксусной кислоты и гидроксида аммония практически одинаковы
В рамках ионной теории Аррениуса механизм протекания гидролиза объясняется следующим образом. Вода, хотя и в незначительной степени, диссоциирует на ионы H+ и ОН-. Если в результате гидролиза образуется малодиссоциирующее основание, то часть ионов ОН- оказываются связанными, а равное им количество ионов Н+ – свободными, что и обуславливает кислую реакцию раствора. Наоборот, если в результате гидролиза связывается часть ионов Н+, то равное им количество ионов ОН- остается свободным, что и обуславливает щелочную среду раствора.
Что мы узнали?
В 11 классе по химии подробно изучается тема «Гидролиз солей». В данной статье дается определение гидролиза, а также разъяснения в каких случаях реакция гидролиза может происходить, а в каких реакция отсутствует.
