Гидролиз

Гидролиз

Реакции гидролиза можно разделить на обратимые и необратимые.

Необратимому гидролизу по катиону и аниону подвергаются соли образованные слабым нерастворимым основанием и слабой кислотой. В таблице растворимости они отмечаются либо прочерком либо знаком вопроса.

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓+ 3H2S

Такая соль не может быть получена в результате реакции обмена:

2Al(NO3)3 + 3Na2S + 6H2O = 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑ +6NaNO3

Необратимому гидролизу подвергаются многие бинарные (двухэлементные) соединения — нитриды, фосфиды, карбиды, силициды, гидриды.

Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3

Zn3P2 + 6H2O = 3Zn(OH)2↓+ 2PH3

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3↓+ 3CH4

Mg2Si + 4H2O = 2Mg(OH)2↓+ SiH4

CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2

Чтобы рассматривать обратимый гидролиз необходимо помнить, какие кислоты и основания считаются сильными, а какие — слабыми.

Сильные кислоты: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4(хлорная кислота — соли перхлораты), HClO3(хлорноватая кислота — соли хлораты)

Слабые кислоты: HF, HNO2, H2S, H2SO3, H2CO3, H2SiO3, H3PO4, HCN, CH3COOH

Сильные основания: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 — все гидроксиды металлов I и II групп главных подгрупп кроме бериллия и магния

Слабые основания: NH4OH и все нерастворимые основания

Рассмотрим обратимый гидролиз соли сильного основания NaOH и слабой кислоты H2CO3. К аниону слабой кислоты присоединяется ион водорода молекулы воды, а гидроксогруппа остается свободной и обуславливает щелочную реакцию среды.

Такой гидролиз называют гидролизом по аниону

Рассмотрим обратимый гидролиз соли слабого основания Zn(OH)2 и сильной кислоты HCl. К катиону слабого основания присоединяется гидроксид-ион молекулы воды, а ион водорода остается свободным и обуславливает кислую реакцию среды.

  Такой гидролиз называют гидролизом по катиону

Рассмотрим обратимый гидролиз соли слабого основания NH4OH и слабой кислоты CH3COOH. К катиону слабого основания присоединяется гидроксид-ион молекулы воды, а ион водорода присоединяется к аниону слабой кислоты. Реакция среды зависит от констант диссоциации слабой кислоты и слабого основания.  В данном случае они примерно равны и реакция среды — нейтральная.

  Такой гидролиз называют гидролизом по катиону и аниону

Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергается.

НЕ ПОДВЕРГАЮТСЯ ГИДРОЛИЗУ НЕРАСТВОРИМЫЕ СОЛИ!!!

Например, CaCO3 — карбонат кальция, CuS — сульфид меди (II)

Следует иметь ввиду, что несмотря на то, что мы говорим: соль образована сильным основанием и слабой кислотой или сильной кислотой и слабым основанием реакция среды соли будет слабо щелочной или слабо кислой. Пусть слова «сильная кислота» и «сильное основание» не сбивают вас с толку!

Примеры заданий.

Выполнение заданий этого типа всегда надо начинать с рассмотрения таблицы растворимости! 

1. Установите соответствие между формулой соли и характером среды её разбавленного водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) Ca(NO3)2

Б) Na2SO3

В) K3PO4

Г) (NH4)2SO4

СРЕДА РАСТВОРА

1) нейтральная     2) сильно кислая    3) слабо кислая    4) щелочная

Решение:

В таблице растворимости находим «Р», т.е. все соли растворимы, существуют в водном растворе, следовательно можно определять реакцию среды.

Ca(NO3)2 — соль образована сильным основанием Ca(OH)2 и сильной кислотой HNO3, значит реакция среды — нейтральная. Ответ 1.

Na2SO3 — соль образована сильным основанием NaOH и слабой кислотой H2SO3, значит реакция среды — щелочная. Ответ 4.

K3PO4 — соль образована сильным основанием KOH и слабой кислотой H3PO4, значит реакция среды — щелочная. Ответ 4.

(NH4)2SO4 — соль образована слабым основанием NH4OH и сильной кислотой H2SO4, значит реакция среды — кислая. Вы должны помнить, что гидролиз в данном случае — обратимая реакция, и количество ионов водорода незначительно, поэтому реакция среды — слабо кислая. Ответ 3.

Общий ответ: 1443

2. Установите соответствие между формулой соли и отношением её к гидролизу.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) BaSO4

Б) CuCO3

В) K2S

Г) Fe2(SO4)3

ОТНОШЕНИЕ К ГИДРОЛИЗУ

1) гидролизуется по катиону     2) гидролизуется по аниону    

3) гидролизуется по катиону и аниону     4) гидролизу не подвергается    

Решение:

BaSO4 — в таблице растворимости стоит «Н», т.е. сульфат барияне растворим, в водном растворе практически нет ионов и соль не гидролизуется. Ответ 4.

CuCO3 — в таблице растворимости стоит прочерк «-«, значит в воде соль разлагается, т.е. гидролизуется по катиону и аниону. Ответ 3.

Две оставшиеся соли растворимы «Р».

K2S — соль образована сильным основанием KOH и слабой кислотой H2S, значит гидролизуется по аниону. Ответ 2.

Fe2(SO4)3 — соль образована нерастворимым слабым основанием Fe(OH)3 и сильной кислотой H2SO4, значит гидролизуется по катиону. Ответ 1.
Общий ответ: 4321

Задания №30 (12 вариантов) скачать

Гидролиз в химии, его значение и формула, определение и как сделать

> Химия > Что такое гидролиз: определение и значение, процессы и википедия

Процесс взаимодействия с водой в химии и в жизни интересное и познавательное воздействие, правда, в обыденной жизни мы не придаем значению такого рода действиям. Но все же давайте посмотрим, что же происходит при нем на воздействие разных реагентов, какие возникают реакции, происходят процессы и как меняется его степень.

• Гидролиз: определение и значение гидролиза?
• Гидролиз: как сделать и что такое?
• Гидролиз: формула и Степень: что это?
• Вывод

Но сначала необходимо дать определения гидролизу, и как оно отражено в химии, для того чтобы понять взаимодействие и связь всех его веществ, используемых при реакциях.

Гидролиз: определение и значение гидролиза?

Само определение дается как это взаимодействие вещества из любого класса солей, жиров, белков и других ионов с водой. Благодаря подобной реакции изменяется среда на кислую или щелочную, но без образования газа или осадка.

: полярная и неполярная ковалентная связь – что это?

Данная реакция имеет большое значение ведь при взаимодействии с водой образуются новые соединения. Их можно анализировать и следить за протекающими реакциями. С другой стороны, реакцию можно рассматривать и как перестройку связей между двумя реагентами.

Сам гидролиз можно объяснить как перестройка связей в белках. Пептидные связи рвутся, добавляется вода и в результате получается соединение, имеющее в составе азот.

Гидролиз: как сделать и что такое?

Для того чтобы провести реакцию необходимо взять соль и произвести взаимодействие с водой. Ведь все реакции, протекающие с водой, называются гидролизом.

Возникает вопрос, гидролизом называется какой процесс? Ответ в научной литературе мы получаем следующий. Это ионный обмен между солями электролитами, растворяющимися в воде, и водой.

В результате получается слабый электролит в разных видах (ионном или молекулярном). А электролиты — это вещества способные пропускать электрический ток.

Подобная реакция сопровождается различными изменениями. Конечно, подобные реакции можно контролировать с помощью специальной лампы, провода которой опускаются в раствор и она начинает светиться от взаимодействия тока и раствора. И по интенсивности горения можно определить какой раствор находиться перед вами.

Также стоит знать формулы и изменение степеней гидролиза. За счет этих показателей всегда можно отразить все изменения и передать записи другому человеку для ознакомления.

: нуклеотид это что такое? Его строение, масса, длина и последовательность.

Гидролиз: формула и Степень: что это?

А чтобы ответить на вопрос о происходящем процессе стоит помнить, что само взаимодействие с водой может быть обратимым и необратимым. Важно здесь сразу определить как идет реакция, иначе можно сделать ошибки. В научной литературе написано много, а вот в википедии написано следующее:

1. Реакция соли слабой кислоты и сильного основания (по аниону) — слабощелочная среда, да и к тому же обратимая она:
2. Взаимодействие соли сильной кислоты и слабого основания (по катиону) — слабокислая среда, обратимая реакция:
3. Процесс взаимодействия соли слабой кислоты и слабого основания — оба продукта превращаются в газ и осадок:

Еще одним важным показателем является степень гидролиза, так как это количественная его характеристика. Это отношение концентрации соли, которая прошла через гидролиз, к концентрации общего количества растворенной соли. Эта цифровой показатель, реагирующий на любое отклонение от прежнего показателя.

Имеет обозначение α или h гидр, а формула, по которой можно рассчитать степень гидролиза:

α = (c гидр /c общ)·100%, где c гидр — число молей соли в результате гидролиза, c общ — общее число молей растворённой соли.

Не стоит забывать, что слабая кислота или основание при взаимодействии с водой дает высокую степень гидролиза. И наоборот. Все зависит от того какие взяты исходные вещества.

Вывод

Все вышесказанное свидетельствует о важной роли воды на всей планете. Вода является главным источником жизни и только благодаря ей мы можем жить. С водой мы сталкиваемся каждый день, но только для разных целей. Не стоит забывать также что и простая вода имеет заряд.

Помимо, химических реакций все процессы с водой происходят спонтанно, не задаваясь лишними вопросами. А если брать, с точки зрения химии, то можно увидеть много интересного и любопытного в окружающем нас мире. Большинство реакций происходят у нас на глазах. А люди, которые ставят эксперименты в лаборатории наблюдают все взаимодействия воочию.

Стоит знать, как происходит взаимодействие с водой разных реагентов, так как каждый день мы своими глазами видим взаимодействие, но не придаем значения и значимости подобному эксперименту. А тем временем гидролиз в химии хорошо рассматривается и дает возможность человеку изучать подобные явления.

Отзывы и комментарии

Гидролиз солей

Исследуем действие универсального индикатора на растворы некоторых солей

Как мы видим, среда первого раствора — нейтральная (рН=7), второго — кислая (рН < 7 ), третьего щелочная (рН > 7).  Чем же объяснить  столь интересный факт?

Что такое гидролиз солей: какой процесс так называется в химии и каково его значение

Вода — самый распространенный на земле растворитель. Особенно хорошо в ней растворяются вещества ионного строения, такие как соли. При попадании в воду растворимые соли диссоциируют — разделяются на ионы. Но некоторые вещества не просто растворяются, а разлагаются водой. При этом возникают новые вещества. Такой процесс называется гидролизом. Что такое гидролиз?

Определение

Реакция между растворителем и растворяемым веществом, при которой они оба разделяются на составные части, а продуктами становятся новые вещества, называется сольволизом. Гидролиз в химии — это частный случай такой реакции, где в роли растворителя выступает вода.

Что такое гидролиз

Различают разложение:

Википедия приводит такое определение гидролиза. Это взаимодействие с водой, в ходе которого вещество разлагается на составные части, и получаются новые соединения. Такие реакции значительно отличаются у органических и неорганических веществ, солей, протеинов, липидов и прочих.

Что такое гидролиз

В общем виде уравнение выглядит так:

MA+H2O⇄HA+MOH,

где MA — соль, HA — кислота, MOH — основание.

Что такое гидролиз солей? Это реакция обмена ионами между Н2О и растворимой солью. Если результат такого взаимодействия — соединения, которые плохо диссоциируют, то продуктами такого превращения будут слабые электролиты. Гидролиз как реакция — процесс, противоположный нейтрализации. В отличие от нее он эндотермический. Он может идти обратимо и необратимо.

Какой процесс называется необратимым гидролизом? Реакция гидролиза необратима, если продукт реакции выводится из раствора, то есть осаждается или улетучивается в виде газа, а также если получается и газ, и осадок.

! Как отличить металлы и неметаллы в таблице элементов Менделеева

Виды

То, как пойдет процесс, зависит от свойств основания и кислоты, образовавших конкретное соединение.

Обратите внимание! Соль сильной кислоты и сильного основания не гидролизуется, раствор будет с нейтральным pH.

Константа гидролиза

Виды гидролиза:

1. По катиону и аниону. Соединение слабого основания и слабой кислоты, органическое или неорганическое, разлагается и по положительному, и по отрицательному иону. Получившийся раствор может иметь слабощелочную, слабокислую или нейтральную среду.
2. По катиону. Разложение неорганических солей слабого основания и сильной кислоты проходит по катиону. Он соединяется с гидроксильным ионом ОН. Оставшиеся положительно заряженные частицы Н делают раствор кислотным. Так гидролизуется, например, сернокислая медь CuSO4.
3. По аниону. Способность гидролизоваться по отрицательному иону свойственна солям сильных оснований и слабых кислот. Отрицательный ион кислотного остатка объединяется с частицей Н+ из Н2О, остается избыточное количество гидроксид-ионов. Поэтому pH в полученном растворе станет щелочным. Пример — KNO2. Если он прореагирует с Н2О, получится гидроксид калия KOH и азотистая кислота HNO2.
4. Щелочной. Этот тип процесса характерен для органических соединений. Они гидролизуются в присутствии щелочи. Например, в присутствии NaOH гидролизуется C5H11Cl.
5. Кислотный. Процесс в присутствии сильных неорганических кислот (серной, соляной) характерен только для органических соединений, таких как сложные эфиры.
6. Ферментативный. Ферменты (энзимы) выступают катализаторами для расщепления биополимеров: белков, жиров, липоидов, крахмалов, гликогена и других. Именно такие процессы проходят в пищеварительном тракте.
7. Ступенчатый гидролиз. Разложение в несколько стадий происходит, когда с H2O реагирует соль многоосновной кислоты или многокислотного основания. Сначала проходит разложение исходное соединение, возникает новая соль, она затем также гидролизуется. Таких ступеней может быть несколько. Na2CO3 — результат взаимодействия сильного основания и слабой кислоты. На первой стадии она разлагается по аниону, и получается NaHCO3. Далее идет ее сольволиз в водном растворе, получается слабая кислота H2CO3.

Формула

Как делать эту реакцию? Для этого соль нужно поместить в воду, но они могут и не начать реагировать друг с другом. Реакция пойдет при наличии ионов слабого основания или слабой кислоты.

Как записать уравнение реакции? Формула записывается по следующему алгоритму.

1. Сначала пишут уравнение диссоциации. Это нужно, чтобы увидеть, из каких ионов состоит соединение, и определить тип процесса.
2. Далее пишут полное ионное уравнение. В нем указывают заряд частиц.
3. Далее отбрасывают одинаковые ионы справа и слева, получая сокращенное ионное уравнение. При этом можно узнать среду раствора. Если остался ион Н+, она кислая, если ОН- — щелочная.
4. Затем записывают молекулярное уравнение. В нем «собирают» из заряженных частиц нейтральные. Чтобы уравнять число частиц справа и слева, подставляют нужные коэффициенты. Вместо знака «равно” везде пишут стрелки вправо и влево. Это значит, что процесс может идти и в одну, и в другую сторону.

Пример — уксуснокислый калий CH3COOK.

Уравнение диссоциации: CH3COOK⇄ CH3COO- + K+

Это соединение состоит из положительного иона сильной щелочи КОН и отрицательного — слабой СН3СООН. Реакция гидролиза идет по аниону.

Полное ионное уравнение:

CH3COO- + К+ +НОН ⇄CH3COOН + К+ +ОН-

Остался гидроксид-ион, значит pH щелочной.

Отбрасываем катионы калия с обеих сторон:

CH3COO- +НОН⇄СН3СООН +ОН-

Молекулярное уравнение:

CH3COOK+H2O ⇄ CH3COOН+KOH.

Таблица 4-х типов солей

Степень гидролиза

Важно! Степень гидролиза — это его количественная характеристика. Это отношение количества гидролизовавшегося соединения к его общему количеству в процентах. Ее обозначают греческой буквой альфа или h_гидр.

От чего зависит эта величина?

• Чем более слабая кислота или основание, при взаимодействии которых получилась соль, тем больше h_гидр.
• Температура раствора. Чем он холоднее, тем меньше вещество способно гидролизоваться.
• Концентрация раствора. Если сильнее развести раствор водой, степень повышается — по принципу Ле-Шателье, идет сдвиг равновесия к продуктам.
• Наличие катализаторов. Это особенно характерно для органики.

! Уроки химии: что это такое галогены

У соединения сильной кислоты и основания степень нулевая (разложения не происходит), а у слабых эта величина велика (почти вся соль гидролизуется).

Еще одна характеристика такого процесса разложения— константа гидролиза К_g. Это константа равновесия для гидролиза. Она показывает, насколько вещество склонно гидролизоваться.

Константу можно выразить через степень:

К_g = h_гидр2*С/(1-h_гидр)

Обычно h_гидр — очень маленькое число, поэтому соотношение можно упростить: К_g = h_гидр2*С. Это соотношение справедливо для неорганических солей.

Константа гидролиза

Практическое применение и значение

Реакции разложения водой распространены в природе, а человек нашел им применение в быту и в производстве:

• Они применяются для очищения воды от железа способом аэрации. Сквозь воду пропускают кислород, который окисляет растворенный в ней Fe(HCO3)2 до соли железа (III). Такая соль гидролизуется практически полностью. При этом выпадают в осадок нерастворимые кристаллы Fe(OH)3.
• Применяют этот процесс для удаления и других примесей из воды. Для этого добавляют соли алюминия. Если присутствуют гидрокарбонат-ионы, происходит их полное разложение, получается полигидрат оксида железа, который коагулирует и осаждается, собирая на себя примеси.
• Ферментативное разложение органических веществ происходит при пищеварении. Расщепление водой в присутствии ферментов используют также для производства пищевых продуктов, лечебного питания, лекарств. Например, белковые гидролизаты применяют для парентерального (внутривенного) питания больных.
• Разложение водой органических веществ имеет значение в химии, а именно в химической промышленности. Из крахмала получается глюкоза и патока, а при разложении водой целлюлозы — этанол. Разлагая водой торф, получают кормовые дрожжи, воск, удобрения.
• На этом процессе основана работа моющих средств. Мыло, например, распадается на ионы Na и углеводородный остаток. В жесткой воде сложно получить хорошую мыльную пену. В такой воде, где много ионов кальция и магния, они вступают во взаимодействие с углеводородным остатком, образуя плохо растворимые соединения.
• С помощью такой реакции можно обнаружить присутствие ионов висмута, сурьмы, бериллия.

! Что такое ковалентная связь – полярная и неполярная

Заключение

Гидролиз — это разложение веществ водой с образованием новых соединений. Реакции такого типа многообразны и сильно отличаются для разных классов веществ. Многие из них используются в быту и промышленности. Разложение водой органических веществ происходит при пищеварении. Основные характеристики этого процесса — это его степень и константа.

Тема №36 «Гидролиз солей» | CHEM-MIND.com

Согласно теории электролитической диссоциации в водном растворе частицы растворенного вещества взаимодействуют с молекулами воды. Такое взаи­модействие может привести к реакции гидролиза.

Гидролиз — это реакция обменного разложе­ния вещества водой.

Гидролизу подвергаются различные вещества: неорганические — соли, карбиды и гидриды метал­лов, галогениды неметаллов; органические — га­логеналканы, сложные эфиры и жиры, углеводы, белки, полинуклеотиды.

Водные растворы солей имеют разные значения рН и различные типы сред — кислотную (рН < 7), щелоч­ную (рН > 7), нейтральную (рН = 7). Это объясняется тем, что соли в водных растворах могут подвергаться гидролизу.

Сущность гидролиза сводится к обменному хи­мическому взаимодействию катионов или анио­нов соли с молекулами воды. В результате этого взаимодействия образуется малодиссоциирующее соединение (слабый электролит). А в водном рас­творе соли появляется избыток свободных ионов Н+ или ОН— , и раствор соли становится кислотным или щелочным соответственно.

Классификация солей

Любую соль можно представить как продукт взаимодействия основания с кислотой. Например, соль KClO образована сильным основанием KOH и слабой кислотой HClO.

В зависимости от силы основания и кислоты можно выделить четыре типа солей.

Рассмотрим поведение солей различных типов в растворе

1. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой.

Например, соль цианид калия KCN образована сильным основанием KOH и слабой кислотой HCN:

В водном растворе соли происходят два процесса:

1) незначительная обратимая диссоциация моле­кул воды (очень слабого амфотерного электро­лита), которую упрощенно можно записать с помощью уравнения:

2) полная диссоциация соли (сильного электролита):

Образующиеся при этих процессах ионы Н+ и CN— взаимодействуют между собой, связываясь в молекулы слабого электролита — цианистоводо­родной кислоты HCN, тогда как гидроксид — ион ОН— остается в растворе, обусловливая тем самым его щелочную среду. Происходит гидролиз по ани­ону CN—.

Запишем полное ионное уравнение происходя­щего процесса (гидролиза):

Этот процесс обратим, и химическое равновесие смещено влево (в сторону образования исходных веществ), т. к. вода — значительно более слабый электролит, чем цианистоводородная кислота HCN:

Уравнение показывает, что:

1) в растворе есть свободные гидроксид-ионы ОН—, и концентрация их больше, чем в чистой воде, поэтому раствор соли KCN имеет щелочную сре­ду (рН > 7);

2) в реакции с водой участвуют ионы CN—, в таком случае говорят, что идет гидролиз по аниону. Другие примеры анионов слабых кислот, кото­рые участвуют в реакции с водой:

•   муравьиной HCOOH — анион HCOO—;

•   уксусной CH3COOH — анион CH3COO—;

•   азотистой HNO2 — анион NO2—;

•   сероводородной H2S — анион S2-;

•   угольной H2CO3 — анион CO32-;

•   сернистой H2SO3 — анион SO32-.

Рассмотрим гидролиз карбоната натрия Na2CO3:

Происходит гидролиз соли по аниону CO32-. Полное ионное уравнение гидролиза:

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

Продукты гидролиза — кис­лая соль NaHCO3 и гидроксид натрия NaOH.

Среда водного раство­ра карбоната натрия — ще­лочная (рН > 7), потому что в растворе увеличивается концентрация ионов ОН—. Кислая соль NaHCO3 тоже может подвергаться гидро­лизу, который протекает в очень незначительной степени, и им можно пренебречь.

Подведем итог тому, что вы узнали о гидролизе по аниону:

1)    по аниону соли, как правило, гидролизуются обратимо;

2)    химическое равновесие в таких реакциях силь­но смещено влево;

3)    реакция среды в растворах подобных солей ще­лочная (рН > 7);

2. Соли, образованные сильной кислотой и сла­бым основанием.

Рассмотрим гидролиз хлорида аммония NH4Cl.

В водном растворе соли происходят два про­цесса:

1) незначительная обратимая диссоциация моле­кул воды (очень слабого амфотерного электро­лита), которую упрощенно можно записать с помощью уравнения:

2) полная диссоциация соли (сильного электро­лита):

Образующиеся при этом ионы OH— и NH4 взаимодействуют между собой с получением NH3 • H2O (слабый электролит), тогда как ионы Н+ остаются в растворе, обусловливая тем самым его кислотную среду.

Полное ионное уравнение гидролиза:

Процесс обратим, химическое равновесие сме­щено в сторону образования исходных веществ, т. к. вода Н2О — значительно более слабый элек­тролит, чем гидрат аммиака NH3 • H2O.

Сокращенное ионное уравнение гидролиза:

Уравнение показывает, что:

1) в растворе есть свободные ионы водорода Н+, и их концентрация больше, чем в чистой воде, поэтому раствор соли имеет кислотную среду (pH < 7);

2)     в реакции с водой участвуют катионы аммония NH+; в таком случае говорят, что идет гидролиз по катиону.

В реакции с водой могут участвовать и много­зарядные катионы: двухзарядные М2+ (например, Ni2+, Cu2+, Zn2+…), кроме катионов щелочноземель­ных металлов, трехзарядные М3+ (например, Fe3+, Al3+, Cr3+…).

Рассмотрим гидролиз нитрата никеля Ni(NO3)2, гидролиз соли по катиону:

Происходит гидролиз соли по катиону Ni2+.

Полное ионное уравнение гидролиза:

Сокращенное ионное уравнение:

Продукты гидролиза — основная соль NiOHNO3 и азотная кислота HNO3.

Среда водного раствора нитрата никеля кислот­ная (рН < 7), потому что в растворе увеличивается концентрация ионов Н+.

Гидролиз соли NiOHNO3 протекает в значитель­но меньшей степени, и им можно пренебречь. Таким образом:

1) по катиону соли, как правило, гидролизуются обратимо;

2) химическое равновесие реакций сильно смеще­но влево;

3) реакция среды в растворах таких солей кислот­ная (рН < 7);

4) при гидролизе солей, образованных слабыми многокислотными основаниями, получаются основные соли.

3. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой.

Такие соли подвергаются гидролизу и по кати­ону, и по аниону.

Например, рассмотрим гидролиз двух солей: ацетата аммония NH4CH3COO и формиата аммония NH4HCCO:

В водных растворах этих солей катионы сла­бого основания NH+ взаимодействуют с гидрок­сид-ионами ОН— (напомним, что вода диссоци­ирует H2O = H+ + OH— ), а анионы слабых кислот CH3COO— и HCOO— взаимодействуют с катионами Н+ с образованием молекул слабых кислот — ук­сусной CH3COOH и муравьиной HCOOH.

Запишем ионные уравнения гидролиза:

В этих случаях гидролиз тоже обратимый, но равновесие смещено в сторону образования про­дуктов гидролиза — двух слабых электролитов.

В первом случае среда раствора нейтральная (рН = 7), т. к. Kд(CH3COOH) = Kд(NH3 • H2O) = 1,8 • 10-5. Во втором случае среда раствора будет сла­бокислотной (pH < 7), т. к. Kд(HCOOH) = 2,1 • 10-4 и Kд(NH3 • H2O) < KдHCOOH), где Kд — константа диссоциации.

Гидролиз большинства солей является обрати­мым процессом. В состоянии химического равно­весия гидролизована лишь часть соли. Однако не­которые соли полностью разлагаются водой, т. е. их гидролиз является необратимым процессом.

Сульфид алюминия Al2S3 в воде подвергается необратимому гидролизу, т. к. появляющиеся при гидролизе по катиону ионы Н+ связываются обра­зующимися при гидролизе по аниону ионами ОН—. Это усиливает гидролиз и приводит к образова­нию нерастворимого гидроксида алюминия и газо­образного сероводорода:

Поэтому сульфид алюминия Al2S3 нельзя полу­чить реакцией обмена между водными растворами двух солей, например, хлорида алюминия AlCl3 и сульфида натрия Na2S.

В результате гидролиза и по катиону, и по аниону:

2) соли могут гидролизоваться и по катиону, и по аниону необратимо, если хотя бы один из про­дуктов гидролиза уходит из сферы реакции.

4. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, не подвергаются гидролизу.

Рассмотрим «поведение» в растворе хлорида калия KCl.

Соль в водном растворе диссоциирует на ионы (KCl = K+ + Cl—), но при взаимодействии с водой сла­бый электролит образоваться не может. Среда рас­твора нейтральная (рН = 7), т. к. концентрации ио­нов Н+ и ОН— в растворе равны, как в чистой воде.

Другими примерами подобных солей могут быть галогениды, нитраты, перхлораты, сульфаты, хроматы и дихроматы щелочных металлов, гало­гениды (кроме фторидов), нитраты и перхлораты щелочноземельных металлов.

Следует также отметить, что реакция обратимого гидролиза полностью подчиняется принципу Ле Шателье. Поэтому гидролиз соли можно усилить (и да­же сделать необратимым) следующими способами:

1) добавить воды (уменьшить концентрацию);

2) нагреть раствор, при этом усиливается эндотер­мическая диссоциация воды:

, а значит, увеличивается количество Н+ и ОН—, которые необходимы для осуществления гидро­лиза соли;

3) связать один из продуктов гидролиза в труд­норастворимое соединение или удалить один из продуктов в газовую фазу; например, ги­дролиз цианида аммония NH4CN будет зна­чительно усиливаться за счет разложения ги­драта аммиака с образованием аммиака NH3 и воды Н2О:

Гидролиз можно подавить (значительно умень­шить количество подвергающейся гидролизу со­ли), действуя следующим образом:

1) увеличить концентрацию растворенного веще­ства;

2) охладить раствор (для ослабления гидролиза растворы солей следует хранить концентриро­ванными и при низких температурах);

3) ввести в раствор один из продуктов гидролиза; например, подкислять раствор, если его среда в результате гидролиза кислотная, или подще­лачивать, если щелочная.

Значение гидролиза

Гидролиз солей имеет и практическое, и био­логическое значение.

Еще в древности в качестве моющего средства использовали золу. В золе содержится карбонат калия K2CO3, который в воде гидролизуется по аниону, во­дный раствор приобретает мылкость за счет образу­ющихся при гидролизе ионов ОН—.

В настоящее время в бы­ту мы используем мыло, сти­ральные порошки и другие моющие средства. Основной компонент мыла — это на­триевые и калиевые соли высших жирных кар­боновых кислот: стеараты, пальмитаты, которые гидролизуются.

Гидролиз стеарата натрия C17H35COONa выра­жается следующим ионным уравнением:

т. е. раствор имеет слабощелочную среду.

Соли, создающие необходимую щелочную среду раствора, содержатся в фотографическом прояви­теле. Это карбонат натрия Na2CO3, карбонат калия K2CO3, бура Na2B4O7 и другие соли, гидролизующи­еся по аниону.

Неоценима биологическая роль гидролиза не­которых солей, входящих в состав нашего орга­низма.

Например, в состав крови входят соли гидро­карбонат и гидрофосфат натрия. Их роль заклю­чается в поддержании определенной реакции среды.

Это происходит за счет смещения равновесия процессов гидролиза:

Если в крови избыток ионов Н+, они связыва­ются с гидроксид-ионами ОН—, и равновесие сме­щается вправо. При избытке гидроксид-ионов ОН— равновесие смещается влево. Благодаря этому кислотность крови здорового человека колеблется незначительно.

Или например: в составе слюны человека есть ионы HPO4—. Благодаря им в полости рта поддер­живается определенная среда (рН = 7-7,5).

Шпаргалка

Справочный материал для прохождения тестирования:

Таблица Менделеева Таблица растворимости