11. Теоретические основы в химии
Читать 0 мин.
11.576. Гидролиз и среда водных растворов
Водные растворы солей имеют разные значения pH, то есть показывают различную реакцию среды — кислую, нейтральную или щелочную.
Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого образуются слабые электролиты.
Любую соль можно представить, как продукт взаимодействия кислоты с основанием. Например, соль NaClO образована слабой кислотой HClO и сильным основанием NaOH.
Соли подвергаются гидролизу, если:
- Образована слабой кислотой и сильным основанием — гидролиз по аниону
- Образована сильной кислотой и слабым основанием — гидролиз по катиону
- Образована слабой кислотой и слабым основанием — гидролиз по катиону и аниону
- Совместный гидролиз — две соли, одна образована сильной кислотой и слабым основанием, другая слабой кислотой и сильным основанием.
Примеры гидролиза солей
Образована слабой кислотой и сильным основанием — гидролиз по аниону
Na2CO3 = 2Na+ + CO32-
H2O = H+ + OH-
$1. \quad CO_3^{2-} + H_2O = HCO_3^{-} +$ $OH^{-}$ $ \Rightarrow \text{Щелочнвя среда, рН } >7 $
$ 2.\quad HCO_3^{-} + H_2O = H_2CO_3 +$ $OH^{-}$
Образована сильной кислотой и слабым основанием — гидролиз по катиону
CuSO4 = Cu2+ + SO42-
H2O = H+ + OH-
$1. \quad Cu^{2+}+HOH = CuOH^{+} + $ $H^+ $ $\Rightarrow \text{Кислотная среда, рН } < 7$
$2. \;\;CuOH^+ +HOH = Cu(OH)_2 + $ $H^+ $
Образована слабой кислотой и слабым основанием — гидролиз по катиону и аниону
(NH4)2CO3 = 2NH4+ + CO32-
$1. \quad NH_4^+ + HOH = NH_4OH +$ $H^+$ $\Rightarrow H_2O, pH = 7, \text{нейтральная среда}$
$\quad \;\; CO_3^{2-} + HOH = HCO_3^- +$ $OH^-$
Совместный гидролиз — две соли, одна образована сильной кислотой и слабым основанием, другая слабой кислотой и сильным основанием.
Al2(SO4)3 + 2Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2 + 3Na2SO4
Факторы, влияющие на скорость гидролиза:
$$\text{!Запомнить!}$$ $NaHCO_3 = Na^{+} + HCO_3^{-} \\ HCO_3^{-} + HOH = H_2CO_3 + {\color{red} {OH^{-}}} \Rightarrow {\color{red} {\text{щелочная }}} \text{среда}$
$NaHSO_3 \\ HSO_3 = {\color{red} {H^{+}}} + SO_3^{-} \Rightarrow {\color{red} {\text{кислая }}} \text{среда}$
$NaH_2PO_4 \\ H_2PO_4^{-} = {\color{red} {H^{+}}} + HPO_4^{2-} \Rightarrow {\color{red} {\text{кислая }}} \text{среда}$
$K_2HPO_4 \\ HPO_4 + HOH = H_2PO_4^{-} + {\color{red} {OH^{-}}} \Rightarrow {\color{red} {\text{щелочная }}} \text{среда} $
Усиливающие:
- Низкая концентрация вещества — гидролиз идет сильнее в разбавленных растворах
- Нагревание
- Связывание образующих ионово H+ и OH-
Ослабевающие:
- Повышение концентрации вещества
- Низкая температура
- Добавление в раствор ионов H+ или OH- для сдвига равновесия влево
Специфический гидролиз некоторых веществ
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4
Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3
Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
Гидролиз — это реакция обменного разложения веществ водой.
