Взаимодействие солей с водой, в результате которого образуются кислота (или кислая соль), и основание (или основная соль), называется гидролизом солей
- слабым основанием и слабой кислотой (например, NH4CN, CH3COONH4), и гидролиз идет по аниону и катиону, т.к. молекулы слабого электролита образуются за счет анионов и катионов.
Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (например, NaCl, Na2SO4, KNO3) гидролизу не подвергаются, т.к. в этом случае не образуются молекулы слабого электролита.
Уравнения реакций гидролиза пишутся аналогично другим ионным уравнениям: малодиссициированные (в том числе вода) и малорастворимые, а также газообразные продукты гидролиз и исходные вещества пишутся в виде молекул, сильные электролиты записываются в ионной форме. Краткое ионное уравнение показывает какие ионы (Н + или ОН – ) накапливаются в растворе данной соли при растворении, что позволяет определить реакционную среду рассматриваемой соли. Так, если в кратком ионном уравнении имеются ионы Н + , то реакция среды раствора этой соли кислая, а гидролиз будет идти по катиону. Если в кратком ионном уравнении имеются ОН – , то реакция среды раствора этой соли щелочная, а гидролиз будет идти по аниону. Если же краткое ионное уравнение показывает, что в растворе присутствуют и ионы Н + и ОН – , то реакция среды нейтральная, а гидролиз будет идти и по и аниону и по катиону.
Пример. Составить уравнение гидролиза ацетата натрия СН3СООNа (соль сильного основания и слабой кислоты) и определить реакцию среды в растворе этой соли.
– запишем уравнение реакции гидролиза в молекулярной форме:
(образовался слабый электролит – уксусная кислота)
– составим полное ионное уравнение данной реакции:
– составим краткое ионное уравнение данной реакции:
Краткое ионное уравнение гидролиза показывает, что в растворе накапливаются ионы ОН – и реакция среды будет щелочной (рН > 7).
Пример. Составить уравнение гидролиза хлорида железа (II) – соли слабого основания и сильной кислоты, определить реакцию среды в растворе этой соли.
Fе 2+ + Н2O Fе(ОН) – + Н +
По второй ступени гидролиз протекает следующим образом:
Краткое ионное уравнение гидролиза показывает, что в растворе накапливаются ионы Н + и реакция среды будет кислой (рН < 7).
- если соль образована сильным основанием и слабой кислотой, то рН > 7;
- если соль образована слабым основанием и сильной кислотой, то рН < 7;
- если соль образована слабым основанием и слабой кислотой, то рН ≈ 7;
- если соль образована сильным основанием и сильной кислотой, то рН = 7.
Гидролиз солей, образованных слабым многоосновным основанием или слабой многоосновной кислотой, протекает ступенчато, число ступеней гидролиза равно заряду катиона слабой кислоты или слабого основания (если гидролиз идет и по катиону и по аниону, то число ступеней равно наибольшему из зарядов):
- при гидролизе солей, образованных слабым многокислотным основанием и сильной кислотой, образуются основные соли (содержащие катион металла, анионы ОН – и кислотного остатка, например, FеОНСl2 – гидроксохлорид железа III);
- при гидролизе солей, образованных слабой многоосновной кислотой и сильным основанием, образуются кислые соли (содержащие анионы кислотного остатка, катионы металла и Н + , например, КНСО3 – гидрокарбонат калия).
Гидролиз по второй и, особенно, по третьей ступени выражен незначительно
Пример. Составить уравнения гидролиза и определить реакцию среды в растворе хлорида железа (III).
Реакция гидролиза FеСl3 проходит в три стадии, так как заряд иона железа равен 3+:
1) составим молекулярное, полное и краткое ионное уравнение первой ступени гидролиза:
молекулярное уравнение: FеСl3 + НОН ↔ FеОНСl2 + НСl
полное ионное уравнение: Fе 3+ + 3Cl – + НОН ↔ (FеОН) 2+ + 2Сl – + H + + Сl –
краткое ионное уравнение: Fе 3+ + НОН ↔ (FеОН) 2+ + H +
2) составим молекулярное, полное и краткое ионное уравнение второй ступени гидролиза:
3) составим молекулярное, полное и краткое ионное уравнение третьей ступени гидролиза:
4) общее уравнение реакции гидролиза в молекулярной полной и краткой ионной форме имеет вид:
Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым трехкислотным основанием и сильной кислотой идет по катиону в три стадии, а накопление ионов H + приводит к тому, что рН < 7.
Степень гидролиза (h) – соотношение числа молекул, подвергшихся гидролизу к общему числу молекул.
В разбавленных растворах гидролиз можно охарактеризовать константой гидролиза (КГ). Так, для соли образованной сильным основанием и слабой кислотой:
KCN + HOH → KOH + HCN
CN – + HOH → OH – + HCN
Концентрация недиссоциированных молекул воды постоянна, тогда
Так как [H + ][ОН – ] = Кводы, то [ОН – ] = Кводы / [H + ], и преобразуя константу гидролиза получим:
КГ = Кводы [ HCN] / [CN – ]∙[H + ], т.е. КГ = Кводы / Ккислоты
Аналогично, константа гидролиза соли слабого основания и сильной кислоты выражается соотношением ионного произведения воды и константы диссоциации соответствующего основания: КГ = Кводы / Коснования