Тема №36 «гидролиз солей»

Виды гидролиза

Мы выяснили, что в составе соли может быть слабый ион, который и отвечает за гидролизацию. Он находится в основании, в кислотном остатке или в обоих компонентах, и от этого зависит тип гидролиза.

Соль с сильным основанием и сильной кислотой

Гидролиз отсутствует. Как вы уже знаете, при наличии сильного основания и сильного кислотного остатка соль не распадается при взаимодействии с водой. Так, например, невозможен гидролиз хлорида натрия (NaCl), поскольку в составе этого вещества нет слабых ионов. К таким же не подверженным гидролизации солям относят KClO₄, Ba(NO₃)₂ и т. д.

Среда водного раствора — нейтральная, т. е. pH = 7.

Реакция индикаторов: не меняют свой цвет (лакмус остается фиолетовым, а фенолфталеин — бесцветным).

Соль со слабым основанием и сильной кислотой

Гидролиз по катиону. Как мы помним, гидролизация происходит только при наличии слабого иона, в данном случае — иона гидроксида. Его катион вступает в реакцию и связывает гидроксид-ионы воды OH−. В итоге образуется раствор с избытком ионов водорода H+.

Среда водного раствора — кислая, pH меньше 7.

Реакция индикаторов: фенолфталеин остается бесцветным, лакмус и метиловый оранжевый — краснеют.

Пример:

Нитрат аммония NH₄NO₃ состоит из слабого основания NH₄OH и сильного кислотного остатка HNO₃, поэтому он гидролизуется по катиону, то есть его катион NH₄+ связывает ионы воды OH−.

Молекулярное уравнение: NH₄NO₃ + H₂O NH₃ · H₂O + HNO₃

Ионное уравнение: NH₄+ + NO₃− + HOH NH₄OH + H+ + NO₃−

Соль с сильным основанием и слабой кислотой

Гидролиз по аниону. Если слабым оказывается ион кислотного остатка, его отрицательно заряженная частица (анион) взаимодействует с катионом водорода H+ в молекуле воды. В итоге получается раствор с повышенным содержанием OH−.

Среда водного раствора — щелочная, pH больше 7.

Реакция индикаторов: фенолфталеин становится малиновым, лакмус — синим, а метиловый оранжевый желтеет.

Пример:

Нитрат калия KNO₂ отличается сильным основанием KOH и слабым кислотным остатком HNO₂, поэтому он гидролизуется по аниону. Другими словами, анион кислоты NO₂− связывает ионы воды H+.

Молекулярное уравнение: KNO₂ + H₂O HNO₂ + KOH

Ионное уравнение: K+ + NO₂− + HOH HNO₂ + K+ + OH−

Гидролиз по катиону и аниону. Если у соли оба компонента — слабые, при взаимодействии с водой в реакцию вступает и анион, и катион. При этом катион основания связывает ионы воды OH− а анион кислоты связывает ионы H+

Среда водного раствора: нейтральная.

Реакция индикаторов: могут не изменить свой цвет.

Пример:

Цианид аммония NH₄CN включает слабое основание NH₄OH и слабую кислоту HCN.

Молекулярное уравнение: NH₄CN + H₂O NH₄OH + HCN

Ионное уравнение: NH₄+ + CN− + HOH NH₄OH + HCN

Среда в данном случае будет нейтральной.

Обобщим все эти сведения в таблице гидролиза солей.

Важно!
При взаимодействии гидрофосфатов с водой среда всегда будет щелочной. Дигидрофосфаты, гидросульфиты и гидросульфаты всегда дают кислую среду, независимо от силы основания

Например, гидросульфит натрия имеет сильное основание и слабую кислоту, исходя из чего можно было бы предположить образование щелочной среды. Но ввиду особенностей диссоциации в водном растворе pH будет меньше 7 (кислая среда).

Ступенчатый гидролиз

Любой из видов гидролиза может проходить ступенчато. Так бывает в тех случаях, когда с водой взаимодействует соль с многозарядными катионами и анионами. Сколько ступеней будет включать процесс — зависит от числового заряда иона, отвечающего за гидролиз.

Как определить количество ступеней:

• если соль содержит слабую многоосновную кислоту — число ступеней равняется основности этой кислоты;

• если соль содержит слабое многокислотное основание — число ступеней определяют по кислотности основания.

Для примера рассмотрим гидролиз карбоната калия K₂CO₃. У нас есть двухосновная слабая кислота H₂CO₃, а значит, гидролизация пройдет по аниону в две ступени.

I ступень: K₂CO₃+HOH KOH+KHCO₃, итогом которой стало получение гидроксида калия (KOH) и кислой соли (KHCO₃).

II ступень: KHCO₃+HOH KOH+H₂CO₃, в итоге получился тот же гидроксид калия (KOH) и слабая угольная кислота (H₂CO₃).

Для приблизительных расчетов обычно принимают в учет только результаты первой ступени.

Важно!
Определить среду водного раствора, получившегося в результате гидролиза кислых солей, бывает непросто. В данном случае кроме гидролизации одновременно идет диссоциация аниона соли, и какой будет среда — зависит от преобладания того или иного процесса

Если преобладает гидролиз — среда щелочная, если диссоциация — кислая.

Гидролиз по катиону и аниону

NH4CN + H2O  NH4OH + HCN

• NH₄CN — цианид аммония образован слабой кислотой и слабым основанием;
• HCN — слабая кислота;
• NH₄OH — слабое основание.

Уравнение гидролиза по аниону и катиону в ионном виде:

NH₄+ + CN- + HOH NH₄OH + HCN

Реакция раствора соли NH₄CN слабощелочная, поскольку K_д(NH₄OH)>K_д(HCN).

Кислотность раствора зависит от силы образующихся кислоты и основания. Гидролиз солей, образованных слабыми кислотами и основаниями, идет до конца, если в процессе реакции выпадает осадок или образуется газ.

Ионы солей, образованных сильными кислотами и основаниями, не образуют с ионами воды малодиссоциирующих соединений, поэтому не гидролизуются, раствор при этом остается нейтральным.

Соли, образованные двух(трех)основными кислотами и(или) двух(трех)кислотными основаниями гидролизуются ступенчато.

Условия гидролиза

Далеко не все соединения распадаются, вступая в реакцию с молекулами воды. Сейчас мы на примере солей рассмотрим, какие вещества подвергаются гидролизу, а какие нет, и от чего это зависит.

Начнем с того, что любая соль включает в себя часть гидроксида и часть кислоты. За часть гидроксида отвечает катион металла, а за кислоту — анион кислотного остатка.

Например:

• сульфат меди CuSO₄ состоит из основания Cu(ОН)₂ и кислоты H₂SO₄;

• хлорид натрия NaCl состоит из основания NaOH и кислоты HCl;

• карбонат натрия Na₂CO₃ состоит из основания NaOH и кислоты H₂CO₃.

В жизни первым разрушается самое слабое, и гидролиз в химии действует по тому же принципу. В ходе этой реакции распадаются более слабые соединения (основания или кислотные остатки). Слабый катион или слабый анион вступают во взаимодействие с ионами воды и связывают один из них или оба. В растворе образуется избыток ионов H+ или гидроксильная группа OH− .

Запоминаем!
Важное условие гидролиза — наличие в составе соли слабого иона. В зависимости от того, какие соли подвергаются гидролизу — со слабым основанием или слабой кислотой, в итоге может получиться кислая, щелочная или нейтральная среда водного раствора

В зависимости от того, какие соли подвергаются гидролизу — со слабым основанием или слабой кислотой, в итоге может получиться кислая, щелочная или нейтральная среда водного раствора.

А что происходит, если соль состоит из сильного основания и сильного кислотного остатка? Ничего. В этом случае ее сильные катионы и анионы не взаимодействуют с ионами воды. Такая соль не распадается, то есть не подвержена гидролизу.

Схема химической реакции гидролиза выглядит так: XY + HOH = XOH + HY В данном случае: XY — формула соли; HOH — вода; XH — кислотный остаток; HOY — основание.

Выберите идеального репетитора по химии
15 000+ проверенных преподавателей со средним рейтингом 4,8. Учтём ваш график и цель обучения
Выбрать!

Химия — это просто

Популярно о химии

· Что такое химия
· Периодическая таблица

ОБЩАЯ ХИМИЯ

Вещества и смеси

· Понятие вещества
· Вещество и его состояния
· Простые и сложные вещества
· Чистые вещества и смеси
· Свойства вещества
· Энергия вещества
· Газы
· Растворы
· Коллоидные растворы
· Состав растворов
· Электролитическая диссоциация
· Уравнение ионных реакций
· Степень диссоциации
· Диссоциация кислот и оснований
· Диссоциация воды
· Твердые вещества
· Неорганические вещества
· Оксиды
· Основания
· Кислоты
· Соли
· Гидролиз солей
· Электролиз

Атомы и молекулы

Строение веществ

Взаимодействие веществ

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Ступенчатый гидролиз

1) Соль образована слабой многоосновной кислотой и сильным основанием — кол-во ступеней такого гидролиза зависит от основности слабой кислоты.

В качестве примера разберем гидролиз карбоната калия K₂CO₃.

Соль образована слабой двухосновной кислотой (H₂CO₃) и сильным основанием (KOH), поэтому, ее гидролиз протекает по аниону (см. выше).

Поскольку кислота H₂CO₃ является двухосновной, то и гидролиз будет двухступенчатым.

Первая ступень гидролиза карбоната калия:
K₂CO₃+HOH KOH+KHCO₃

Продуктами первой ступени гидролиза карбоната калия являются гидроксид калия (KOH) и кислая соль (KHCO₃).

Сокращенное ионное уравнение первой ступени гидролиза:

CO32-+H2O  OH-+HCO3-

Вторая ступень гидролиза карбоната калия:
K₂HCO₃+HOH KOH+H₂CO₃

Продуктами второй ступени гидролиза карбоната калия является всё тот же гидроксид калия (KOH) и слабая угольная кислота (H₂CO₃).

Сокращенное ионное уравнение второй ступени гидролиза:

HCO3-+H2O  OH-+H2CO3

Гидролиз второй ступени протекает в значительно меньшей степени, чем гидролиз первой ступени. Поскольку в процессе гидролиза увеличивается концентрация гидроксид-ионов, среда раствора получившейся соли K₂CO₃ является щелочной.

2) Соль образована сильной кислотой и слабым многокислотным основанием — кол-во степеней такого гидролиза определяется кислотностью слабого основания.

В качестве примера разберем гидролиз хлорида никеля NiCl₂ (II).

Соль образована сильной кислотой (HCl) и слабым основанием (Ni(OH)₂), поэтому, ее гидролиз протекает по катиону (см. выше).

Первая ступень гидролиза хлорида никеля в ходе которой катионы никеля связывают гидроксид-ионы воды:

NiCl₂+HOH NiOHCl+HCl

Продуктами первой ступени гидролиза хлорида никеля являются сильная кислота (HCl) и основная соль(NiOHCl).

Сокращенное ионное уравнение первой ступени гидролиза:

Ni2++H2O  NiOH++H+

Вторая ступень гидролиза:

NiOHCl+HOH Ni(OH)₂+HCl

Продукты второй ступени гидролиза хлорида никеля являются сильная кислота и слабое основание.

Сокращенное ионное уравнение второй ступени гидролиза:

Ni(OH)++H2O  Ni(OH)2+H+

Гидролиз второй ступени протекает в значительно меньшей степени, чем гидролиз первой ступени. Поскольку в процессе гидролиза увеличивается концентрация ионов водорода, среда получившегося раствора NiCl₂ является кислой.

По теме:

• Соли
• Кислоты
• Основания
• Сильные кислоты и основания
• Слабые кислоты и основания
• Таблица растворимости солей

Определение гидролиза

Гидролиз — это процесс взаимодействия сложного химического вещества с водой, итогом которого становится разложение молекул этого вещества. Сам термин происходит от двух греческих слов: hydor, что значит «вода», и lysis, то есть «распад».

Гидролизации подвержены как органические, так и неорганические вещества: углеводы, белки, оксиды, карбиды, соли и т. д. Например, гидролиз органических соединений напрямую связан с пищеварением — с его помощью происходит распад и усвоение клетками организма жиров, белков, углеводов. Но сейчас мы займемся неорганической химией и рассмотрим гидролизацию на примере солей.

Гидролиз солей — это реакция взаимодействия ионов соли с Н+ и ОН− ионами воды, которая ведет к распаду исходного соединения. В результате такого ионного обмена образуется слабый электролит — кислотный, щелочной или нейтральный.