Работа 3 гидролиз солей

Цель работы: получить общие представления о гидролизе солей; познакомиться с различными случаями гидролиза; изучить факторы, влияющие на сдвиг гидролитических равновесий.

Основные теоретические положения

Гидролизом соли называют процесс взаимодействия ионов соли с молекулами воды, который сопровождается изменением рН раствора. Гидролиз протекает только тогда, когда при взаимодействии ионов соли и воды образуются малодиссоциированные вещества. Известны следующие виды гидролиза солей.

Гидролиз по аниону

В этом случае гидролизуются соли сильного основания и слабой кислоты, при этом реакция среды становится щелочной (рН > 7).

Например:

СН₃СООK ® СН₃СОО ^– + K⁺;

K⁺ + HOH ® реакция практически не идет;

СН₃СОО ^– + HOH Û СН₃СООН + ОН ^–, рН > 7 .

Молекулярное уравнение гидролиза имеет вид

СН₃СООK + HOH Û СН₃СООН + KОН .

Если анион многозарядный, то гидролиз протекает ступенчато.

Например:

Na₂S + HOH Û NaHS + NaOH;

I ступень гидролиза: S^2– + HOH Û HS ^– + OH ^–;

II ступень гидролиза: HS ^– + HOH Û H₂S + OH ^– .

Накапливающиеся в растворе ионы ОН ^– препятствуют протеканию II ступени гидролиза, поэтому практически гидролиз идет только по I ступени.

Гидролиз по катиону

В этом случае гидролизуются соли слабого основания и сильной кислоты, при этом реакция среды становится кислой (рН < 7).

Например:

NH₄Cl ® NH₄⁺ + Cl ^– ;

Cl ^– + HOH ® реакция практически не идет;

NH₄⁺ + HOH Û NH₄OH + H⁺, рН < 7.

Молекулярное уравнение гидролиза

NH₄Cl + HOH Û NH₄OH + HCl .

Гидролиз по катиону и аниону одновременно

Такому виду гидролиза подвергаются соли слабого основания и слабой кислоты. В реакции участвуют и катион, и анион соли. Реакция среды определяется относительной силой образующихся слабой кислоты и слабого основания. При этом возможны три случая:

– если константа диссоциации кислоты K_{кислоты} больше константы диссоциации основания K_осн, то преобладает гидролиз по катиону и рН < 7;

– если K_{кислоты} < K_осн , то преобладает гидролиз по аниону и рН > 7;

– если K_{кислоты}  K_осн , то рН » 7.

Необратимый полный гидролиз

Если кислота и основание, образующие соль, являются не только слабыми электролитами, но и малорастворимы в воде или неустойчивы и разлагаются с образованием газообразных продуктов, то гидролиз, как правило, протекает практически необратимо.

Например:

Al₂S₃ + 6HOH ® 2Al(OH)₃¯ + 3H₂S ­;

2Al³⁺ + 3S^2– + 6HOH ® 2Al(OH)₃¯ + 3H₂S ­.

Количественными характеристиками глубины протекания гидролиза являются степень гидролиза h и константа гидролиза K_г.

Степень гидролиза h показывает, какая часть соли находится в гидролизованном состоянии и выражается в долях единицы или в процентах

h = С_г / С₂ ,

где С_г – концентрация гидролизованной части соли, моль/дм³; С₂ – общая концентрация растворенной соли, моль/дм³.

Расчет константы гидролиза K_г , степени гидролиза h и рН раствора следует вести по формулам:

1. при гидролизе по аниону

K_г = ; h = = , (5)

где K_{кислоты} – константа диссоциации слабой кислоты; K_в – ионное произведение воды.

рН = 14 + lg ; (6)

2) при гидролизе по катиону

K_г = ; h = = ; рН = –lg , (7)

где K_осн – константа диссоциации слабого основания;

3) при гидролизе по катиону и аниону одновременно:

K_г = ; h = ; рН = –lg . (8)

Гидролиз – это частный случай реакций ионного обмена, поэтому на равновесие этого процесса оказывают влияние все факторы, от которых зависят ионные равновесия. Таким образом, смещение гидролитических равновесий может происходить в следующих случаях:

– при добавлении в равновесную смесь одного из продуктов гидролиза (кислоты при гидролизе по катиону или основания при гидролизе по аниону), тогда в соответствии с принципом Ле Шателье равновесие смещается в обратном направлении, то есть в сторону «подавления» гидролиза соли;

– при уменьшении концентрации соли в растворе (при разбавлении системы) равновесие гидролиза смещается в сторону образования продуктов;

– при нагревании растворов солей гидролиз усиливается.