5. Гідроліз солей

5.1. Визначення поняття

Реакції обмінної взаємодії між розчинником і розчиненою речовиною наз. сольволізом (для води – гідролізом).

У процесі взаємодії розчиненої солі з водою утворюються слабкі електроліти, що приводить до:

• зміщення рівноваги дисоціаціїї води;

• в кінцевому наслідку – це спричиняє зміну реакції (рН) середовища розчину.

Гідроліз - процес оборотний до реакції нейтралізації:

гідроліз

KNO₂ + H₂O HNO₂ + KOH

нейтралізація

В реакціях гідролізу утворюються продукти протилежні за кислотно-основними властивостями.

Гідроліз складна хімічна рівновага, яка складається з трьох більш простих рівноваг:

KNO₂ ⇆ NO₂^- + K⁺ - дисоціація розчиненої солі

+

H₂O ↔ HOH ⇆ H⁺ + OH ^- - дисоціація води

↓↑

HNO₂ – дисоціація слабкого електроліту,

що утворився

Отже, обов’язковою умовою протікання реакції гідролізу є утворення нового слабкого електроліту, якій зміщує рівновагу дисоціації води вправо.

5.2. Складання рівнянь гідролізу

При складанні рівнянь гідролізу дотримуються правил запису рівнянь йонних реакцій. Методика складання обмінних реакцій у розчинах електролітів наведена у розділах 3.3 і 3.4. Для рівнянь реакцій гідролізу солей дотримуються такої послідовності:

• скласти молекулярне рівняння гідролізу;

• скласти повне йонне рівняння гідролізу;

• скласти скорочене йонне рівняння гідролізу;

• визначити і записати реакцію середовища розчину (рН).

5.3. Основні випадки гідролізу

Склад продуктів гідролізу залежить від:

• сили електролітів, що утворюються;

• від величини заряду йонів, які гідролізуюються.

При гідролізі слабких однозарядних катіонів (Каt⁺) та аніонів (An^-) процес протікає у один ступінь з утворенням кінцевих продуктів – слабких одноосновних кислот чи слабких однокислотних основ.

При гідролізі слабких багатозарядних катіонів (Kat^m+) та аніонів (An^n-) процес протікає у декілька ступенів з утворенням проміжних продуктів – кислих або основних солей.

Гідроліз солей за слабким катіоном (сіль слабкої основи і сильної кислоти) супроводжується утворенням слабкої основи і реакція середовища буде кислотною:

NH₄⁺ + H₂O ⇆ NH₄OH + H⁺; pH < 7

слабка основа

Гідроліз солей за слабким аніоном (сіль сильної основи і слабкої кислоти) супроводжується утворенням слабкої кислоти і реакція середовища буде лужною:

СН₃СОО^- + H₂O ⇆ СН₃СООН + ОН ^-; рН 7

слабка кислота

Гідроліз солей за слабким катіоном та слабким аніоном приводить до одночасного утворення двох слабких електролітів – слабкої кислоти і слабкої основи і реакція середовища наближається до нейтральної:

CH₃COO^- + NH₄⁺ + H₂O ⇆ CH₃COOH + NH₄OH; pH ≈ 7

слабка кислота слабка основа

Солі утворені сильною кислотою і сильною основою на гідролізуються. Вода залишається єдиним слабким електролітом і реакція середовища буде нейтральною:

Н₂О ⇆ Н⁺ + ОН ^-; рН = 7

Методика складання рівнянь основних випадків гідролізу наведена в табл. 5.

Приклад 5.3.1. Яка з наведених солей гідролізується: а) КВr; б) KCN?

Складіть відповідні рівняння і зазначте реакцію середовища розчину солі.

Розв’язок. Аналізуємо склад солей на можливість утворення слабких електролітів:

KBr KCN

KOH HBr KOH HCN

сильна основа сильна кислота сильна основа слабка кислота

Утворення слабкого електроліту відбудеться для речовини (б) – ціаніду калію.

Складаємо молекулярне рівняння гідролізу:

KCN + H₂O ⇆ KOH + HCN

Складаємо повне йонне рівняння гідролізу:

K⁺ + CN^- + H₂O ⇆ HCN + K⁺ + OH ^-

Виключаємо катіони К⁺ в обох частинах рівняння. Записуємо скорочене йонне рівняння:

CN^- + H₂O ⇆ HCN + OH ^-

У надлишку ОН^-, отже реакція середовища лужна, рН 7.

Таблиця 5. Методика складання рівнянь гідролізу солей

(основні випадки)

Приклад 5.3.2. Написати рівння гідролізу хлориду амонію і визначити

реакцію середовища (рН) розчину солі.

№ пп	Операція	Приклад
1	Написати схему реакції подвійного обміну	NH4Cl + H2O ⇆ NH4OH + HCl
2	Визначити силу електролітів, що утворилися: а) кислота б) основа	HCl – одноосновна кислота, сильний електроліт NH4OH – однокислотна основа, слабкий електроліт
3	Визначити типовий випадок гідролізу	Відбувається гідроліз солі за слабким катіоном – NH4+, за аніоном сіль не гідролізується
4	Написати молекулярне рівняння гідролізу	NH4Cl + H2O ⇆ NH4OH + HCl
5	Написати повне йонно-молекулярне рівняння реакції	При цьому керуються правилами запису, що застосовуються при прискладання йонних рівнянь: NH4+ + + H2O ⇆ NH4OH + H++
6	Виключити (викреслити) однакові йони у лівій і правій частинах повного йонного рівняння	N H4+ + + H2O ⇆ NH4OH + H++
7	Написати скорочене йонно-молекулярне рівняння рекції	NH4+ + H2O ⇆ NH4OH + H+
8	Зробити висновок про реакцію (рН) середовища розчину	У правій частині скороченого іонно-молекулярного рівняння вільними залишаються йони H+, отже середовище кисле (рН < 7)

Примітка. У випадку гідролізу солі за катіоном і аніоном одночасно утворюються слабка кислота і слабка основа, наприклад:

CH₃COONH₄ + H₂O ⇆ CH₃COOH + NH₄OH

CH₃ + NH₄⁺ + H₂O ⇆ CH₃COOH + NH₄OH

Скласти скорочене іонно-молекулярне рівняння неможливо.

Визначення реакції середовища – слабкокисле, слабколужне, або нейтральне – вимагає порівняння констант дисоціації.