Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Гидролиз солейСтр 1 из 5Следующая ⇒
Лекция 9 Гидролиз – это разложение веществ водой. Соли, как и другие вещества, изменяют реакцию водного раствора, претерпевая гидролиз (от греч. – вода и – разложение). Причиной его является электролитическая диссоциация и соли, и воды на ионы, и взаимодействие между ними. Вода диссоциирует незначительно на ионы Н+ и ОН– (1 молекула из 550 000), причем в процессе гидролиза один или оба этих иона могут связываться с ионами, образующимися при диссоциации соли, в малодиссоциирующее, летучее или нерастворимое в воде вещество. На практике особенно часто приходится иметь дело с гидролизом солей. Естественно предположить, что растворы средних солей, которые являются продуктами полного замещения протонов в молекулах кислот катионами металла, должны иметь нейтральную реакцию среды. Однако это предположение оказывается справедливым только в отношении солей, образованных сильными кислотами и сильными основаниями. Поскольку соль состоит из катиона и аниона, то возможны три типа гидролиза: гидролиз по катиону (в реакцию с водой вступает только катион); гидролиз по аниону (в реакцию с водой вступает только анион); совместный гидролиз (в реакцию с водой вступает и катион, и анион). Соли, образованные сильными основаниями (NаОН, КОH, Ва(ОH)2) и сильными кислотами (Н2SO4, HCl, НNO3), гидролизу не подвергаются, т.к. образующие их катионы и анионы не способны в растворах связывать ионы Н+ и ОН– (причина – высокая диссоциация). Когда соль образована слабым основанием или слабой кислотой или оба «родителя» – слабые, соль в водном растворе подвергается гидролизу. При этом реакция среды зависит от относительной силы кислоты и основания. Другими словами, водные растворы таких солей могут быть нейтральными, кислыми или щелочными в зависимости от констант диссоциации образующихся новых веществ. Реакции гидролиза в одних случаях являются обратимыми, а в других – идут до конца. Уравнение гидролиза соли записывают в два этапа:
1) диссоциация соли в растворе − необратимая реакция (α = 1); 2) гидролиз иона соли (его взаимодействие с водой) − обратимая реакция (α < 1). Этапы 1 и 2 складывать нельзя!
Пример 1. Гидролизсоли, образованной катионом слабого основания и анионом сильной кислоты (сульфата меди(II)) 1. Определяем тип гидролиза. Привести уравнение диссоциации соли: CuSO4 = Cu 2+ + SO42-. Соль образована катионом слабого основания (подчеркиваем) и анионом сильной кислоты. Идет гидролиз по иону слабого электролита, т.е. по катиону. 2. Пишем ионное уравнение гидролиза, определяем среду: Cu2+ + H–OH = CuOH+ + H+ (pH< 7). Образуется катион гидроксомеди(II) и ион водорода, среда – кислая. 3. Составляем молекулярное уравнение. Надо учитывать, что составление такого уравнения есть некоторая формальная задача. Из положительных и отрицательных частиц, находящихся в растворе, составляются нейтральные частицы, существующие только на бумаге. В данном случае можно составить формулу (CuOH)2SO4, но для этого ионное уравнение мысленно умножается на два: 2CuSO4 + 2H2O = (CuOH)2SO4 + H2SO4. Продукт реакции относится к группе основных солей. Названия основных солей, как и названия средних, следует составлять из названий аниона и катиона, в данном случае соль называется «сульфат гидроксомеди(II)». Гидролиз солей слабых многоосновных оснований и/или кислот происходит ступенчато. Число ступеней гидролиза равно наибольшему заряду одного из ионов соли. Например: гидролиз Nа2СО3 происходит в 2 ступени, Al2(SО4)3 – в 3, а Co(CH3COO)2 в 2. Однако гидролиз по второй ступени и особенно по третьей идет очень слабо. Поэтому при написании уравнений гидролиза обычно ограничиваются первой ступенью. Если гидролиз практически завершается на первой ступени, то при гидролизе солей слабых многоосновных оснований и сильных кислот образуются основные соли, а при гидролизе солей сильных оснований и слабых многоосновных кислот образуются кислые соли. Соли, образованные катионами, сильно подверженными гидролизу (такие как Sn2+ или Bi3+), удается растворить только при добавлении кислоты; при растворении в чистой воде гидроксокатионов получается настолько много, что соответствующая основная соль выпадает в осадок: SnCl2 + H2O = Sn(Cl)OH↓ + HCl Bi(NO3)3 + H2O = Bi(NO3)2OH↓ + HNO3 Итак, соли, образованные катионом малорастворимого основного или амфотерного гидроксида и анионом сильной кислоты, подвергаются гидролизу по катиону и образуют в растворе кислотную среду. Например, при добавлении к раствору хлорида сурьмы(III) дистиллированной воды наблюдается образование осадка SbOCl, что свидетельствует о протекании реакции гидролиза соли SbCl3 по второй ступени. Именно вторая ступень гидролиза хлорида сурьмы(III) приводит к образованию основной соли Sb(ОН)2Сl, разложение которой и дает осадок хлорида оксосурьмы. Таким образом, разбавляя раствор, смещаем равновесие реакции гидролиза в сторону образования продуктов реакции. Так, если к раствору с осадком SbОСl прилить соляную кислоту, то осадок растворится. Если затем вновь в раствор добавить воду, то наблюдается повторное образование осадка. Описанное явление подтверждает обратимый характер процесса и возможность смещения химического равновесия реакции гидролиза. Пример 2. Гидролизсоли, образованной катионом сильного основания и анионом слабой кислоты (ортофосфата рубидия). 1. Определяем тип гидролиза: Rb3PO4 = 3Rb+ + PO 43–. Рубидий – щелочной металл, его гидроксид – сильное основание, фосфорная кислота, особенно по своей третьей стадии диссоциации, отвечающей образованию фосфатов, – слабая кислота. Идет гидролиз по аниону. 2. Пишем ионное уравнение гидролиза, определяем среду: PO43–+ H–OH = HPO42– + OH– (pH> 7). Продукты – гидрофосфат- и гидроксид-ионы, среда – щелочная. 3. Составляем молекулярное уравнение: Rb3PO4 + H2O = Rb2HPO4 + RbOH. Получили кислую соль – гидрофосфат рубидия. Особенно сильно идет гидролиз солей, образованных одновременно слабыми основанием и кислотой. Но даже для них степень гидролиза обычно не превышает 1%. Пример 3. Гидролизсоли, образованной катионом слабого основания и анионом слабой кислоты (ацетата алюминия). 1. Определяем тип гидролиза: Al(CH3COO)3 = Al 3+ + 3 CH 3 COO –. Соль образована катионом слабого основания и анионами слабой кислоты. Идет совместный гидролиз. 2. Пишем ионные уравнения гидролиза, определяем среду: Al3+ + H–OH = AlOH2+ + H+, CH3COO– + H–OH = CH3COOH + OH– pH раствора зависит от относительной силы кислоты и основания. Учитывая, что гидроксид алюминия очень слабое основание, предположим, что гидролиз по катиону будет протекать в большей степени, чем по аниону. Следовательно, в растворе будет избыток ионов водорода, и среда будет кислая. Не стоит пытаться составлять здесь суммарное уравнение реакции. Обе реакции обратимы, никак друг с другом не связаны, и такое суммирование бессмысленно. 3. Составляем молекулярное уравнение: Al(CH3COO)3 + H2O = AlOH(CH3COO)2 + CH3COOH. Получили основную соль – ацетат гидроксоалюминия.
|