Гидролиз солей – это взаимодействие ионов соли с водой, которое приводит к образованию слабой кислоты или слабого основания.
Типы гидролиза.
Поскольку соль состоит из катиона и аниона, то возможно 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);
Гидролиз по катиону приводит к образованию гидроксокатионов и ионов водорода (среда раствора кислая).
Гидролиз по аниону приводит к образованию гидроанионов и гидроксид-ионов (среда раствора щелочная).
Совместный гидролиз. Если слабее основание, то в большей степени будет протекать гидролиз по катиону и среда раствора будет кислой. Если слабее основание – наоборот. Как исключение, возможен случай, когда среда будет почти нейтральной, но это только исключение.
Примеры различных типов гидролиза:
Гидролиз соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием, идет по аниону:
а) анион однозарядный (KNO2, CH3COONa, Ca(ClO)2, NaCN).
Например: KNO2 ? K+ + NO2–.
Ионное уравнение гидролиза KNO2:
NO2– + H+OH– = HNO2 + OH–.
Молекулярное уравнение гидролиза:
KNO2 + H2O = HNO2 + NaOH.
В результате гидролиза получается сильная кислота и сильное основание (щелочь) рН > 7;
б) анион многозарядный (Na2CO3, Na2S, K3PO4, Na2SO3).
Например:
Na2CO3 ? 2Na+ + CO32–.
Ионное уравнение гидролиза Na2CO3:
CO32– + H+OH – = HCO3– + OH–.
Молекулярное уравнение:
Na2CO3 + H2O = NaHCO3 + NaOH, рН > 7.
В результате гидролиза получается кислая соль гидрокарбонат натрия NaHCO3 и гидроксид NaОН.
Так как анион СО32– 2-зарядный, то возможна вторая ступень гидролиза, в результате которой получается слабая кислота H2CO3 и NaOH:
HCO3 – + H+OH = H2CO3 + OH –,
NaHCO3 + H2O = Na2CO3 + NaOH.
Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой идет по катиону:
а) катион однозарядный (NH4Cl, NH4Br).
Например:
NH4Cl ? NH4+ + Cl –,
NH4 + H+OH ? = NH4OH + H+,
NH4Cl + H2O = NH4OH + HCl.
В результате получается слабое основание и сильная кислота, рН < 7;
б) катион многозарядный (CuCl2, ZnCl2, Al(NO3)3, FeSO4).
Например:
CuCl2 ? Cu2+ + 2Cl ?.
Первая стадия:
Cu2+ + H+OH ? = CuOH+ + H+,
CuCl2 + H2O = CuOHCl + HCl.
Получается основная соль хлорид гидроксомеди (II) и сильная кислота HCl, рН < 7.
Вторая стадия:
CuOH+ + H+OH? = Cu(OH)2 + H+,
CuOHCl + H2O = Cu(OH)2 + HCl.
Получается слабое основание и сильная кислота.
Вторая и последующие стадии могут идти только при повышении температуры или сильном разбавлении раствора.
Гидролиз соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием идет по аниону и катиону одновременно:
а) катион и анион - однозарядные (CH3COONH4, NH4СN, HCOONH4).
Например:
CH3COONH4 ? CH3COO? + NH4+,
NH4+ + CH3COO? + H+OH? = CH3COOH + NH4OH,
CH3COONH4 + H2O = CH3COOH + NH4OH.
Получается слабая кислота и слабое основание, рН среды определяется более сильным электролитом; б) катион однозарядный, анион многозарядный ((NH4)2S, (NH4)3PO4).
Например:
(NH4)2S ? 2 NH4+ + S2 ?,
NH4+ +S2 ? + H+OH ? = NH4OH + HS ?,
(NH4)2S + H2O ? NH4OH + NH4HS.
Гидролиз идет в одну стадию образуется слабое основание и кислая соль - гидросульфид аммония;
в) катион - многозарядный, анион - однозарядный Al(CH3COO)3, Cu(CH3COO)2.
Например:
Al(CH3COO)3 ? Al3+ + 3CH3COO –,
Al3+ + CH3COO ? + H+OH – = AlOH2+ + CH3COOH,
Al(CH3COO)3 + H2O ? AlOH(CH3COO)2 + CH3COOH.
Получается слабая кислота и основная соль-ацетат гидроксоалюминия. Гидролиз идет в одну стадию;
г) Катион и анион - многозарядные (Al2S3, Fe2S3, Al2(CO3)3).
2Al3+ + 3S2– + 6H+OH – = 2Al(OH)3? + 3H2S?,
Al2S3 + 6 H2O = 2Al(OH)3? + 3H2S?.
В этом случае идет полный необратимый гидролиз, так как продукты удаляются из сферы реакции в виде осадков ? и газов ?.
При гидролизе солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, раствор может иметь либо нейтральную (если образуется кислота и основание одинаковые по силе), либо щелочную (если основание сильнее кислоты), либо кислую (если кислота сильнее основания) реакцию.