гідроліз солей
У загальному випадку, гідроліз солей - це процес обмінного розкладання води і розчиненої в ній солі - електроліту, що приводить до утворення малодиссоциирующие речовини.
Гідроліз є окремим випадком сольволізу - обмінного розкладання розчиненої речовини і розчинника.
Характеризувати гідроліз кількісно дозволяють такі величини, як Ступінь гідролізу і константа гідролізу.
ступінь гідролізу
- це співвідношення кількості піддається гідролізу солі nгідр і загальної кількості розчиненої солі Nобщ. Зазвичай, її позначають через hгідр (або α):
Величина hгідр збільшується зі зменшенням сили утворять сіль кислоти або підстави.
Константа гідролізу
Уявімо в загальному вигляді процес гідролізу солі, в якому в ролі солі виступає - МА, а НА і МОН - відповідно, кислота і підставу, які утворюють дану сіль:
MA + H2 O ↔ HA + MOH
Застосувавши закон діючих мас. запишемо константу, відповідну цієї рівноваги:
Відомо, що концентрація води в розведених розчинах, має практично постійне значення, тому її можна включити в константу
тоді для константи гідролізу солі Kг матиме такий вигляд:
За величиною константи гідролізу можна судити про повноту гідролізу: чим більше її значення, тим в більшій мірі протікає гідроліз.
Константа та ступінь гідролізу пов'язані співвідношенням:
Де С - концентрація солі в розчині, h- ступінь гідролізу
Цей вислів можна спростити, тому що зазвичай h˂˂1, тоді
Знаючи, константу гідролізу, можна визначити pH середовища:
Концентрація утворилася кислоти дорівнює концентрації гідроксид іонів, тоді
Використовуючи цей вислів можна обчислити pH розчину
[OH -] = (Kг · [MA]) 1/2 моль / л
[H +] = 10 -14 / [OH -] моль / л
Гідроліз солей можна уявити, як поляризаційна взаємодія іонів і їх гідратної оболонки. Гідроліз протікає тим повніше, сильніше поляризующее дію іонів. Можливі 4 випадки протікання гідролізу:
Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою
Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою НЕ піддаються гідролізу. В цьому випадку, гідроліз практично не відбувається, тому що катіони і аніони, що утворюються в розчині при дисоціації солі. слабо поляризують гідрадну оболонку. pH середовища не змінюється (рН ≈ 7):
NaCl ↔ Na + + Cl -
Na + + HOH ↔ реакція практично не протікає
Cl - + HOH ↔ реакція практично не протікає
Солі, утворені слабкою основою і сильною кислотою
Таке з'єднання, при іонізації, утворює катіони, здатні до поляризації гідратної оболонки і аніони, які їх поляризують слабо. Тоді гідроля з проходить по катіону, при цьому середовище носить кислий характер, тобто рН ˂ 7:
Cl - + HOH ↔ реакція практично не йде
Для солей, утворених слабкою основою і сильною кислотою, константа гідролізу і константа дисоціації підстави пов'язані співвідношенням:
Зрозуміло, що чим менше сила підстави, тим більшою мірою протікає гідроліз.
Якщо сіль освічена слабким підставою многовалентного металу і сильною кислотою. то її гідроліз буде протікати поступово:
FeCl2 ↔ Fe 2+ + 2Cl -
Fe 2+ + HOH ↔ (FeOH) + + H + FeCl2 + HOH ↔ (FeOH) Cl + HCl
(FeOH) + + HOH ↔ Fe (OH) 2 + H + (FeOH) Cl + HOH↔ Fe (OH) 2 + HCl
Константа гідролізу по першій ступені пов'язана з константою дисоціації підстави по другого ступеня, а константа гідролізу по другому щаблі - з константою дисоціації підстави по першій ступені:
Оскільки перша константа дисоціації кислоти завжди більше другий, то перша константа гідролізу завжди більше, ніж константа друга гідролізу, так як перша константа дисоціації підстави завжди більше другий
Звідси випливає, що по першій ступені, гідроліз завжди буде протікати в більшій мірі, ніж по другій. Цьому також сприяють іони, які утворюються при гідролізі по першій ступені, вони призводять придушення гідролізу по другому щаблі, зміщуючи рівновагу вліво.
Порівнюючи величини Kг і Kосн можна якісно визначити pH середовища. Так, якщо Kг набагато більше Kосн. то середовище сильнокислая. при Kг набагато меншою Kосн - середовище слабокислая. а якщо Kг і Kосн порівнянні, то - среднекіслих.
Сіль, утворена сильною основою і слабкою кислотою
Таке з'єднання в розчині утворює слабополярізующіе катіони і среднеполярізующіе аніони. Гідроліз протікає по аніону. і в його результаті створюється лужне середовище, pH> 7:
NaCN ↔ Na + + CN -
CN - + HOH ↔ HCN + OH -
Na + + HOH ↔ реакція практично не йде
NaCN + HOH ↔ HCN + NaOH
Константа гідролізу і константа дисоціації кислоти пов'язані залежністю:
Тобто гідроліз солі протікає тим повніше, чим слабкіша утворює цю сіль, кислота.
Можливий гідроліз солі. утвореним слабкою багатоосновної кислотою і сильною основою. В цьому випадку гідроліз протікає по східцях:
В цьому випадку, константа гідролізу по першій і другій ступенях визначається співвідношеннями:
Слід пам'ятати, що гідроліз по другому щаблі протікає в мізерно малою мірою.
Порівнюючи величини Kг і kК-ти, можна якісно визначити pH середовища. Так, якщо Kг набагато більше kК-ти. то середовище сильнощелочной. при Kг набагато меншою kК-ти - середовище слабощелочная. а якщо Kг і Kосн порівнянні, то - середньолужну.
Солі, утворені слабкою основою і слабкою кислотою
Такі солі, при іонізації утворюють среднеполярізующіе катіони і аніони, тому гідроліз можливий як по катіону, так і по аніону. При цьому відносна сила утворилися кислоти і підстави, будуть впливати на характер середовища (слабокислая або слаболужна, pH≈ 7). Такого типу гідроліз протікає особливо повно, зазвичай з утворенням малорастворимого речовини:
Константу гідролізу можна розрахувати, знаючи константи дисоціації кислоти і підстави за допомогою наступного співвідношення: