Гидролиз

Гидролиз (греч. hydor — вода и lysis — разрушение) — процесс расщепления молекул сложных химических веществ за счет реакции с молекулами воды.

В химии, как и в жизни, разрушается чаще всего нестойкое и слабое (стойкое и сильное выдерживает удар). Запомните, что гидролиз (вода) разрушает «слабое» — это правило вам очень пригодится.

Любая соль состоит из остатка основания и кислоты. Абсолютно любая:

• NaCl — производное основания NaOH и кислоты HCl
• KNO₃ — производное основания KOH и кислоты HNO₃
• CuSO₄ — производное основания Cu(OH)₂ и кислоты H₂SO₄
• Al₃PO₄ — производное основания Al(OH)₃ и кислоты H₃PO₄
• Ca(NO₂)₂ — производное основания Ca(OH)₂ и кислоты HNO₂

Чтобы успешно решать задания по теме гидролиза и писать реакции, вам следует запомнить, какие основания и кислоты являются слабыми, а какие — сильными.

При изучении гидролиза я рекомендую ученикам сохранить на гаджет схему, которую вы видите ниже. Для того, чтобы приобрести нужный опыт — она незаменима. Пользуйтесь ей как можно чаще, подглядывайте в нее и она незаметно окажется в вашем интеллектуальном составляющем 😉

По катиону, по аниону или нет гидролиза?

Итак, если в состав соли входит остаток сильного основания и остаток сильной кислоты — гидролиза не происходит. Примеры: NaCl, KBr, CaSO₄. Также гидролиза не происходит, если соль нерастворима (вне зависимости от того, чем она образована): AlPO₄, FeSO₃, CaSO₃.

Если в состав соли входит остаток слабого основания и остаток сильной кислоты, то гидролиз идет по катиону. Помните, что гидролиз разрушает слабое, в данном случае — катион. Примеры: AlCl₃, MgBr₂, Cr₂SO₄, NH₄NO₃.

Катион NH₄ + и его основание NH₄OH , несмотря на растворимость, является слабым, поэтому гидролиз будет идти по катиону в соли NH₄Cl. Замечу также, что Ca(OH)₂ считается растворимым основанием, поэтому гидролиза соли CaCl₂ не происходит.

Если в состав соли входит остаток сильного основания и остаток слабой кислоты, то гидролиз идет по аниону. Примеры: K₃PO₄, NaNO₂, Ca(OCl)₂, Ba(CH₃COO)₂, Li₂SiO₃.

Если соль образована остатком слабого основания и слабой кислоты, то гидролиз идет и по катиону, и по аниону. Примеры: Mg(NO₂)₂, Al₂S₃, Cr₂(SO₃)₃, CH₃COONH₄.

Среда раствора

Среда раствора может быть нейтральной, кислой или щелочной. Определяется типом гидролиза. Некоторые задания могут быть построены так, что, увидев соль, вы должны будете определить ее тип раствора.

Обрадую вас: если вы усвоили тему гидролиза, сделать это проще простого. В случае, когда гидролиз не идет или идет и по катиону, и по аниону среда раствора — нейтральная.

Если гидролиз идет по катиону (разрушается остаток основания) среда — кислая, если гидролиз идет по аниону (разрушается остаток кислоты), то среда раствора будет щелочная. Изучите примеры.

Однако замечу, что в дигидрофосфатах, гидросульфитах и гидросульфатах среда всегда кислая из-за особенностей диссоциации. Примеры: NH₄H₂PO₄, LiHSO₄. В гидрофосфатах среда щелочная из-за того, что константа диссоциации по третьей ступени меньше, чем константа гидролиза. Примеры: K₂HPO₄, Na₂HPO₄.

Попробуйте определить среду раствора для соединений из самостоятельного задания, которое вы только что решили. Ниже будет располагаться решение.

С целью запутать в заданиях часто бывают даны синонимы. Так «среду раствора» могут заменить водородным показателем pH.

Запомните, что кислая среда характеризуется pH 7.

Например, в соли CaCl₂ среда раствора будет нейтральной (pH=7), а в растворе AlCl₃ — кислой (pH

Источник

Ступенчатый гидролиз

Понятие гидролиз

Если рассматривать гидролиз солей, то гидролизу подвергаются средние и кислые соли, в образовании которых участвовали сильная кислота и слабое основание (FeSO₄, ZnCl₂), слабая кислота и сильное основание (NaCO₃, CaSO₃), слабая кислота и слабое основание ((NH₄)₂CO₃, BeSiO₃). Если соль получена путем взаимодействия сильных кислоты и основания (NaCl, K₂SO₄) реакция гидролиза не протекает.

Ступенчатый гидролиз

В том случае, если гидролизу подвергается соль, образованная многоосновной кислотой или многокислотным основанием, то говорят о ступенчатом гидролизе. Рассмотрим подробнее:

а) Гидролиз соли, в образовании которой участвовала многоосновная слабая кислота и сильное основание, например, силиката натрия. Это средняя соль, образованная слабой двухосновной кислотой – кремниевой (H₂SiO₃) и сильным основанием – гидроксидом натрия (NaOH):

Подвергается гидролизу по аниону. Характер среды водного раствора силиката натрия – щелочной. Уравнение гидролиза будет выглядеть следующим образом:

2Na + + SiO₃ 2- + H₂O ↔ HSiO₃ — + 2Na + + OH — (полное ионное уравнение);

SiO₃ 2- + H₂O ↔ HSiO₃ — + OH — (сокращенное ионное уравнение);

Na₂SiO₃ + H₂O ↔ NaHSiO₃ + NaOH (молекулярное уравнение).

Теоретически возможна вторая ступень гидролиза:

NaHSiO₃↔ Na + +HSiO₃ — (диссоциация соли);

Na + +HSiO₃ — + H₂O ↔ H₂SiO₃+ Na + + OH — (полное ионное уравнение);

HSiO₃ — + H₂O ↔ H₂SiO₃+ OH — (сокращенное ионное уравнение);

б) Гидролиз соли, в образовании которой участвовала сильная кислота и многокислотное слабое основание, например, сульфата цинка. Это средняя соль, образованная сильной кислотой – серной (H₂SO₄) и слабым двухкислотным основанием – гидроксидом цинка(Zn(OH)₂). Гидролизуется по катиону. Характер среды водного раствора сульфата цинка – кислотный. Уравнение гидролиза выглядит следующим образом:

ZnSO₄ ↔Zn 2+ + SO₄ 2- (диссоциация соли);

Zn 2+ + SO₄ 2- + H₂O ↔ ZnOH + + SO₄ 2- + H + (полное ионное уравнение);

Zn 2+ + H₂O ↔ ZnOH + + H + (сокращенное ионное уравнение);

Возможна вторая ступень:

ZnOH + + SO₄ 2- + H₂O ↔ Zn(OH)₂ + SO₄ 2 + H + (полное ионное уравнение);

ZnOH + + H₂O ↔ Zn(OH)₂+ H + (сокращенное ионное уравнение);

Примеры решения задач

Задание	Укажите, какие из приведенных ниже солей подвергаются гидролизу: а) BaCl2; б) CuCl2; в) KF; г) KI: д) KHSO4. Напишите уравнения реакций гидролиза в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах.
Решение	Гидролизу подвергаются соли, в составе которых присутствует «слабый ион», те. Они должны быть образованы слабой кислотой и сильным основанием, сильной кислотой и слабым основанием или слабой кислотой и слабым основанием.

а) хлорид бария представляет собой соль, образованную сильной кислотой (хлороводородной) и сильным основанием (гидроксидом бария):

Гидролизу не подвергается.

б) хлорид меди (II) представляет собой соль, образованную сильной кислотой (хлороводородной) и слабым основанием (гидроксидом меди (II) ):

Гидролизуется по катиону:

Cu 2+ + 2Cl — + HOH ↔ CuOH + + H + + 2Cl — ;

Cu 2+ + HOH ↔ CuOH + + H + ;

в)фторид калия представляет собой соль, образованную сильной кислотой (фтороводородной) и сильным основанием (гидроксидом калия):

Гидролизу не подвергается.

г) йодид калия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (йодоводородной) и сильным основанием (гидроксидом калия):

Гидролизуется по аниону:

K + + I — + HOH ↔ HI + OH — + K + ;

I — + HOH ↔ HI + OH — ;

д) гидросульфат калия представляет собой соль, образованную сильной кислотой (серной) и сильным основанием (гидроксидом калия):

Гидролизу не подвергается.

Ответ Из перечисленных выше солей гидролизу подвергаются CuCl₂ и KI

Задание

Определите, какие из нижеперечисленных солей подвергаются гидролизу. Укажите характер реакции: по катиону, по аниону, и по катиону, и по аниону.

Ответ Гидролизу не подвергаются соли, не имеющие слабого иона, т.е., образованные сильной кислотой и сильным основанием. Среди вышеперечисленных, такими солями являются: NaCl, KI, Rb₂SO₄, Ba(ClO₄)₂.

Гидролиз по аниону протекает, если соль образована сильным основанием и слабой кислотой. Из указанных выше – это K₂CO₃, KCN, K₂SO₃.

Гидролиз по аниону протекает, если соль образована сильной кислотой и слабым основанием. Из указанных выше – этоFeCl₃, NH₄Cl, CuCl₂.

Условием возможности протекания гидролиза и по катиону, и по аниону является образование соли слабым основанием и слабой кислотой. Такая соль только одна — (NH₄)₂CO₃.

Источник

Размещено на реф.рф
Например, гидролиз Na₂CO₃ должна быть изображен в виде уравнений.

Продуктами первой ступени гидролиза является кислая соль гидрокарбонат натрия NaHCO₃ и гидроксид натрия NaOH.

Продуктами второй ступени гидролиза карбоната на­трия Na₂CO₃ являются гидроксид натрия и слабая уголь­ная кислота Н₂СО₃. Гидролиз по второй ступени протека­ет в значительно меньшей степени, чем по первой ступе­ни. Среда раствора соли карбоната натрия Na₂CO₃ — ще­лочная (рН > 7), так как в растворе увеличивается концен­трация гидроксид-ионов ОН — .

Гидролиз солей трехосновных слабых кислот протека­ет по трем ступеням. В качестве примера приведем урав­нения гидролиза фосфата натрия.

Гидролиз по первой ступени происходит в значительно большей степени, чем по второй. По третьей ступени гид­ролиз фосфата натрия практически не идет.

Рассмотрим гидролиз соли, образованной слабым мно­гокислотным основанием и сильной кислотой. В водных растворах таких солей на первой ступени образуется ос­новная соль вместо основания и сильная кислота. Ступен­чатому гидролизу подвергаются соли˸ MgSO₄, FeCl₃, FeCl₂, ZnCl₂ и др.

Размещено на реф.рф
Например, гидролиз хлорида цинка ZnCl₂ протекает по двум ступеням.

Первая ступень˸ ZnCl₂+ H₂О ↔ ZnOHCl + HC1;

Zn 2+ + Н₂О ↔ (ZnOH) + + Н + .

Вторая ступень˸ ZnOHCl+ H₂O ↔ Zn(OH) ₂ + HC1;

Гидролиз соли идет по катиону, так как соль образова­на слабым основанием Zn(OH)₂ и сильной кислотой НСl. Катионы цинка Zn 2+ связывают гидроксид-ионы ОН — во­ды. На первой ступени образуется основная соль ZnOHCl и сильная кислота НСl. На второй ступени образуется сла­бое основание Zn(OH)₂ и тоже сильная хлороводородная кислота. Гидролиз по первой ступени протекает значи­тельно больше, чем по второй. В растворе увеличивается концентрация ионов водорода Н + и реакция среды будет кислая (рН

Ступенчатый гидролиз — понятие и виды. Классификация и особенности категории «Ступенчатый гидролиз» 2015, 2017-2018.

Читайте также

Соли, образованные слабой двух- или многоосновной кислотой, гидролизуются ступенчато: Na2S + H2O Û NaHS + NaOH – 1-я ступень , NaHS + H2O Û H2S + NaOH – 2-я ступень . К гидр.1>К гидр.2, то есть, по первой ступени гидролиз протекает в большей степени, чем по второй. В результате. [читать подробнее].

Источник

Гидролиз солей

В общем случае, гидролиз солей – это процесс обменного разложения воды и растворенной в ней соли – электролита, приводящий к образованию малодиссоциирующего вещества.

Гидролиз является частным случаем сольволиза – обменного разложения растворенного вещества и растворителя.

Характеризовать гидролиз количественно позволяют такие величины, как Степень гидролиза и константа гидролиза.

Степень гидролиза

Степень гидролиза — это соотношение количества подвергающейся гидролизу соли n_гидр и общего количества растворенной соли n_общ.

Обычно, ее обозначают через h_гидр (или α ):

Величина h_гидр увеличивается с уменьшением силы образующих соль кислоты или основания.

Константа гидролиза

Представим в общем виде процесс гидролиза соли, в котором в роли соли выступает – МА, а НА и МОН — соответственно, кислота и основание, которые образуют данную соль:

MA + H₂O ↔ HA + MOH

Применив закон действующих масс, запишем константу, соответствующую этому равновесию:

Известно, что концентрация воды в разбавленных растворах, имеет практически постоянное значение, поэтому ее можно включить в константу

тогда соотношение для константы гидролиза соли K_г будет иметь такой вид:

По величине константы гидролиза можно судить о полноте гидролиза:

чем больше значение константы гидролиза K_г, тем в большей мере протекает гидролиз.

Константа и степень гидролиза связаны соотношением:

Где С – концентрация соли в растворе,

h- степень гидролиза.

Это выражение можно упростить, т.к. обычно h˂˂1, тогда

Зная, константу гидролиза, можно определить pH среды:

Концентрация образовавшейся кислоты равна концентрации гидроксид ионов, тогда

K_г = [OH — ] 2 /[MA]

Используя это выражение можно вычислить pH раствора

[OH — ] = (K_г·[MA]) 1/2 моль/л

[H + ] = 10 -14 /[OH — ] моль/л

pH = -lg[H + ]

Гидролиз солей можно представить, как поляризационное взаимодействие ионов и их гидратной оболочки.

Гидролиз протекает тем полнее, сильнее поляризующее действие ионов.

Возможны 4 случая протекания гидролиза:

1. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (гидролиз не протекает)

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой не подвергаются гидролизу.

В этом случае, гидролиз практически не происходит, т.к. катионы и анионы, образующиеся в растворе при диссоциации соли, слабо поляризуют гидратную оболочку. pH среды не изменяется (рН ≈ 7):

NaCl ↔ Na + + Cl —

Na + + HOH ↔ реакция практически не протекает

Cl — + HOH ↔ реакция практически не протекает

2. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз по катиону)

Такое соединение, при ионизации, образует катионы, способные к поляризации гидратной оболочки и анионы, которые их поляризуют слабо. Тогда гидролиз проходит по катиону, при этом среда носит кислый характер, т.е. рН ˂ 7:

NH₄Cl ↔ NH₄ + + Cl —

NH₄ + + HOH ↔ NH₄OH + H +

Cl — + HOH ↔ реакция практически не идет

NH₄Cl+ HOH ↔ NH₄OH + HCl

Для солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой, константа гидролиза и константа диссоциации основания связаны соотношением:

Понятно, что чем меньше сила основания, тем в большей степени протекает гидролиз.

Если соль образованна слабым основанием многовалентного металла и сильной кислотой, то ее гидролиз будет протекать ступенчато:

FeCl₂ ↔ Fe 2+ + 2Cl —

I ступень	Fe 2+ + HOH ↔ (FeOH) + + H + FeCl2 + HOH ↔ (FeOH)Cl + HCl
II ступень	(FeOH) + + HOH ↔ Fe(OH)2 + H + (FeOH)Cl + HOH↔ Fe(OH)2 + HCl

Константа гидролиза по первой ступени связана с константой диссоциации основания по второй ступени, а константа гидролиза по второй ступени — с константой диссоциации основания по первой ступени:

Поскольку первая константа диссоциации кислоты всегда больше второй, то первая константа гидролиза всегда больше, чем константа вторая гидролиза, так как первая константа диссоциации основания всегда больше второй

Отсюда следует, что по первой ступени, гидролиз всегда будет протекать в большей степени, чем по второй. Этому также способствуют ионы, которые образуются при гидролизе по первой ступени, они приводят подавлению гидролиза по второй ступени, смещая равновесие влево.

Сравнивая величины K_г и K_осн можно качественно определить pH среды.

Так, если K_г намного больше K_осн, то среда сильнокислая, при K_г намного меньшей K_осн — среда слабокислая, а если K_г и K_осн сопоставимы, то — среднекислая.

3. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз по аниону)

Такое соединение в растворе образует слабополяризующие катионы и среднеполяризующие анионы. Гидролиз протекает по аниону, и в его результате создается щелочная среда, pH > 7:

NaCN ↔ Na + + CN —

CN — + HOH ↔ HCN + OH —

Na + + HOH ↔ реакция практически не идет

NaCN + HOH ↔ HCN + NaOH

Константа гидролиза и константа диссоциации кислоты связаны зависимостью:

Т.е. гидролиз соли протекает тем полнее, чем слабее образующая эту соль, кислота.

Возможен гидролиз соли, образованной слабой многоосновной кислотой и сильным основанием. В этом случае гидролиз протекает по ступеням:

I ступень	SO3 2- + HOH ↔ HSO3 — + OH — Na2SO3 + HOH ↔ NaHSO3 + NaOH
II ступень	HSO3 — + HOH ↔ H2SO3 + OH — NaHSO3 + HOH ↔ H2SO3 + NaOH

В этом случае, константа гидролиза по первой и второй ступеням определяется соотношениями:

Следует помнить, что гидролиз по второй ступени протекает в ничтожно малой степени.

Сравнивая величины K_г и K_к-ты, можно качественно определить pH среды. Так, если K_г намного больше K_к-ты, то среда сильнощелочная, при K_г намного меньшей K_к-ты — среда слабощелочная, а если K_г и K_осн сопоставимы, то — среднещелочная.

4. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой (гидролиз и по катиону и по аниону)

Такие соли, при ионизации образуют среднеполяризующие катионы и анионы, поэтому гидролиз возможен как по катиону, так и по аниону.

При этом относительная сила образовавшихся кислоты и основания, будут влиять на характер среды (слабокислая или слабощелочная, pH ≈ 7). Такого типа гидролиз протекает особо полно, обычно с образованием малорастворимого вещества:

Константу гидролиза можно рассчитать, зная константы диссоциации кислоты и основания с помощью следующего соотношения:

Совместный гидролиз солей

Совместный гидролиз протекает при взаимодействии растворов двух солей, одна из которых образована слабым основанием и сильной кислотой, а вторая напротив сильным основанием и слабой кислотой. Т.е. одна соль гидролизуется по катиону, а другая – по аниону.

В таких случаях гидролиз взаимно усиливается.

Например, рассмотрим совместный гидролиз растворов солей хлорида алюминия и сульфида натрия:

При гидролизе хлорида алюминия соль гидролизуется по катиону:

AlCl₃ ↔ Al 3+ + 3Cl —

Al 3+ + 3HOH ↔ Al(OH)₃ + 3H +

При гидролизе сульфида натрия соль гидролизуется по аниону:

Na₂S ↔ 2Na + + S 2-

S 2- + 2HOH ↔ H₂S + 2OH —

Суммарная реакция гидролиза:

Влияние различных факторов на протекание гидролиза

• Природа соли. Это видно из выражения для константы гидролиза.
• Концентрация соли и продуктов реакции. В соответствии с принципом Ле-Шателье, равновесие должно смещаться вправо, при этом увеличивается концентрация ионов водорода (или гидроксид-ионов), что приводит к уменьшению степени гидролиза.
• Температура. Известно, что гидролиз притекает с поглощением теплоты (эндотермическая реакция), поэтому согласно принципу Ле Шателье, при увеличении температуры равновесие сдвигается вправо, что ведет к росту степени гидролиза.

В разделе Задачи к разделу Гидролиз солей приведены задачи на определение степени и константы гидролиза, составление уравнений гидролиза, определение рН среды и др.

Источник