Гидролиз солей. Обратимый и необратимый (полный) гидролиз. Роль процессов гидролиза при эксплуатации котельных установок.ъ

Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой

В случае гидролиза солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, оба иона ОН- и Н+ воды связываются. Образуются слабая кислота и слабое основание. CH3COONH4 -> СН3СОО- + NH4+

СН3СОО- + NH4+ +H2O = CH3COOH + СН3СОО- + NH4+

Гидролиз соли идет одновременно и по катиону, и по аниону. В зависимости от константы диссоциации продуктов гидролиза (кислоты и основания) реакция среды растворов таких солей может быть слабокислой, слабощелочной или нейтральной. Например, реакция среды в случае гидролиза ацетата аммония CH3COONH4 — нейтральная, поскольку константы диссоциации СН3СООН и NH4OH равны. В случае же гидролиза соли цианида аммония NH4CN реакция среды слабощелочная.

Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой, идет одновременно и по катиону, и по аниону. Реакция среды зависит от констант диссоциации продуктов гидролиза.

Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой

Соли этого типа гидролизу не подвергаются, потому что катионы и анионы этих солей не связываются с ионами Н+ и ОН- воды и в растворе не образуются молекулы слабых электролитов. Поскольку связывания ионов воды не происходит, реакция среды растворов этих солей остается нейтральной. Рассмотрим это на примере раствора хлорида натрия. Взаимодействие этой соли с водой можно представить уравнениями

NaCl + Н2О = NaOH + HC1 или Na++ С1- + Н2О = Na+ + ОН- + Н+ + С1-.

Производя сокращения в ионном уравнении, получаем Н2О = Н+ + ОН. Отсюда видно, что ионы соли не участвуют в реакций и среда остается нейтральной.

Следовательно, соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, при растворении в воде гидролизу не подвергаются, а реакция среды остается нейтральной.

Ранее мы рассмотрели гидролиз солей, образованных одноосновными кислотами и однокислотными основаниями. Продуктами гидролиза таких солей являются кислоты и основания.

Если соль образована слабой многоосновной кислотой или слабым многокислотным основанием, то гидролиз данной соли может протекать ступенчато. Число ступеней гидролиза зависит от основности слабой кислоты и кислотности слабого основания.

Рассмотрим гидролиз соли, образованной слабой многоосновной кислотой и сильным основанием. В водном растворе этих солей на первой ступени гидролиза образуется кислая соль вместо кислоты и сильное основание. Ступенчато гидролизуются соли K2Si03, Na2SO3, Na2S, Na3PO4 и др. Например, гидролиз Na2CO3 может быть изображен в виде уравнений.

Первая ступень: Na2CO3 + Н2О = NaHCO3 + NaOH; С032- + Н20 = HCO3- + ОН-

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

Вторая ступень:

NaHCO3 + Н2О = Н2СО3 + NaOH;

HCO3- + Н2О = Н2СО3 + ОН-.

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.

Первая ступень:

Na3PO4 + Н2О = Na2HPO4 + NaOH;

PO43- +Н2О = HPO42- +NaOH.

Вторая ступень:

Na2HPO4 + H2O = NaH2PO4 + NaOH;

НРО42- +Н20 = Н2РО4- + ОН-.

Третья ступень:

NaH2PO4 + Н20 = Н3РО4 + NaOH;

H2PO4- + H2O = Na3PO4 + ОН-.

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. Например, гидролиз хлорида цинка ZnCl2 протекает по двум ступеням.

Первая ступень: ZnCl2+ H2O = ZnOHCl + НС1;

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 НС1. Катионы цинка Zn2+ связывают гидроксид-ионы ОН- воды. На первой ступени образуется основная соль ZnOHCl и сильная кислота НС1. 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 <7).