Готовимся к уроку. Ещё раз о гидролизе солей.

Химическая реакция обменного характера растворяемого вещества с растворителем называется сольволизом. Если растворителем является вода, то процесс – гидролиз (частный случай сольволиза). Суть гидролиза солей заключается в том, что происходит смещение равновесия диссоциации воды вследствие связывания одного из ее ионов с образованием малодиссоциированного или труднорастворимого продукта. Гидролиз идет по-разному в зависимости от силы кислоты и основания, образовавших соль. Рассмотрим различные случаи.

а) Соль образована слабой кислотой и сильным основанием (CH₃COONa, KCN, Na₂CO₃).

или  CH₃COO^– + Na⁺ + H₂OCH₃COOH + Na⁺ + OH^–

CH₃COO^– + H₂OCH₃COOH + OH^–

Так как уксусная кислота слабо диссоциирует, ацетат-ион связывает ион H⁺, и равновесие диссоциации воды смещается вправо согласно принципу Ле Шателье. В растворе накапливаются ионы OH^– (pH>7).

Если соль образована многоосновной кислотой, то гидролиз идет ступенчато. Например, гидролиз карбоната:

            I ступень:   CO₃^2– + H₂OHCO₃^– + OH^–

            II ступень: HCO₃^– + H₂OH₂CO₃ + OH^–

Практическое значение обычно имеет только процесс, идущий по первой ступени, которым, как правило, и ограничиваются при оценке гидролиза солей. Равновесие гидролиза по второй ступени значительно смешено влево по сравнению с равновесием первой ступени, поскольку на первой ступени образуется более слабый электролит (HCO₃^–), чем на второй (H₂CO₃) (о смещении ионных равновесий).

б) Соль образована сильной кислотой и слабым основанием (NH₄NO₃, AlCl₃, Fe₂(SO₄)₃).

NH₄⁺ + NO₃^– + H₂ONH₄OH + NO₃^– + H⁺

NH₄⁺ + H₂ONH₄OH + H⁺

(pH<7)

В случае многозарядного катиона гидролиз протекает ступенчато, например:

            I ступень:   Cu²⁺ + HOHCuOH⁺ + H⁺

            II ступень:  CuOH⁺ + HOHCu(OH)₂ + H⁺

При этом концентрация ионов водорода и pH среды в растворе также определяются главным образом первой ступенью гидролиза.

в) Соль образована слабой кислотой и слабым основанием (CH₃COONH₄, (NH₄)₂CO₃).

CH₃COO^– + NH₄⁺ + H₂OCH₃COOH + NH₄OH

В этом случае образуются два малодиссоциированных соединения, и pH раствора зависит от относительной силы кислоты и основания.

Если продукты гидролиза могут удаляться из раствора, то гидролиз протекает до конца. Например:

Al₂S₃ + 3 H₂OAl(OH)₃↓ + H₂S↑

г) Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, гидролизу не подвергаются, т.к. единственным малодиссоциирующим соединением является H₂O.

Взаимное усиление гидролиза. Допустим, что в разных сосудах установились равновесия:

CO₃^2– + H₂OHCO₃^– + OH^–

Al³⁺ + H₂OAlOH²⁺ + H⁺

Обе соли гидролизованы незначительно, но если растворы смешать, то происходит связывание ионов H⁺ и OH^–. В соответствии с принципом Ле-Шателье оба равновесия смещаются вправо, и гидролиз протекает полностью:

2 AlCl₃ + 3 Na₂CO₃ + 3 H₂O = 2 Al(OH)₃ + 3 CO₂ + 6 NaCl

Это называется взаимным усилением гидролиза.

Примеры решения расчётных задач. 

Cоставьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения реакции гидролиза солей.  а) K₂S;  б) CuCl₂. В ответе укажите разность молярных масс ионов, образующихся при гидролизе.

Решение.

а) Гидролизом солей называется процесс взаимодействия ионов соли с ионами воды, приводящий к образованию слабодиссоциирующих веществ и часто сопровождающийся изменением реакции среды (рН).

При растворении в воде K₂S диссоциирует: K₂S2K⁺ +S^2-.

При составлении уравнений гидролиза в первую очередь необходимо определить ионы соли, связывающие ионы воды в малодиссоциирующие соединения, т.е. ионы, обусловливающие гидролиз.

В данном случае ионы S^2- связывают катион H⁺, образуя ион HS^–

S^2– +H₂OHS^– +OH^–

Уравнение гидролиза в молекулярной форме:

K₂S+H₂OKHS+KOH

Практически гидролиз соли ограничивается первой ступенью с образованием кислой соли (в данном случае KHS). Таким образом, гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (такой, как K₂S) протекает по аниону соли. Избыток ионов OH^– в растворе обусловливает щелочную реакцию среды в растворе (pН>7). В результате гидролиза образуются 2 иона: HS^–  и  OH^–_.  Рассчитываем разность их молярных масс: (1+32)–(16+1)=16.

Ответ: 16 г/моль.

б) При растворении в воде CuCl₂ диссоциирует: СuCl₂Cu²⁺ +2Cl^–

В данном случае ионы Cu²⁺ соединяются с ионами OH^–, образуя гидроксоионы  CuOH⁺. Гидролиз соли практически ограничивается первой ступенью, и образование молекулы Cu(OH)₂ не происходит. Ионно-молекулярное уравнение имеет вид:

Cu²⁺ ₊ HOHCuOH⁺+ H⁺

В данном случае продуктами гидролиза являются  основная соль и кислота. Уравнение гидролиза в молекулярной форме записывается следующим образом:

CuCl₂+H₂OCuOHCl+ HСl

Таким образом, гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (в данном случае CuCl₂) протекает по катиону соли. Избыток ионов H⁺ в растворе обусловливает кислую реакцию среды в растворе (рН<7). В результате гидролиза образуются 2 иона: CuOH⁺ и H⁺ (cм. ионно-молекулярное уравнение). Рассчитываем разность их молярных масс: (64+16+1)–1=80.

Ответ: 80 г/моль.

 
Источники:
https://www.chem-astu.ru/chair/study/genchem/r4_3_4.htm