Гидролиз - Вся химия

Гидролиз

Среду любого водного раствора можно охарактеризовать содержанием протонов (Н+) или гидроксид-ионов (ОН—) в нём. При этом чем больше в растворе протонов, тем меньше водородный показатель (pH).

В зависимости от величины pH выделяют следующие типы водных сред:

  • Нейтральная среда — число Н+ равно числу ОН—, а pH = 7.
  • Кислотная среда — число Н+ больше числа ОН—, а pH лежит в пределах от 0 до 6. Чем ближе pH к 7, тем слабее кислотность (слабокислая среда).
  • Щелочная среда — число Н+ меньше числа ОН—, pH от 8 до 14. При pH, близком к 7, среда — слабощелочная.

Индикаторы — это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора.

Окраска индикаторов в воде, растворах кислот и щелочей

Таблица окраски индикаторов: лакмус, метилоранж, фенолфталеин

Как определить силу кислот и оснований?

Слабыми основаниями являются все нерастворимые основания и гидрат аммиака (NH4OH). Все остальные растворимые и малорастворимые основания — сильные.

Для кислот используется следующая классификация:

Сильные и слабые кислоты: HCl, HNO3, H2SO4 — сильные; HF, H2CO3, H3PO4 — слабые

Понятие «гидролиз». Гидролиз по аниону

Гидролиз — это процесс разложения соли под действием молекул воды.

Пример: фторид натрия (NaF) в воде диссоциирует:

NaF ↔ Na+ + F—

Вода слабо диссоциирует:

H2O ↔ H+ + OH—

Анион F— — остаток слабой плавиковой кислоты (HF), поэтому связывает H+ из воды:

F— + H2O ↔ HF + OH—

Молекулярное уравнение:

NaF + H2O ↔ HF + NaOH

В растворе накапливаются OH—, поэтому среда — слабощелочная (pH ≈ 8–10).

Гидролиз протекает в растворах солей, образованных слабой кислотой и/или слабым основанием. В данном случае — гидролиз по аниону.

Гидролиз по катиону

Пример: хлорид железа(III) — FeCl3:

FeCl3 ↔ Fe3+ + 3Cl—

Катион Fe3+ взаимодействует с водой (первая ступень):

Fe3+ + H2O ↔ FeOH2+ + H+

Молекулярное уравнение:

FeCl3 + H2O ↔ Fe(OH)Cl2 + HCl

В растворе накапливаются H+, поэтому среда — слабокислая (pH ≈ 4–6).

Гидролиз по катиону и аниону

Оба иона взаимодействуют с водой. Среда — близка к нейтральной (pH ≈ 7).

Пример: ацетат аммония — CH3COONH4:

CH3COONH4 ↔ CH3COO— + NH4+

NH4+ + CH3COO— + H2O ↔ NH3·H2O + CH3COOH

CH3COONH4 + H2O ↔ NH3·H2O + CH3COOH

В каких случаях гидролиз не протекает?

1. Нерастворимые соли.
Несмотря на то, что они являются электролитами, их концентрация в растворе крайне мала, поэтому гидролиз практически не наблюдается. Среда — нейтральная (pH = 7).

2. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием.
Пример: NaCl:

NaCl ↔ Na+ + Cl—

Ионы не взаимодействуют с водой, так как соответствующие кислота (HCl) и основание (NaOH) — сильные. Среда — нейтральная.

Примечание по катиону серебра:
Гидроксид серебра (AgOH) неустойчив и разлагается, но формально является слабым основанием. Однако на ЕГЭ вопросы о гидролизе солей серебра не встречаются.