Гидролиз солей - какие соли подвергаются и почему, как решать уравнения

Гидролиз солей – один из самых важных элементов любых биохимических реакций, протекающих в жизни. Как правило, ему подвергаются любые соли, но условия процесса при этом кардинально отличаются.

Оглавление:

• Что такое гидролиз солей
• Какие соли подвергаются данной реакции
• Степень гидролиза
• Типы гидролиза и примеры уравнений
• Необратимый гидролиз
• Заключение

Что же представляет собой данный элемент биохимических реакций, и какие соли могут в него вступать? Рассмотрим основные характеристики этого процесса в растворах солей и его основные типы.

Разберем на примере: каковы условия необратимого типа таких реакций и гидролиза 2-х и более солей в одном растворе. Посмотрим основное значение этого уникального явления в химии для жизни и деятельности организмов на планете.

Что такое гидролиз солей

Известно, что любая соль в химии является электролитом, то есть их растворы хорошо пропускают сквозь себя электрический ток. Для них характерно явление диссоциации – поэтому в растворе чаще находятся частицы: положительные катионы и отрицательные анионы.

Процесс в этом случае заключается во взаимодействии (и самое главное, в обмене!) искомых частиц с водой.

Таким образом, данный процесс состоит из двух этапов: диссоциации соли и обмена ее частей с ионами воды.

Какие соли подвергаются данной реакции

Способность подвергаться этому процессу зависит от 2-х факторов:

• внешних условий;
• свойств ионов соли.

Поскольку основным из этапов является диссоциация, то внешними факторами, играющими важную роль, будут те условия, благодаря которым она протекает:

• увеличение температуры;
• изменение кислотности;
• добавление растворов сильных электролитов;
• увеличение концентрации искомой соли;
• снижение давления.

Что подразумевается под свойствами ионов электролитов? Их ионная сила.

К сильным катионам будут относиться щелочные металлы, а к слабым - элементы второй побочной и третьей главной группы (металлы) в таблице Менделеева.

К сильным анионам можно отнести остатки серной, азотной кислоты, галогенидов. К слабым анионам относятся все органический соли и производные серной и азотной кислоты.

[advice]Самое главное, что надо знать: гидролиз идет по слабым компонентам![/advice]

Ему не будут подвергаться соли, содержащие катионы и анионы сильных электролитов. Также не будут вступать в этот процесс труднорастворимые соединения, поскольку первый этап процесса у этих веществ очень затруднен.

Так, нельзя провести гидролиз сульфата натрия, хлорида бария, карбоната кальция и других соединений.

Степень гидролиза

Количественной характеристикой обменного процесса с водой любого вещества является его степень.

Под ней понимается отношение количества соли, подвергшейся этому процессу, к общему количеству ее частиц в образовавшемся растворе.

Она зависит от природы соединения. Степень этого процесса будет выше, если соль образована ионами слабой кислоты или основания.

Типы гидролиза и примеры уравнений

Поскольку он идет по слабым компонентам, то возможны три вида этого процесса: по катиону или аниону и совместный.

Рассмотрим каждый из этих типов по отдельности.

По катиону

В этом случае с водой реагирует катион слабого соединения. При этом выделяется большое количество протонов водорода и среда раствора становится кислой, т.е рН приближается к низким значениям.

Рассмотрим гидролиз сульфата меди:

CuSO₄ = Cu²⁺ + SO₄^2-

                        Cu²⁺  + HOH = (CuOH)⁺ + H⁺

(CuOH)⁺ + HOH = Cu (OH)₂ + H⁺

Степень процесса будет увеличиваться с повышением заряда ядра катиона.

К этому же типу относится гидролиз хлорида цинка, нитрата аммония, хлорида аммония, сульфата алюминия и других соединений.

По аниону

Здесь с водой уже реагирует анион слабого электролита. Среда при этом становится щелочной, т. е. рН раствора стремится к 14.

Карбонат натрия:

Na₂CO₃ = 2Na⁺ + ( CO₃)^2-

(CO₃)^2- + HOH = (HCO₃)^- + OH^-

                        (HCO₃)^- + HOH = H₂CO₃ + OH^-

Степень такой реакции будет увеличиваться с понижением электроотрицательности анионов.

К нему же относится гидролиз фосфата натрия, сульфида калия и других подобных соединений.

Совместный

Он протекает в том случае, когда и катион и анион являются ионами слабых электролитов. При этом при равнозначности степени процесса по каждому компоненту будет возникать нейтральная среда (рН = 7).

К нему можно отнести гидролиз ацетата аммония, сульфида алюминия и других подобных соединений.

Рассмотрим подробней на примере Al₂S₃.

Al₂S₃ = 2Al³⁺ + 3S^2-

Al³⁺ + 3HOH = Al(OH)₃ + 3H⁺

S^2-  + 2HOH = H₂S + 2OH^-

В общем виде:

2Al³⁺ + 6HOH + 3S^2-  + 6HOH = 2Al(OH)₃ + 6H⁺ + 3H₂S + 6OH^-

Или

2Al³⁺+ 3S^2-  + 6HOH = 2Al(OH)₃ + 3H₂S

Необратимый гидролиз

Он происходит в том случае, если в его результате:

• выпадает осадок;
• выделяется газ;
• образуется труднорастворимое вещество.

Такие соли следует охранять от воды и влажного воздуха, поскольку при данном типе реакций их невозможно обратно синтезировать.

Заключение

Изучаемый тип реакций в растворах солей происходит во всех областях жизнедеятельности многоклеточных организмов. Также он находит свое применение в технике, промышленности, медицине, фармакологии и косметологии.

Понимание того, как происходит гидролиз солей, помогает узнать механизмы более сложных биохимических реакций, а это – залог прогресса.