Реферат

на тему:

“Гідроліз”

Визначення гідролізу 

Гідроліз - це хімічна реакція іонного обміну між водою і розчиненим у ній речовиною з утворенням слабкого електроліту. (У загальному випадку обмінна взаємодія розчиненої речовини з розчинником зветься - сольволіз).

У більшості випадків гідроліз супроводжується зміною p розчину.

Більшість реакцій гідролізу - оборотні: 

Pb(NO3)2 + H2O L Pb(OH)(NO3) + HNO3

Na2HPO4 + H2O L NaH2PO4 + NaOH 

Деякі реакції гідролізу протікають незворотньо: 

Al2S3 + 6H2O L 2Al(OH)3? + 3H2S- 

Причиною гідролізу є взаємодія іонів солі з молекулами води з гідратної оболонки з утворенням малодисоційованих з'єднань чи іонів. 

Здатність солей піддаватися гідролізу залежить від двох факторів:

1)    властивостей іонів, що утворять сіль;

2)    зовнішніх факторів. 

Відсутність гідролізу в розчинах 

Солі, утворені катіоном сильної підстави й аніоном сильної кислоти (наприклад, LiBr, K2SO4, NaCl4, BaCl , Ca(NO3)2 і ін.) гідролізу не піддаються, тому що ні катіон, ні аніон солі не можуть при взаємодії з водою утворити молекули слабких електролітів. Водяні розчини таких солей мають нейтральну реакцію середовища (p = 7). Практично не гідролізуються також і важкорозчинні солі (CaCO3, Mg3(PO4)2 і ін.) через дуже низьку концентрацію іонів у водяних розчинах цих солей.

Гідроліз по катіону

Солі слабкої підстави і сильної кислоти гідролізуються по катіону:

NH4Cl + H2O L NH4OH + HCl 

В іонній формі:

NH4+ + H2O L NH4OH + H+ 

Гідроліз солей, утворених багатовалентним катіоном протікає східчасто, через стадії утворення основних солей: 

1 ступінь:

Al(NO3)3 + H2O L Al(OH)(NO3)2 + HNO3

Al3+ + H2O L [Al(OH)]2+ + H+

2 ступінь:

Al(OH)(NO3)2 + H2O L Al(OH)2(NO3) + HNO3

[Al(OH)]2+ + H2O L [Al(OH)2]+ + H+

3 ступінь:

Al(OH)2(NO3) + H2O L Al(OH)3 + HNO3

[Al(OH)2]+ + H2O L Al(OH)3 + H+ 

Гідроліз протікає досить сильно по першій ступіні, слабко - по другій ступіні і зовсім слабко - по третій ступіні (через нагромадження іонів водню, процес зміщається убік вихідних речовин). Більш повному гідролізу сприяє розведення розчину і підвищення температури. (У цьому випадку можна враховувати гідроліз і по третій ступіні.)

При гідролізі по катіоні реакція розчину кисла p < 7. 

Гідроліз по аніону 

Солі, утворені сильною підставою і слабкої (асоційованої) кислотою гідролізуються по аніоні: 

CH3COOK + H2O L CH3COOH + KOH

В іонній формі:

CH3COO- + H2O L CH3COOH +OH- 

Солі багатоосновних кислот гідролізуються східчасто (з утворенням кислих солей): 

1 ступінь:

K2CO3 + H2O L KHCO3 + KOH

CO2-3 + H2O L HCO3- + OH-

2 ступінь:

KHCO3 + H2O L H2CO3+ KOH

== HCO3- + H2O L H2CO3 + OH- 

Перша ступінь гідролізу протікає досить сильно, а друга - слабко, про що свідчить p розчину карбонату і гідрокарбонату калію. (Лише при сильному розведенні і нагріванні варто враховувати гідроліз кислої солі, що утвориться,). Оскільки при взаємодії з водою аніонів слабких кислот утворяться іони OH-, водяні розчини таких солей мають лужну реакцію (p > 7). 

Гідроліз по катіону й аніону 

Солі, утворені слабкою основою і слабкою кислотою, гідролізуються і по катіону і по аніону: 

CH3COONH4 + H2O L CH3COOH + NH4OH

чи в іонній формі:

CH3COO- + NH4+ + H2O L CH3COOH + NH4OH 

Гідроліз таких солей протікає дуже сильно, оскільки в результаті його утворяться і слабка підстава, і слабка кислота.

Реакція середовища в цьому випадку залежить від порівняльної сили підстави і кислоти, тобто від їхніх констант дисоціації (KD). 

Якщо= KD(основи)= > KD(кислоти) , то p > 7;

якщо KD(основи) < KD(кислоти), то p < 7. 

У випадку гідролізу CH3COONH4:

KD(NH4OH) = 6,3 • 10-5; KD(CH3COOH)=1,8 • 10-5 

тому реакція водяного розчину цієї солі буде слаболужною, майже нейтральної (p = 7v8).

Якщо підстава і кислота, що утворять сіль, є не тільки слабкими електролітами, але і малорозчинні чи хитливі і розкладаються з утворенням летучих продуктів, то в цьому випадку гідроліз солі протікає незворотньо: 

Al2S3 + 6H2O L 2Al(OH)3? + 3H2S- 

Тому сульфід алюмінію не може існувати у виді водяних розчинів, може бути отриманий тільки "сухим способом", наприклад, з елементів при високій температурі: 

2Al + 3S= vt¦-?=Al2S3 

і повинний зберігатися в герметичних судинах, що виключають улучення вологи. 

Реакції обміну, супроводжувані гідролізом 

До числа таких реакцій відносяться взаємодії солей двовалентних катіонів (крім Ca2+, Sr2+, Ba2+) з водяними розчинами карбонатів натрію чи калію, що супроводжуються утворенням опадів менш розчинних основних карбонатів 

2Cu(NO3)2 + 2Na2CO3 + H2O - Cu2(OH)2CO3? + 4NaNO3 + CO2- 

А також реакції взаємодії солей Al3+, Cr3+ і Fe3+ (*При взаємодії водяних розчинів солей тривалентного заліза із сульфідами лужних металів протікає окислювально-відновна реакція: 2Fe3+ + S2- - 2Fe2+ + S0) з водяними розчинами карбонатів і сульфідів лужних металів: 

2AlCl + 3Na2CO3 + 3H2O - 2Al(OH)3? + 3CO2- + 6NaCl

Cr2(SO4)3 + 3Na2S + 6H2O - 2Cr(OH)3? + 3H2S- + 3Na2SO4 

Кількісні характеристики реакції гідролізу 

Ступінь гідролізу (?гідр.) - відношення числа гідролізованих молекул до загального числа розчинених молекул (виражається у відсотках): 

?гидр. = ([C]гідр. / [C]раств.) • 100% 

Ступінь гідролізу залежить від хімічної природи кислоти, що утвориться при гідролізі, (підстави) і буде тим більше, ніж слабкіше кислота (підстава) (у визначених рівних умовах).

Список використаної літератури:

Хімія у вищих навчальних закладах. / Під ред. Хомченка. – К., 1999.

Довідник юного хіміка. – Харків, 1983.