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

Степень гидролиза. Смещение равновесия гидролиза.

Для большинства солей процесс гидролиза обратим. В состоянии равновесия только часть растворенной соли гидролизуется. Количественно гидролиз характеризуется степенью гидролиза h, которую выражают в долях единицы или в процентах.

Степень гидролиза (п) измеряется отношением количества гидролизованного вещества к общему количеству растворенного вещества: h = nr\no

где пr - количество гидролизованной соли, моль; п0 - общее количество растворенной соли, моль.

Например, если из каждых 3 моль соли, растворенной в воде, 0,015 моль подвергается гидролизу, то степень гидролиза равна 0,015/3 = 0,005, или 0,005 • 100°/о=0,5%.Степень гидролиза соли зависит от природы соли, концентрации раствора соли и температуры.

Для солей, образованных катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, степень гидролиза зависит от аниона кислоты, который входит в состав этой соли. Например, цианид натрия NaCN и ацетат натрия CH3COONa - это соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием. Обе соли подвергаются гидролизу в разной степени, причем гидролиз в растворе NaCN происходит полнее, чем в растворе CH3COONa. Это объясняется тем, что константа диссоциации циановодородной кислоты HCN меньше, чем константа диссоциации уксусной кислоты СН3СООН. Вследствие этого процесс связывания ионов водорода в молекулу HCN идет полнее. Значит, чем слабее кислота, тем сильнее подвергаются гидролизу ее соли. Для соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием, степень гидролиза зависит от катиона основания: чем слабее основание, тем сильнее гидролизуется соль.

Особенно глубоко протекает гидролиз солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием. Примером этому может служить гидролиз ацетата алюминия, протекающий до основных солей - ацетатов гидроксо- и дигид-роксоалюминия:

А1(СН3СОО)3+ Н2О = А1(ОН)(СН3СОО)2+ СН3СООН;

А1(ОН)СН3СОО)2+ Н2О = А1(0Н)2 (СН3СОО) + СН3СООН.

Рассмотрим для данного случая отдельно гидролиз по катиону и по аниону. Эти процессы выражаются уравнениями

А13+ + Н2О = А1(0Н)2+ + Н+; СН3СОО- + Н2О = СН3СООН + ОН-.

При гидролизе по катиону образуются ионы Н+, а при гидролизе по аниону - ионы ОН-. Эти ионы соединяются в молекулы воды и не могут сосуществовать в значительных концентрациях. Поэтому гидролиз по катиону и гидролиз по аниону в данном случае усиливают друг друга, что приводит к смещению обоих равновесий вправо.

При гидролизе солей устанавливается динамическое химическое равновесие. Это означает, что ни прямая, ни обратная реакции в состоянии равновесия не прекращаются, а идут с одинаковыми скоростями. Изменяя концентрацию одного из реагирующих веществ, можно смещать равновесие влево или вправо. При разбавлении раствора гидролиз соли увеличивается, так как при добавлении воды, согласно принципу смещения равновесия, последнее смещается вправо. Для того чтобы установилось новое равновесие, некоторое количество соли должно гидролизоваться. Например, при разведении водой при 25 °С 1 0,1М раствора карбоната натрия до 0,01М раствора степень гидролиза соли увеличивается от 2,9 % до 11,3 %. Смещать равновесие гидролиза соли можно путем непосредственного изменения концентрации продуктов гидролиза. Если продуктом гидролиза является кислота, то до­бавление в раствор соли кислоты сдвигает равновесие влево, т.е. в сторону увеличения концентрации негидролизованной соли. В этом случае гидролиз уменьшается. Если же из раствора гидролизованной соли удалять образовавшуюся кислоту, то степень гидролиза увеличивается. Таким образом можно регулировать гидролиз раствора соли ; хлорида железа (III), который сопровождается образованием осадка основных солей :

FeCl3 + Н2О = Fe(OH)Cl2+HC1;

Fe3+ + Н2О = Fe(OH)2+ + H+.

С целью подавления гидролиза раствор подкисляют небольшим количеством сильной кислоты НС1 и равновесие смещается в сторону исходной соли. Этот метод подавления гидролиза используется в лабораторной практике при приготовлении растворов легко гидролизующихся солей.

В некоторых случаях гидролиз надо увеличить, например, обнаружение ионов висмута Bi3+ осуществляют, используя реакцию гидролиза, при которой образуется белый осадок хлорида висмутила ВiOС1:

BiCl3 + 2Н2О = Bi(OH)2Cl + 2НС1;

Bi(OH)2Cl = BiOCl + H2O.