Гидролиз по катиону и аниону

В растворах солей, образованных катионами слабого основания и анионами слабой кислоты (NH₄CN, CH₃COONH₄, (NH₄)₂S, (NH₄)₂CO₃ и др.) гидролиз идет по катиону и аниону одновременно. Растворы солей этого типа могут иметь слабокислую, слабощелочную или нейтральную реакцию в зависимости от величины констант диссоциации образующихся при гидролизе кислот и оснований:

а) если > , то реакция раствора слабокислая;

б) если < , то реакция раствора слабощелочная;

в) если = , то реакция раствора нейтральная.

Пример 5. Гидролиз ацетата аммония CH₃COONH₄.

Решение.

Эта соль образована слабой кислотой (CH₃COOH) и слабым основанием (NH₃∙H₂O). Гидролиз данной соли протекает c образованием двух малодиссоциированных соединений:

CH₃COONH₄ + H-OH ⇄ NH₃×H₂O + CH₃COOH,

CH₃COO^- + NH₄⁺ + H-OH ⇄ NH₃×H₂O + CH₃COOH.

(NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5;

(СН₃СООН) = 1,8×10^-5,

pH» 7 (нейтральная среда).

Пример 6. Гидролиз карбоната аммония (NH₄)₂СO₃.

Решение.

Гидролиз данной соли протекает ступенчато:

первая ступень:

(NH₄)₂СO₃ + H-OH ⇄ NH₃×H₂O + NH₄HСO₃,

NH₄⁺ + СO₃^2- + H-OH ⇄ NH₃×H₂O + HСO₃^-;

вторая ступень:

NH₄HСO₃ + H-OH ⇄ NH₃×H₂O + H₂СO₃,

NH₄⁺ + HСO₃^- + H-OH ⇄ NH₃×H₂O + H₂СO₃.

(NH₃×Н₂О) = 1,8×10^-5,

(Н₂СО₃) = 3,7×10^-7,

(Н₂СО₃) = 4,7×10^-11,

pH > 7 (слабощелочная среда).

Из приведённых примеров видно, что гидролизсолей, образованных многозарядными катионами или анионами, протекает ступенчато, но самопроизвольно не доходит до конца (т. е. до образования кислоты и основания, образующих данную соль). Гидролиз по первой ступени протекает в большей степени, чем по последующим ступеням. Это связано с тем, что при гидролизе по первой ступени в растворе увеличивается концентрация ионов Н⁺ или ОН^-, что препятствует дальнейшему протеканию процесса.

Необратимыйгидролиз (т. е. самопроизвольно протекающий до конца) встречается у некоторых солей, образованных катионами слабого основания и анионами слабой кислоты, если оба продукта гидролиза удаляются из раствора в виде осадка и газа. Для таких солей в соответствующей клетке таблицы растворимости стоит прочерк. Вследствие полного гидролиза такие соли в водном растворе не существуют.

Пример 7. Гидролиз сульфида алюминия Al₂S₃ (в таблице растворимости – прочерк).

Решение.

При растворении этой соли в воде протекает необратимый процесс гидролиза:

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃¯ + 3H₂S­

Необратимый гидролиз необходимо учитывать при написании уравнений реакций, протекающих между электролитами в водных растворах.

Пример 8. Смешали водные растворы Na₂CO₃ и FeCl₃. Написать уравнение протекающей реакции.

Решение.

Здесь имеет место взаимный гидролиз, т.е. гидролиз одной соли усиливает гидролиз другой соли. Таким образом, процесс гидролиза самопроизвольно идет до конца, т. е. до образования малораст-воримого гидроксида железа (III) Fe(OH)₃ и углекислого газа СО₂:

3Na₂CO₃ + 2FeCl₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃¯ + 3CO₂­ + 6NaCl

3СO₃^2- + 2Fe³⁺ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃ + 3CO₂