Aby zrozumieć, jak przebiega hydroliza soli w ich roztworach wodnych, najpierw podajemy definicję tego procesu.
Definicja i cechy hydrolizy
Proces ten polega na chemicznym działaniu jonów wody z jonami soli, w wyniku czego powstaje słaba zasada (lub kwas) i zmienia się reakcja ośrodka. Dowolną sól można przedstawić jako produkt reakcji chemicznej zasady i kwasu. W zależności od ich siły istnieje kilka opcji przebiegu procesu.
Rodzaje hydrolizy
W chemii rozważane są trzy rodzaje reakcji między kationami soli i wody. Każdy proces odbywa się ze zmianą pH podłoża, dlatego oczekuje się stosowania różnych rodzajów wskaźników do określenia wartości pH. Na przykład fioletowy lakmus jest używany do reakcji kwasowej, fenoloftaleina jest odpowiednia do reakcji alkalicznej. Przeanalizujmy bardziej szczegółowo cechy każdego wariantu hydrolizy. Mocne i słabe zasady można określić z tabeli rozpuszczalności, a moc kwasów można określić z tabeli.
Hydroliza kationowa
Jako przykład takiej soli rozważ chlorek żelazowy (2). Wodorotlenek żelaza(2) jest słabą zasadą, podczas gdy kwas solny jest mocną zasadą. W procesie interakcji z wodą (hydroliza) dochodzi do powstania soli zasadowej (chlorowodorku żelaza 2), a także powstaje kwas solny. W roztworze pojawia się środowisko kwaśne, które można określić za pomocą niebieskiego lakmusa (pH poniżej 7). W tym przypadku sama hydroliza przebiega przez kation, ponieważ stosowana jest słaba zasada.
Podajmy jeszcze jeden przykład hydrolizy dla opisanego przypadku. Rozważ sól chlorku magnezu. Wodorotlenek magnezu jest słabą zasadą, podczas gdy kwas solny jest mocną zasadą. W procesie interakcji z cząsteczkami wody chlorek magnezu zamienia się w sól zasadową (chlorowodorek). Wodorotlenek magnezu, którego ogólny wzór to M(OH)2, jest słabo rozpuszczalny w wodzie, ale mocny kwas solny nadaje roztworowi kwaśne środowisko.
Hydroliza anionów
Kolejna opcja hydrolizy jest typowa dla soli, która składa się z mocnej zasady (zasady) i słabego kwasu. Jako przykład w tym przypadku rozważ węglan sodu.
Ta sól zawiera mocną zasadę sodową i słaby kwas węglowy. Oddziaływanie z cząsteczkami wody przebiega z utworzeniem kwaśnej soli - wodorowęglanu sodu, czyli następuje hydroliza anionu. Ponadto w roztworze tworzy się wodorotlenek sodu, co powoduje, że roztwór ma odczyn zasadowy.
Podajmy inny przykład dla tego przypadku. Siarczyn potasu to sól, która jest tworzona przez silną zasadę - kaustyczny potas, a także słabąKwas Siarkowy. W procesie oddziaływania z wodą (podczas hydrolizy) dochodzi do powstania podsiarczynu potasu (sól kwaśna) i wodorotlenku potasu (zasady). Środowisko w roztworze będzie zasadowe, można to potwierdzić fenoloftaleiną.
Całkowita hydroliza
Sól słabego kwasu i słabej zasady ulega całkowitej hydrolizie. Spróbujmy dowiedzieć się, jaka jest jego osobliwość i jakie produkty powstaną w wyniku tej reakcji chemicznej.
Przeanalizujmy hydrolizę słabej zasady i słabego kwasu na przykładzie siarczku glinu. Sól ta jest tworzona przez wodorotlenek glinu, który jest słabą zasadą, a także słabym kwasem siarkowym. Podczas interakcji z wodą obserwuje się całkowitą hydrolizę, w wyniku której powstaje gazowy siarkowodór, a także wodorotlenek glinu w postaci osadu. Takie oddziaływanie zachodzi zarówno w kationie, jak i w anionie, więc ta opcja hydrolizy jest uważana za kompletną.
Również siarczek magnezu można przytoczyć jako przykład interakcji tego typu soli z wodą. Ta sól zawiera wodorotlenek magnezu, jej wzór to Mg (OH) 2. Jest słabą zasadą, nierozpuszczalną w wodzie. Ponadto w siarczku magnezu znajduje się kwas wodorosiarczkowy, który jest słaby. Podczas interakcji z wodą dochodzi do całkowitej hydrolizy (zgodnie z kationem i anionem), w wyniku której powstaje wodorotlenek magnezu w postaci osadu, a także uwalniany jest siarkowodór w postaci gazu.
Jeśli weźmiemy pod uwagę hydrolizę soli, która jest tworzona przez mocny kwas i mocnypodstawy, należy zauważyć, że nie przecieka. Medium w roztworach soli, takich jak chlorek sodu, azotan potasu pozostaje obojętne.
Wniosek
Silne i słabe zasady, kwasy tworzące sole, wpływają na wynik hydrolizy, czyli reakcję ośrodka w powstałym roztworze. Podobne procesy są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie.
Hydroliza ma szczególne znaczenie w przemianach chemicznych skorupy ziemskiej. Zawiera siarczki metali, które są słabo rozpuszczalne w wodzie. Podczas hydrolizy powstaje siarkowodór, który uwalnia się w procesie aktywności wulkanicznej na powierzchnię ziemi.
Skały krzemianowe przechodzące w wodorotlenki powodują stopniowe niszczenie skał. Na przykład minerał taki jak malachit jest produktem hydrolizy węglanów miedzi.
Intensywny proces hydrolizy zachodzi również w oceanach. Wodorowęglany magnezu i wapnia, które są prowadzone przez wodę, mają środowisko lekko zasadowe. W takich warunkach proces fotosyntezy w roślinach morskich przebiega dobrze, organizmy morskie rozwijają się intensywniej.
W oleju znajdują się zanieczyszczenia wody oraz sole wapnia i magnezu. W procesie ogrzewania oleju wchodzą w interakcje z parą wodną. Podczas hydrolizy powstaje chlorowodór, którego oddziaływanie z metalem powoduje zniszczenie sprzętu.
