"Химия", Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н.
Гидролиз солей — взаимодействие ионов соли с водой, при котором образуются слабые электролиты и может измениться реакция среды. Он помогает понять, почему растворы некоторых солей бывают кислыми или щелочными, хотя сама соль не содержит заметного количества кислоты или щёлочи. Главное — определить, из каких кислоты и основания образована соль: это подсказывает, какой ион реагирует с водой, какие частицы возникают и как записать уравнение.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Гидролиз солей — взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого образуется слабый электролит и может измениться состав раствора. Слабый электролит — вещество, которое лишь частично распадается на ионы в воде. Понятие гидролиза помогает объяснить, почему некоторые растворы солей отличаются от нейтральной воды.
Гидролиз по катиону — взаимодействие с водой катиона соли, образованного слабым основанием. При этом появляется слабое основание, а в растворе — ионы H⁺, поэтому среда обычно становится кислой. Это обозначение помогает выбрать катион для записи уравнения реакции.
Гидролиз по аниону — взаимодействие с водой аниона соли, образованного слабой кислотой. В результате образуется слабая кислота и появляются ионы OH⁻, поэтому среда обычно становится щелочной. По происхождению аниона можно определить, какая частица соли будет реагировать с водой.
Среда раствора соли — его кислая, нейтральная или щелочная реакция, связанная с соотношением ионов H⁺ и OH⁻. Если преобладают H⁺, среда кислая; если OH⁻ — щелочная, а при равном соотношении — нейтральная. Это позволяет связать уравнение гидролиза с наблюдаемыми свойствами раствора.
Причина гидролиза — не само наличие соли, а способность её ионов связывать частицы воды. Ионы, происходящие от слабой кислоты или слабого основания, могут образовать с ними слабый электролит. Ионы сильных кислот и оснований практически не связывают частицы воды, поэтому заметного гидролиза не происходит.
Соль сильной кислоты и сильного основания в воде распадается на ионы, но они почти не взаимодействуют с водой. Например, NaCl образует Na⁺ и Cl⁻, которые не дают слабой кислоты или слабого основания. Поэтому количество H⁺ и OH⁻ остаётся примерно одинаковым, и раствор обычно нейтрален.
Если соль образована слабой кислотой и сильным основанием, гидролизуется анион слабой кислоты. Он связывает H⁺ из воды, образуя слабую кислоту, а оставшиеся OH⁻ накапливаются в растворе. Избыток OH⁻ и объясняет щелочную среду; катион сильного основания в этой реакции обычно не участвует.
Если соль образована сильной кислотой и слабым основанием, с водой взаимодействует катион слабого основания. Он присоединяет группу OH, формируя слабое основание, а из молекул воды высвобождаются H⁺. Их избыток делает раствор кислым; анион сильной кислоты обычно остаётся посторонним ионом.
В соли слабой кислоты и слабого основания оба иона способны связывать частицы воды. Один процесс может приводить к образованию H⁺, другой — OH⁻, поэтому заранее нельзя определить среду только по формуле соли. Результат зависит от относительной силы образующихся кислоты и основания, а также от условий раствора.
Пользуйтесь таблицей так: сначала установите, сильные или слабые кислота и основание образовали соль, затем найдите гидролизующийся ион. Уравнения приведены в сокращённой ионной форме, кроме примера для соли сильных электролитов, где реакции нет. Для соли слабой кислоты и слабого основания итоговую среду определяют по относительной силе кислоты и основания.
| Тип соли | Какие ионы гидролизуются | Пример уравнения | Реакция среды |
|---|---|---|---|
| Сильная кислота и сильное основание | Не гидролизуются | Na⁺ и Cl⁻ с водой практически не реагируют | Нейтральная |
| Слабая кислота и сильное основание | Анион слабой кислоты | CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻ | Щелочная |
| Сильная кислота и слабое основание | Катион слабого основания | Al³⁺ + H₂O ⇌ AlOH²⁺ + H⁺ | Кислая |
| Слабая кислота и слабое основание | Катион и анион | NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺; CH₃COO⁻ + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH⁻ | Зависит от относительной силы кислоты и основания |
Условие: для NaCl определите, происходит ли гидролиз, и укажите реакцию среды раствора. Проверим происхождение обоих ионов, а не будем судить о растворе только по тому, что это соль. Затем применим правило для сильных и слабых электролитов.
Ответ: NaCl практически не гидролизуется, среда раствора нейтральная.
Условие: запишите молекулярное и сокращённое ионное уравнения гидролиза Na₂CO₃ и определите реакцию среды. Сначала выясним, какой ион принадлежит слабому электролиту. Карбонат-ион CO₃²⁻ происходит от слабой угольной кислоты, тогда как Na⁺ — от сильного основания.
Ответ: гидролиз идёт по аниону, раствор имеет щелочную среду.
Условие: для AlCl₃ запишите уравнения гидролиза по ступеням и объясните, почему при разбавлении гидролиз усиливается. Al³⁺ связан со слабым основанием Al(OH)₃, поэтому реагирует с водой, а Cl⁻ не гидролизуется. Записываем процесс постепенно, не заменяя слабый электролит сильным.
Ответ: AlCl₃ гидролизуется по катиону ступенчато, раствор имеет кислую среду; разбавление обычно усиливает гидролиз.
Ошибка — считать, что гидролизуется любая соль. Её допускают, потому что соль при растворении распадается на ионы, но распад на ионы сам по себе не является гидролизом. Проверьте происхождение каждого иона: соль сильной кислоты и сильного основания практически не реагирует с водой.
Ошибка — перепутать, какой ион гидролизуется. Иногда выбирают катион или анион только по знаку заряда, хотя решает сила исходной кислоты или основания. Для самопроверки определите: анион слабой кислоты реагирует по аниону, а катион слабого основания — по катиону.
Ошибка — определять среду только по заряду иона или формуле соли. Заряд не показывает, появятся ли в растворе H⁺ либо OH⁻; это видно из уравнения взаимодействия с водой. Проверьте, какие именно частицы образуются: избыток H⁺ означает кислую среду, OH⁻ — щелочную.
Ошибка — записывать сильный электролит как продукт гидролиза вместо слабой кислоты или слабого основания. Так бывает, если механически переносить названия исходных веществ в уравнение. Сверьте продукты с причиной реакции: гидролиз приводит к образованию слабого электролита, а ионы, не участвующие в процессе, сокращают.
Для гидролиза нужно знать, как отличать сильные кислоты и основания от слабых, распознавать состав солей и составлять ионные уравнения. Эти навыки помогают выбрать реагирующий ион и не включать в сокращённую запись частицы, которые не меняются. Понимание гидролиза пригодится при определении среды растворов и составлении уравнений реакций. Связь с химическим равновесием помогает объяснять, почему условия раствора влияют на степень гидролиза.
Почему раствор соли может быть кислым или щелочным?
Некоторые ионы соли связывают частицы воды и образуют слабую кислоту или слабое основание. При этом в растворе появляются H⁺ или OH⁻: избыток H⁺ делает среду кислой, а избыток OH⁻ — щелочной.
Как определить, будет ли соль гидролизоваться?
Определите, какой кислотой и каким основанием образована соль. Если оба электролита сильные, гидролиз практически не идёт; если хотя бы один слабый, соответствующий ион соли может взаимодействовать с водой.
Как понять, по катиону или по аниону идёт гидролиз?
Соль слабой кислоты гидролизуется по аниону, потому что именно он связывает H⁺ воды. Соль слабого основания гидролизуется по катиону; при этом образуются слабое основание и H⁺.
Почему NaCl не гидролизуется?
NaCl образован сильными электролитами: соляной кислотой HCl и основанием NaOH. Ионы Na⁺ и Cl⁻ практически не связывают частицы воды, поэтому раствор остаётся нейтральным.
Как записать сокращённое ионное уравнение гидролиза?
Оставьте в уравнении только ион соли, который взаимодействует с водой, и запишите образующиеся слабый электролит и ионы. Например: CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻; ионы, не меняющиеся в реакции, в сокращённую запись не включают.
Гидролиз солей (Дополнительный материал к § 11)
