Гидролиз солей и свойства водных растворов

Разновидность реакций гидролиза, обусловленного протеканием реакций ионного обмена в растворах растворимых солей. Движущей силой процесса является взаимодействие ионов вещества с водой, приводящее к образованию слабого электролита в ионном или молекулярном виде^[1].

Различают обратимый и необратимый гидролиз солей. Приведённые ниже для 1 и 2 случая молекулярные уравнения имеют исключительно условный характер, поскольку вещества-электролиты в водном растворе находятся в ионном виде:

1. Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания (гидролиз по аниону). Раствор имеет слабощелочную среду, реакция протекает обратимо.

${\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+H_{2}O\rightleftharpoons NaHCO_{3}+NaOH}}}$,

${\displaystyle {\mathsf {CO_{3}^{2-}+H_{2}O\rightleftharpoons HCO_{3}^{-}+OH^{-}}}}$.

Гидролиз по второй ступени протекает в ничтожной степени:

${\displaystyle {\mathsf {HCO_{3}^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{2}CO_{3}+OH^{-}}}}$.

2. Гидролиз соли сильной кислоты и слабого основания (гидролиз по катиону). Раствор имеет слабокислую среду, реакция протекает обратимо.

${\displaystyle {\mathsf {CuCl_{2}+H_{2}O\rightleftharpoons CuOHCl+HCl}}}$,

${\displaystyle {\mathsf {Cu^{2+}+H_{2}O\rightleftharpoons CuOH^{+}+H^{+}}}}$.

Гидролиз по второй ступени протекает в ничтожной степени:

${\displaystyle {\mathsf {CuOH^{+}+H_{2}O\rightleftharpoons Cu(OH)_{2}+H^{+}}}}$.

3. Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания. Равновесие смещено в сторону продуктов, гидролиз протекает практически полностью, так как оба продукта образуют осадок или газ:

${\displaystyle {\mathsf {Al_{2}S_{3}+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}\downarrow +3H_{2}S\uparrow }}}$,

${\displaystyle {\mathsf {2Al^{3+}+3S^{2-}+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}\downarrow +3H_{2}S\uparrow }}}$.

4. Соль сильной кислоты и сильного основания не подвергается гидролизу, и раствор нейтрален. В растворе протекает следующая реакция:

${\displaystyle {{\ce {H^+ + OH^- = H_2 O}}}}$.

Среда водного раствора, которая относится к условиям, определяющим характер среды водного раствора как кислую, щелочную или нейтральную.

В водных растворах преимущественно присутствуют ионы водорода (H⁺) и гидроксид-ионы (OH⁻). Эта характеристика важна для понимания многих химических процессов, происходящих в водных средах, включая реакции диссоциации, гидролиза и другие химические реакции.

Среда водных растворов веществ определяется при помощи специальных веществ, которые изменяют свои свойства в зависимости от среды раствора. Такие вещества называют индикаторами. В зависимости от среды эти вещества могут переходить в разные формы с различной окраской. Окраска индикаторов в различных средах^[2]:

Процессы гидролиза используются в гидрометаллургии, цветной металлургии, текстильной, пищевой и фармацевтической промышленности ^[3].