Понятие гидролиза. Численные характеристики процесса: константа гидролиза и степень гидролиза

Видео: Гидролиз солей. Классификация солей. Решение примеров.

Под гидролизом солей подразумеваются процессы реакций между молекулами воды и молекулами растворенных в ней солей. В результате подобной реакции образовываются малодиссоциированные соединения. Процесс может происходить не только с участием солей, но и в случае присутствия в воде прочих растворенных веществ – углеводов, белков, жиров или эфиров. Численно к реакции применяются две величины – степень гидролиза (&beta-) и константа гидролиза солей (К[г]).

В результате реакции, как правило, наблюдается изменение кислотности исходного раствора. Вместо органического растворителя (воды) может использоваться растворитель другого типа. Однако в этом случае реакцию между растворителем и солью называют сольволизом.

Важно знать, что в гидролиз вовлекаются лишь те соли, которые являются производными компонентами слабых оснований и кислот. Соли, полученные из сильных оснований и кислот, гидролитической реакции не подвержены.

Чтобы дать характеристику полноте протекания процесса, используется специальное определение – степень гидролиза (&beta-). Степень гидролиза определяет соотношение величины концентрации молекул, которые подвергаются гидролизу (С[гидр]) к первоначальной (исходной) концентрации уже растворенной соли (С[исх.]). Математически это можно выразить следующим уравнением: &beta- = С[гидр] / С[исх.].

Степень реакции напрямую зависит от трех факторов:

- природы ионов, из которых состоит соль;

- концентрации ионов соли;

- температуры раствора.

Степень гидролиза имеет свойство увеличиваться по мере уменьшения константы диссоциации слабого основания или кислоты, а также при снижении степени концентрации солей и повышении температуры.

Реакция может происходить в заметной степени лишь в разбавленных растворах. Поэтому если величина С[H20] имеет примерно постоянное значение, значит, появляется возможность вычислить и производную величину К[г] (или константа гидролиза). В зависимости от относительных свойств кислоты и основания, из которых образованы соли, гидролиз может происходить по одной из трех схем, поэтому и константа гидролиза соли рассчитывается по-разному.

Гидролиз солей, являющихся производными частями сильной кислоты и слабого основания (другое название процесса – гидролиз по катиону)

Константа гидролиза определяется по следующей формуле: К[г] = К[W] / К[основание], где К[W] – это результат ионного произведения воды (С[Н] + С[ОН(-)]).

Из приведенного выражения константы гидролиза видно, что при снижении силы основания наблюдается увеличение значения константы гидролиза, а, значит, и степени гидролиза. В свою очередь, степень гидролиза имеет свойство увеличиваться при уменьшении величины силы основания и степени концентрации солей в растворе. Увеличение температуры реакции также ведет к увеличению константы гидролиза и росту значения степени гидролиза.

Гидролиз солей, являющихся производными сильного основания и слабой кислоты (другое название процесса – гидролиз по аниону)

Константа гидролиза вычисляется по следующей формуле: К[г] = К[W] / К[кислота], где значение К[кислота] – это константа диссоциации для слабой кислоты.

Гидролиз солей, являющихся производными слабого основания и слабой кислоты (другое название – гидролиз по катиону и аниону)

В этом случае константа гидролиза будет определяться величинами константы диссоциации слабого основания и слабой кислоты. Рассчитывается она по следующей формуле: К[г] = К[W] / К[кислота] * К[основание].

Значение процесса гидролиза

Реакции, происходящие в гидролизного процесса, широко используются в современных производственных процессах. Например, такая реакция используется для очистки воды от вредных примесей коллоидного и грубодисперсного ряда. Для этого применяются специальные осадки гидроксидов железа и алюминия, получаемые благодаря гидролизу сульфатов железа, хлоридов железа и сульфатов алюминия.

Гидролиз – это важная часть процесса пищеварения живых организмов на Земле. Большая часть энергии, необходимой для существования организма, запасается в качестве аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Выделение же энергии происходит благодаря процессу гидролиза с участием АТФ.