Ang hydrolysis ay sumasakop sa isang espesyal na lugar sa mga metabolic reaction. Sa pangkalahatan, ang hydrolysis ay ang agnas ng mga sangkap sa pamamagitan ng tubig. Ang tubig ay isa sa mga pinaka-aktibong sangkap. Ito ay kumikilos sa isang malawak na iba't ibang klase ng mga compound: salts, carbohydrates, proteins, esters, fats, atbp. Kapag nag-hydrolyzing ng mga non-metal compound, dalawang acid ang karaniwang nabubuo, halimbawa:
PCl 3 + 3 H 2 O = H 3 PO 3 + 3 HCl
Sa kasong ito, nagbabago ang kaasiman ng mga solusyon kumpara sa kaasiman ng solvent.
Sa no organikong kimika kadalasan kailangan nating harapin ang hydrolysis ng mga asing-gamot, i.e. sa pakikipag-ugnayan ng palitan ng mga ion ng asin sa mga molekula ng tubig, bilang isang resulta kung saan ang balanse ng electrolytic dissociation ng tubig ay nagbabago.
Hydrolysis ng asin ay ang nababaligtad na pakikipag-ugnayan ng mga ion ng asin sa mga ion ng tubig, na humahantong sa isang pagbabago sa ekwilibriyo sa pagitan ng mga ion ng hydrogen at hydroxide sa solusyon.
Ang hydrolysis ay ang resulta ng polarization interaction ng mga salt ions kasama ng kanilang hydration shell in may tubig na solusyon. Kung mas makabuluhan ang pakikipag-ugnayang ito, mas matindi ang nangyayaring hydrolysis. Sa isang pinasimple na paraan, ang kakanyahan ng proseso ng hydrolysis ay maaaring kinakatawan bilang mga sumusunod.
Ang mga K n + cation ay nagbubuklod sa solusyon sa mga molekula ng tubig na nag-hydrate sa kanila sa pamamagitan ng mga bono ng donor-acceptor; Ang donor ay ang mga atomo ng oxygen ng molekula ng tubig, na mayroong dalawang nag-iisang pares ng mga electron; ang acceptor ay ang mga cation, na mayroong libreng atomic orbitals. Kung mas malaki ang singil ng cation at mas maliit ang laki nito, mas malaki ang polarizing effect ng K n + sa H 2 O.
Anion An‾ bond sa mga molekula ng tubig sa pamamagitan ng hydrogen bond. Ang malakas na epekto ng mga anion ay maaaring humantong sa kumpletong pag-alis ng isang proton mula sa molekula ng H 2 O - ang hydrogen bond ay nagiging covalent. Bilang resulta, nabuo ang isang acid o anion ng uri HS‾, HCO 3‾, atbp.
Kung mas malaki ang singil ng anion at mas maliit ang radius nito, mas makabuluhan ang interaksyon ng An‾ anion sa mga proton. Kaya, ang intensity ng interaksyon ng isang substance sa tubig ay natutukoy sa pamamagitan ng lakas ng polarizing influence ng Kn+ at An‾ sa mga molekula ng H2O. Kaya, ang mga kasyon ng mga elemento ng side subgroups at ang mga elementong kaagad na sumusunod sa kanila ay sumasailalim sa mas matinding hydrolysis kaysa iba pang mga ion na may parehong singil at radius, dahil ang nuclei ng una ay hindi gaanong mabisang sinusuri ng mga d-electron.
Hydrolysis – ang kabaligtaran na proseso ng reaksyon ng neutralisasyon. Kung ang reaksyon ng neutralisasyon ay isang exothermic at hindi maibabalik na proseso, kung gayon ang hydrolysis ay isang endothermic at nababaligtad na proseso.
Reaksyon ng neutralisasyon:
2 KOH + H 2 SO 3 → K 2 SO 3 + 2 H 2 O
malakas mahina malakas mahina
2 OH‾ + H 2 SO 3 = SO 3 2- + 2 H 2 O
Reaksyon ng hydrolysis:
K 2 SO 3 + H 2 O ↔ KOH + KHSO 3
SO 3 2- + HOH ↔ HSO 3 ‾ + OH‾
Sa panahon ng hydrolysis, ang dissociation equilibrium ng tubig ay nagbabago dahil sa pagbubuklod ng isa sa mga ions nito (H + o OH -) sa isang mahinang electrolyte salt. Kapag ang H + ions ay nagbubuklod, ang OH − ions ay naipon sa solusyon, ang reaksyon ng medium ay magiging alkaline, at kapag ang OH − ions ay nagbubuklod, ang H + ions ay naipon - ang medium ay magiging acidic.
Mayroong apat na pagpipilian para sa pagkilos ng tubig sa asin.
1. Kung ang mga cation at anion ay may maliliit na singil at malalaking sukat, kung gayon ang kanilang polarizing effect sa mga molekula ng tubig ay maliit, iyon ay, ang pakikipag-ugnayan ng asin sa H 2 O ay halos hindi nangyayari. Nalalapat ito sa mga kasyon na ang mga hydroxide ay alkalis (halimbawa, K + at Ca 2+) at sa mga anion ng malalakas na acids (halimbawa, Cl‾ at NO 3‾). Kaya naman, ang mga asing-gamot na nabuo sa pamamagitan ng isang malakas na base at isang malakas na acid ay hindi sumasailalim sa hydrolysis. Sa kasong ito, ang tubig dissociation equilibrium
H 2 O ↔ H + + OH‾
sa pagkakaroon ng mga ion ng asin halos hindi ito naaabala. Samakatuwid, ang mga solusyon ng naturang mga asing-gamot ay neutral (pH ≈ 7).
2. Kung isang asin ay nabuo sa pamamagitan ng isang kasyon ng isang malakas na base at isang anion ng isang mahina acid(S 2-, CO 3 2-, CN‾, atbp.), pagkatapos Ang hydrolysis ay nangyayari sa anion. Ang isang halimbawa ay ang hydrolysis ng CH 3 COOC salt. Ang mga ion ng asin CH 3 COO − at K + ay nakikipag-ugnayan sa mga ion ng H + at OH − mula sa tubig. Sa kasong ito, ang mga acetate ions (CH 3 COO −) ay nagbubuklod sa mga hydrogen ions (H +) sa mga molekula ng isang mahinang electrolyte - acetic acid (CH 3 COOH), at ang mga OH − ions ay naipon sa solusyon, na nagbibigay ito ng isang alkaline na reaksyon, dahil ang K + ions ay hindi maaaring magbigkis ng OH − ions (KOH ay isang malakas na electrolyte), pH > 7 .
Molecular equation ng hydrolysis:
CH 3 COOK + H 2 O ↔ KOH + CH 3 UN
Ang kumpletong ionic equation para sa hydrolysis ay:
K + + CH 3 COO − + NOH ↔ K + + OH − + CH 3 COOH
pinaikling ionic hydrolysis equation:
CH 3 SOO − + N SIYA ↔ OH − + CH 3 UNS
Hydrolysis ng Na 2 asin S nagpapatuloy sa mga yugto. Ang asin ay nabuo sa pamamagitan ng isang malakas na base (NaOH) at isang mahinang dibasic acid (H 2 S). Sa kasong ito, ang asin anion S 2− binds ang H + ions ng tubig, at OH − ions maipon sa solusyon. Ang equation sa pinababang ionic at molekular na anyo ay:
ako. S 2− + N SIYA ↔HS − + OH −
Na 2 S + H 2 O ↔ NaHS + NaOH
II. H.S. − + N SIYA ↔ H 2 S+ OH −
NaHS + H 2 O ↔ NaOH + H2S
Ang pangalawang yugto ng hydrolysis ay halos hindi nagaganap sa ilalim ng normal na mga kondisyon, dahil, kapag naipon, ang mga OH − ion ay nagbibigay ng isang mataas na alkalina na reaksyon sa solusyon, na humahantong sa isang reaksyon ng neutralisasyon, isang paglipat ng equilibrium sa kaliwa alinsunod sa prinsipyo ng Le Chatelier. Samakatuwid, ang hydrolysis ng mga asing-gamot na nabuo ng isang malakas na base at isang mahinang acid ay pinigilan ng pagdaragdag ng alkali.
Kung mas malaki ang polarizing na impluwensya ng mga anion, mas matindi ang hydrolysis. Alinsunod sa batas ng mass action, nangangahulugan ito na ang hydrolysis ay nagpapatuloy nang mas matindi, mas mahina ang acid.
3. Kung Ang asin ay nabuo sa pamamagitan ng isang cation ng isang mahinang base at isang anion ng isang malakas na acid, pagkatapos ay ang hydrolysis ay nangyayari sa cation.. Halimbawa, ito ay nangyayari sa panahon ng hydrolysis ng asin NH 4 Cl (NH 4 OH ay isang mahinang base, ang HCl ay isang malakas na acid). Itapon natin ang Cl - ion, dahil nagbibigay ito ng isang malakas na electrolyte na may water cation, kung gayon ang hydrolysis equation ay kukuha ng sumusunod na anyo:
N.H. 4 + + N SIYA ↔ N.H. 4 OH+H+ (pinaikling ionic equation)
NH 4 Cl + H 2 O ↔ NH 4 OH + HCl (molecular equation)
Mula sa pinaikling equation ay malinaw na ang OH − ions ng tubig ay nakagapos sa isang mahinang electrolyte, ang H + ions ay naiipon sa solusyon at ang medium ay nagiging acidic (pH< 7). Добавление кислоты к раствору (введение продукта реакции катионов H +) сдвигает равновесие влево.
Ang hydrolysis ng asin na nabuo ng polyacid base (halimbawa, Zn(NO 3) 2) ay nangyayari nang sunud-sunod sa ibabaw ng cation ng mahinang base.
ako. Zn 2+ + N SIYA ↔ ZnOH + +H+ (maikling ionic equation)
Zn(NO 3) 2 + H 2 O ↔ ZnOHNO 3 + HNO 3 (molecular equation)
Ang OH − ions ay nagbubuklod sa mahinang base ZnOH + , ang H + ions ay nag-iipon.
Ang pangalawang yugto ng hydrolysis ay halos hindi nangyayari sa ilalim ng normal na mga kondisyon, dahil bilang isang resulta ng akumulasyon ng mga H + ions sa solusyon, ang isang malakas na acidic na kapaligiran ay nilikha at ang balanse ng reaksyon ng hydrolysis sa ika-2 yugto ay inilipat sa kaliwa:
II. ZnOH + + N SIYA ↔ Zn(OH) 2 +H+ (maikling ionic equation)
ZnOHNO 3 + H 2 O ↔ Zn(OH) 2 + HNO 3 (molecular equation)
Malinaw, mas mahina ang base, mas kumpleto ang hydrolysis na nangyayari.
4. Ang isang asin na nabuo sa pamamagitan ng isang cation ng isang mahinang base at isang anion ng isang mahinang acid ay sumasailalim sa hydrolysis sa cation at sa anion. Ang isang halimbawa ay ang proseso ng hydrolysis ng asin CH 3 COONH 4. Isulat natin ang equation sa ionic form:
NH 4 + + CH 3 COO − + HON ↔ NH 4 OH + CH 3 COOH
Ang hydrolysis ng naturang mga asin ay napakalakas, dahil nagreresulta ito sa pagbuo ng parehong mahinang base at mahinang acid.
Ang reaksyon ng daluyan sa kasong ito ay nakasalalay sa kamag-anak na lakas ng base at acid, i.e. mula sa kanilang mga dissociation constants (K D):
kung K D (bases) > K D (acids), pagkatapos pH > 7;
kung K D (base)< K Д (кислоты), то pH < 7.
Sa kaso ng hydrolysis ng CH 3 COONH 4:
K D (NH 4 OH) = 1.8·10 -5; K D (CH 3 COOH) = 1.8 10 -5,
samakatuwid, ang reaksyon ng isang may tubig na solusyon ng asin na ito ay magiging halos neutral (pH ≈ 7).
Kung ang base at acid na bumubuo ng asin ay hindi lamang mahina electrolytes, ngunit din mahina natutunaw o hindi matatag at mabulok sa pagbuo ng mga pabagu-bago ng isip na mga produkto, kung gayon sa kasong ito ang hydrolysis ng asin ay nagpapatuloy sa lahat ng mga yugto hanggang sa dulo, i.e. hanggang sa mabuo ang mahina, bahagyang natutunaw na base at mahinang acid. Sa kasong ito pinag-uusapan natin hindi maibabalik o kumpletong hydrolysis.
Ito ay kumpleto na hydrolysis na ang dahilan na ang mga may tubig na solusyon ng ilang mga asin ay hindi maaaring ihanda, halimbawa Cr 2 (CO 3) 3, Al 2 S 3, atbp. Halimbawa:
Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Samakatuwid, ang aluminyo sulfide ay hindi maaaring umiiral sa anyo ng mga may tubig na solusyon; maaari lamang itong makuha sa pamamagitan ng "dry na paraan", halimbawa, mula sa mga elemento sa mataas na temperatura:
2Al + 3S – t ° → Al 2 S 3,
at dapat na nakaimbak sa mga selyadong lalagyan upang maiwasan ang pagpasok ng kahalumigmigan.
Ang ganitong mga compound ay hindi maaaring makuha sa pamamagitan ng isang exchange reaction sa isang may tubig na solusyon. Kapag ang mga asin A1 3+, Cr 3+ at Fe 3+ ay nakikipag-ugnayan sa solusyon sa mga sulfide at carbonates, hindi ang mga sulfide at carbonate ng mga kasyon na ito ang namuo, ngunit ang kanilang mga hydroxides:
2AlCl 3 +3Na 2 S +6H 2 O → 3H 2 S + 2Al(OH) 3 ↓ +6NaCl
2CrCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O → 2Сr(OH) 3 ↓ + 3SO 2 + 6NaCl
Sa mga halimbawang isinasaalang-alang, ang hydrolysis ng dalawang salts (AlCl 3 at Na 2 S o CrCl 3 at Na 2 CO 3) ay kapwa pinahusay at ang reaksyon ay nagpapatuloy hanggang sa pagkumpleto, dahil ang mga produkto ng reaksyon ay inilabas mula sa solusyon sa anyo ng sediment at gas.
Ang hydrolysis ng mga asin sa ilang mga kaso ay maaaring maging napakahirap. ( Mga simpleng equation Ang mga reaksyon ng hydrolysis sa pangkalahatang tinatanggap na notasyon ay kadalasang may kondisyon.) Ang mga produkto ng hydrolysis ay maaari lamang matukoy batay sa isang analytical na pag-aaral. Halimbawa, ang mga produkto ng hydrolysis ng mga asing-gamot na naglalaman ng mga multiply charged na cation ay maaaring mga polynuclear complex. Kaya, kung ang mga solusyon ng Hg 2+ ay naglalaman lamang ng mga mononuclear complex, kung gayon ang mga solusyon ng Fe 3+, bilang karagdagan sa mga complex 2+ at +, ay naglalaman ng isang binuclear complex 4+; sa Be 2+ na mga solusyon, ang mga multinuclear complex ng komposisyon [Be 3 (OH) 3 ] 3+ ay pangunahing nabuo; sa mga solusyon ng Sn 2+ complex ions 2+, 2+, + ay nabuo; sa mga solusyon ng Bi 3+, kasama ang [ВiОН] 2+, may mga kumplikadong ions ng komposisyon 6+. Ang mga reaksyon ng hydrolysis na humahantong sa pagbuo ng mga polynuclear complex ay maaaring kinakatawan bilang mga sumusunod:
mM k+ + nH 2 O ↔ M m (OH) n (mk - n)+ + nH + ,
kung saan ang m ay nag-iiba mula 1 hanggang 9, at ang n ay maaaring tumagal ng mga halaga mula 1 hanggang 15. Ang ganitong uri ng reaksyon ay posible para sa mga kasyon na higit sa 30 elemento. Ito ay itinatag na ang bawat singil ng ion sa karamihan ng mga kaso ay tumutugma sa isang tiyak na anyo ng complex. Kaya, ang M 2+ ions ay nailalarawan sa pamamagitan ng anyo ng mga dimer 3+, ang M 3+ ions ay nailalarawan sa pamamagitan ng 4+, at ang M 4+ ay nailalarawan sa pamamagitan ng form 5+ at mas kumplikado, halimbawa 8+.
Sa mataas na temperatura at malalaking halaga Ang mga pH at oxo complex ay nabuo:
2MOH ↔ MOM + H2O o
Halimbawa,
BiCl 3 + H 2 O « Bi(OH) 2 Cl + 2HCl
Ang Bi(OH) 2 + cation ay madaling nawawalan ng isang molekula ng tubig, na bumubuo ng bismuthyl cation BiO +, na kasama ng chloride ion ay nagbibigay ng puting mala-kristal na namuo:
Bi(OH) 2 Cl ®BiOCl↓ + H 2 O.
Sa istruktura, ang mga polynuclear complex ay maaaring kinakatawan sa anyo ng octahedra, na konektado sa isa't isa sa isang vertex, gilid o mukha sa pamamagitan ng iba't ibang mga tulay (O, OH, atbp.).
Ang mga produktong hydrolysis ng carbonates ng isang bilang ng mga metal ay may kumplikadong komposisyon. Kaya, kapag ang natutunaw na mga asing-gamot na Mg 2+, Cu 2+, Zn 2+, Pb 2+ ay nakikipag-ugnayan sa sodium carbonate, hindi mga medium carbonate ang nabuo, ngunit hindi gaanong natutunaw. hydroxycarbonates, halimbawa Cu 2 (OH) 2 CO 3, Zn 5 (OH) 6 (CO 3) 2, Pb 3 (OH) 2 (CO 3) 2. Ang mga halimbawa ng mga reaksyon ay kinabibilangan ng:
5MgSO 4 + 5Na 2 CO 3 + H 2 O → Mg 5 (OH) 2 (CO 3) 4 ↓ + 5Na 2 SO 4 + CO 2
2Cu(NO 3) 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O → Cu 2 (OH) 2 CO 3 ↓ + 4NaNO 3 + CO 2
Ang hydrolysis ay quantitatively na nailalarawan sa antas ng hydrolysis h at hydrolysis constant KG.
Ang antas ng hydrolysis ay nagpapakita kung anong bahagi ng asin na nilalaman ng solusyon (С М) ang sumailalim sa hydrolysis (С Мgid) at kinakalkula bilang ratio:
h = S M gabay / SM (100%).
Ito ay malinaw na para sa isang nababaligtad na proseso ng hydrolysis h < 1 (<100%), а для необратимого гидролиза h= 1 (100%). Bilang karagdagan sa likas na katangian ng asin, ang antas ng hydrolysis ay nakasalalay sa konsentrasyon ng asin at temperatura ng solusyon.
Sa mga solusyon na may katamtamang mga konsentrasyon ng solute, ang antas ng hydrolysis sa temperatura ng silid ay karaniwang mababa. Para sa mga asing-gamot na nabuo sa pamamagitan ng isang malakas na base at isang malakas na acid, ito ay halos zero; para sa mga asing-gamot na nabuo sa pamamagitan ng isang mahinang base at isang malakas na acid o isang malakas na base at isang mahinang acid, ito ay ≈ 1%. Kaya, para sa isang 0.01 M na solusyon ng NH 4 Cl h= 0.01%; para sa 0.1 n. solusyon CH 3 COONH 4 h ≈ 0,5%.
Ang hydrolysis ay isang prosesong nababaligtad, kaya nalalapat dito ang batas ng mass action.
Ang hydrolysis constant ay ang equilibrium constant ng proseso ng hydrolysis, at sa pisikal na kahulugan nito ay tinutukoy ang antas ng irreversibility ng hydrolysis. Kung mas mataas ang KG, mas hindi maibabalik ang hydrolysis. Ang KG ay may sariling expression para sa bawat kaso ng hydrolysis.
Kumuha tayo ng isang expression para sa hydrolysis constant ng isang asin ng isang mahinang acid at isang malakas na base gamit ang NaCN bilang isang halimbawa:
NaCN + H 2 O ↔ NaOH + HCN;
Na + + CN – +H 2 O ↔ Na + + OH – + HCN;
CN – + H 2 O ↔ HCN + OH –
K katumbas ng = / .
Ito ay may pinakamalaking halaga, na halos hindi nagbabago sa panahon ng reaksyon, kaya maaari itong maituring na pare-pareho. Pagkatapos, ang pagpaparami ng numerator at denominator sa konsentrasyon ng mga proton at pagpapakilala ng pare-parehong konsentrasyon ng tubig sa pare-pareho, nakukuha natin:
K katumbas = K W / K D (maasim) = K G
since / = 1/ K D(maasim)
Dahil ang halaga ng K W ay pare-pareho at katumbas ng 10 -14, malinaw na mas mababa ang K D ng mahinang acid, ang anion na bahagi ng asin, mas malaki ang K G.
Katulad nito, para sa isang asin na na-hydrolyzed ng isang cation (halimbawa, NH 4 Cl), nakukuha namin ang:
NH 4 + + H 2 O ↔ NH 4 OH + H + (pinaikling hydrolysis equation)
K katumbas = /
K G = K katumbas = K W / K D(pangunahing)
Sa expression na ito, ang numerator at denominator ng fraction ay pinarami ng . Malinaw, mas maliit ang KD ng isang mahinang base, ang kation na bahagi ng asin, mas malaki ang KG.
Kung ang asin ay nabuo sa pamamagitan ng mahinang base at mahinang acid (gamit ang NH 4 CN bilang isang halimbawa), kung gayon ang pinaikling hydrolysis equation ay:
NH 4 + + CN – + H 2 O ↔ NH 4 OH + HCN
K katumbas ng = / ,
Sa expression na ito para sa K, i-multiply natin ang numerator at denominator ng fraction sa ·, kaya ang expression para sa K Г ay nasa anyo:
K G = K W / (K D(acid) K D(basic)).
Tulad ng sumusunod mula sa mga expression sa itaas, ang hydrolysis constant ay inversely proportional sa dissociation constant ng mahinang electrolyte kasangkot sa pagbuo ng isang asin (kung ang dalawang mahina na electrolyte ay kasangkot sa pagbuo ng isang asin, kung gayon ang KG ay inversely proportional sa produkto ng kanilang mga dissociation constants).
Isaalang-alang natin ang hydrolysis ng isang multiply charged ion. Kunin natin ang Na 2 CO 3.
I. CO 3 2- + H 2 O « HCO 3 – + OH –
K G (I) = / × ( / ) = K W / K D (II) ,
ibig sabihin, ang expression para sa hydrolysis constant para sa unang yugto ay kasama ang pangalawang dissociation constant sa denominator, at para sa pangalawang yugto ng hydrolysis
HCO 3 – + H 2 O « H 2 CO 3 + OH –
K G (II) = / × ( / ) = K W / K D (I)
K D (I) = 4×10 -7 K D (II) = 2.5×10 -8
K G (II) = 5.6×10 -11 K G (I) = 1.8×10 -4
Kaya, KG(I) >> KG(II), isang pare-pareho, at, dahil dito, ang antas ng unang yugto ng hydrolysis ay mas malaki kaysa sa mga kasunod.
Degree ng hydrolysis ay isang halaga na katulad ng antas ng dissociation. Ang relasyon sa pagitan ng antas at pare-pareho ng hydrolysis ay katulad ng para sa antas at dissociation constant.
Kung sa pangkalahatan ang paunang konsentrasyon ng mahinang acid anion ay tinutukoy ng C o (mol/l), kung gayon ang C o h(mol/l) – konsentrasyon ng bahaging iyon ng A – anion na sumailalim sa hydrolysis at nabuo ang CO h(mol/l) mahina acid HA at C o h(mol/l) mga pangkat ng hydroxide.
A – + H 2 O ↔ HA + OH – ,
S o -S o h S o h S o h
pagkatapos K Г = / = С о h· Mula sa h/ (S o -S o h) = C o h 2 / (1-h).
Sa h << 1 K Г = С о h 2 h= √K D / S o.
Katulad ng batas ng pagbabanto ni Ostwald.
S o h, nakukuha natin ang:
K G = C o h· Mula sa h/ С о = 2 / С о, mula saan
= √К Г·С о.
Katulad nito, maaari itong ipakita na sa panahon ng hydrolysis sa cation
= √К Г·С о.
Kaya, ang kakayahan ng mga asin na sumailalim sa hydrolysis ay nakasalalay sa dalawang salik:
mga katangian ng mga ion na bumubuo ng asin;
panlabas na mga kadahilanan.
Paano ilipat ang balanse ng hydrolysis?
1) Nagdaragdag ng tulad ng mga ion. Dahil ang dynamic na equilibrium ay itinatag sa panahon ng nababaligtad na hydrolysis, alinsunod sa batas ng mass action, ang ekwilibriyo ay maaaring ilipat sa isang direksyon o iba pa sa pamamagitan ng pagpasok ng isang acid o base sa solusyon. Ang pagpapakilala ng acid (H + cations) ay pinipigilan ang hydrolysis ng cation, ang pagdaragdag ng alkali (OH - anion) ay pinipigilan ang hydrolysis ng anion. Ito ay kadalasang ginagamit upang mapahusay o sugpuin ang proseso ng hydrolysis.
2) Mula sa formula para sa h malinaw na yan ang pagbabanto ay nagtataguyod ng hydrolysis. Pagtaas sa antas ng hydrolysis ng sodium carbonate
Na 2 CO 3 + HON ↔ NaHCO 3 + NaOH
kapag ang diluting ang solusyon ay inilalarawan sa Fig. 20.
kanin. 20. Pagdepende sa antas ng hydrolysis ng Na 2 CO 3 sa pagbabanto sa 20°C
3) Ang pagtaas ng temperatura ay nagtataguyod ng hydrolysis. Ang dissociation constant ng tubig ay tumataas sa pagtaas ng temperatura sa mas malaking lawak kaysa sa dissociation constants ng mga produkto ng hydrolysis - mahina acids at bases, samakatuwid, kapag pinainit, ang antas ng hydrolysis ay tumataas. Madaling makarating sa konklusyon na ito sa ibang paraan: dahil ang reaksyon ng neutralisasyon ay exothermic (DH = –56 kJ/mol), ang hydrolysis, bilang kabaligtaran na proseso, ay endothermic, samakatuwid, alinsunod sa prinsipyo ng Le Chatelier, ang pag-init ay nagdudulot ng isang pagtaas ng hydrolysis. kanin. 21 ay naglalarawan ng epekto ng temperatura sa hydrolysis ng chromium (III) chloride
CrCl 3 + HOH ↔ CrOHCl 2 + HCl
kanin. 21. Pagdepende sa antas ng hydrolysis ng CrCl 3 sa temperatura
Sa chemical practice, ang cationic hydrolysis ng mga salts na nabuo sa pamamagitan ng multiply charged cation at isang single charged anion, halimbawa AlC1 3, ay napakakaraniwan. Sa mga solusyon ng mga asing-gamot na ito, ang isang hindi gaanong dissociated compound ay nabuo bilang isang resulta ng pagdaragdag ng isang hydroxide ion sa isang metal ion. Isinasaalang-alang na ang Al 3+ ion sa solusyon ay hydrated, ang unang yugto ng hydrolysis ay maaaring ipahayag ng equation
3+ + HOH ↔ 2+ + H 3 O +
Sa mga ordinaryong temperatura, ang hydrolysis ng mga salts ng multiply charged cation ay halos limitado sa yugtong ito. Kapag pinainit, ang hydrolysis ay nangyayari sa ikalawang yugto:
2+ + HOH ↔ + + H 3 O +
Kaya, ang acidic na reaksyon ng isang may tubig na solusyon ng asin ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang hydrated cation ay nawawalan ng isang proton at ang aqua group H 2 O ay na-convert sa isang hydroxo group na OH‾. Sa prosesong isinasaalang-alang, maaaring mabuo ang mas kumplikadong mga complex, halimbawa 3+, pati na rin ang mga kumplikadong ion ng uri 3- at [AlO 2 (OH) 2] 3-. Ang nilalaman ng iba't ibang mga produkto ng hydrolysis ay nakasalalay sa mga kondisyon ng reaksyon (konsentrasyon ng solusyon, temperatura, pagkakaroon ng iba pang mga sangkap). Ang tagal ng proseso ay mahalaga din, dahil ang ekwilibriyo sa panahon ng hydrolysis ng mga asing-gamot ng multiply charged na mga cation ay karaniwang dahan-dahang nakakamit.
Ang proseso ng pagbuo ng mahina na dissociated compound na may pagbabago sa hydrogen index ng medium sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng tubig at asin ay tinatawag na hydrolysis.
Ang hydrolysis ng mga salts ay nangyayari kapag ang isang water ion ay nagbubuklod upang bumuo ng matipid na natutunaw o mahinang dissociated compound dahil sa pagbabago sa dissociation equilibrium. Para sa karamihan, ang prosesong ito ay nababaligtad at pinahusay ng pagbabanto o pagtaas ng temperatura.
Upang malaman kung aling mga asin ang sumasailalim sa hydrolysis, kailangan mong malaman kung anong mga base at acid ng lakas ang ginamit sa pagbuo nito. Mayroong ilang mga uri ng kanilang mga pakikipag-ugnayan.
Pagkuha ng asin mula sa base at mahinang acid
Kasama sa mga halimbawa ang aluminum at chromium sulfide, pati na rin ang ammonium acetate at ammonium carbonate. Ang mga asing-gamot na ito, kapag natunaw sa tubig, ay bumubuo ng mga base at mahinang naghihiwalay na mga acid. Upang masubaybayan ang reversibility ng proseso, kinakailangan upang lumikha ng isang equation para sa reaksyon ng salt hydrolysis:
Ammonium acetate + tubig ↔ ammonia + acetic acid
Sa ionic form, ang proseso ay ganito ang hitsura:
CH 3 COO- + NH 4 + + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NH 4 OH.
Sa reaksyon ng hydrolysis sa itaas, ang ammonia at acetic acid ay nabuo, iyon ay, mahina ang paghihiwalay ng mga sangkap.
Ang index ng hydrogen ng mga may tubig na solusyon (pH) ay direktang nakasalalay sa kamag-anak na lakas, iyon ay, ang mga constant ng dissociation ng mga produkto ng reaksyon. Ang reaksyon sa itaas ay magiging bahagyang alkalina, dahil ang decomposition constant ng acetic acid ay mas mababa kaysa sa constant ng ammonium hydroxide, iyon ay, 1.75 ∙ 10 -5 ay mas mababa sa 6.3 ∙ 10 -5. Kung ang mga base at acid ay tinanggal mula sa solusyon, pagkatapos ay ang proseso ay nakumpleto.
Isaalang-alang ang isang halimbawa ng hindi maibabalik na hydrolysis:
Aluminum sulfate + tubig = aluminum hydroxide + hydrogen sulfide
Sa kasong ito, ang proseso ay hindi maibabalik, dahil ang isa sa mga produkto ng reaksyon ay tinanggal, iyon ay, namuo.
Hydrolysis ng mga compound na nakuha sa pamamagitan ng pagtugon sa mahinang base na may malakas na acid
Ang ganitong uri ng hydrolysis ay naglalarawan ng mga reaksyon ng decomposition ng aluminum sulfate, copper chloride o bromide, at ferric o ammonium chloride. Isaalang-alang ang reaksyon ng ferric chloride, na nangyayari sa dalawang yugto:
Unang yugto:
Ferric chloride + tubig ↔ ferric hydroxychloride + hydrochloric acid
Ang ionic equation para sa hydrolysis ng ferric chloride salts ay may anyo:
Fe 2+ + H 2 O + 2Cl - ↔ Fe(OH) + + H + + 2Cl -
Pangalawang yugto ng hydrolysis:
Fe(OH)+ + H 2 O + Cl - ↔ Fe(OH) 2 + H + + Cl -
Dahil sa kakulangan ng hydroxo group ions at ang akumulasyon ng hydrogen ions, ang hydrolysis ng FeCl 2 ay nagpapatuloy sa unang yugto. Ang isang malakas na hydrochloric acid at isang mahinang base, iron hydroxide, ay nabuo. Sa kaso ng mga naturang reaksyon, ang medium ay lumalabas na acidic.
Non-hydrolysing salts na nakukuha sa pamamagitan ng pagre-react ng malalakas na base at acids
Ang mga halimbawa ng naturang mga asin ay kinabibilangan ng calcium o sodium chlorides, potassium sulfate at rubidium bromide. Gayunpaman, ang mga sangkap na ito ay hindi hydrolyze, dahil kapag natunaw sa tubig mayroon silang neutral na kapaligiran. Ang tanging low-dissociating substance sa kasong ito ay tubig. Upang kumpirmahin ang pahayag na ito, maaari kang lumikha ng isang equation para sa hydrolysis ng mga sodium chloride salt na may pagbuo ng hydrochloric acid at sodium hydroxide:
NaCl + H 2 O ↔ NaOH + HCl
Reaksyon sa anyong ionic:
Na + + Cl - + H 2 O↔ Na + + OH - + H + + Cl -
H 2 O ↔ H + + OH -
Ang mga asin bilang isang produkto ng reaksyon ng isang malakas na alkali at isang mahinang acid
Sa kasong ito, ang hydrolysis ng mga asing-gamot ay nangyayari sa pamamagitan ng anion, na tumutugma sa isang alkaline na halaga ng pH. Kasama sa mga halimbawa ang sodium acetate, sodium sulfate at carbonate, potassium silicate at sulfate, at sodium hydrocyanic acid. Halimbawa, gumawa tayo ng mga ionic-molecular equation para sa hydrolysis ng sodium sulfide at sodium acetate salts:
Dissociation ng sodium sulfide:
Na 2 S ↔ 2Na + + S 2-
Ang unang yugto ng hydrolysis ng isang polybasic salt ay nangyayari sa cation:
Na 2 S + H 2 O ↔ NaH S + NaOH
Notasyon sa anyong ionic:
S 2- + H 2 O ↔ HS - + OH -
Ang ikalawang hakbang ay magagawa kung ang temperatura ng reaksyon ay tumaas:
HS - + H 2 O ↔ H 2 S + OH -
Isaalang-alang natin ang isa pang reaksyon ng hydrolysis gamit ang sodium acetate bilang isang halimbawa:
Sodium acetate + tubig ↔ acetic acid + caustic soda.
Sa ionic form:
CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -
Bilang resulta ng reaksyon, nabuo ang mahinang acetic acid. Sa parehong mga kaso ang mga reaksyon ay magiging alkalina.
Equilibrium ng reaksyon ayon sa prinsipyo ni Le Chatelier
Ang hydrolysis, tulad ng iba pang mga kemikal na reaksyon, ay maaaring mababalik o hindi maibabalik. Sa kaso ng mga nababaligtad na reaksyon, ang isa sa mga reagents ay hindi ganap na natupok, habang ang mga hindi maibabalik na proseso ay nangyayari sa kumpletong pagkonsumo ng sangkap. Ito ay dahil sa isang pagbabago sa equilibrium ng mga reaksyon, na batay sa mga pagbabago sa mga pisikal na katangian tulad ng presyon, temperatura at mass fraction ng mga reagents.
Ayon sa konsepto ng prinsipyo ng Le Chatelier, ang sistema ay ituturing na ekwilibriyo hanggang sa mabago ang isa o higit pang mga panlabas na kondisyon ng proseso. Halimbawa, kapag ang konsentrasyon ng isa sa mga sangkap ay bumababa, ang ekwilibriyo ng sistema ay unti-unting magsisimulang lumipat patungo sa pagbuo ng parehong reagent. Ang hydrolysis ng mga asin ay mayroon ding kakayahang sumunod sa prinsipyo ng Le Chatelier, sa tulong kung saan ang proseso ay maaaring humina o mapalakas.
Nadagdagang hydrolysis
Maaaring pahusayin ang hydrolysis hanggang sa ganap na hindi maibabalik sa maraming paraan:
- Taasan ang rate ng pagbuo ng OH - at H + ions. Upang gawin ito, ang solusyon ay pinainit, at dahil sa pagtaas ng pagsipsip ng init sa pamamagitan ng tubig, iyon ay, endothermic dissociation, ang tagapagpahiwatig na ito ay tumataas.
- Dagdagan ng tubig.
- I-convert ang isa sa mga produkto sa isang gaseous state o itali sa isang mabigat na natutunaw na substance.
Pagpigil sa hydrolysis
Ang proseso ng hydrolysis ay maaaring pigilan, pati na rin ang pagpapahusay, sa maraming paraan.
Idagdag ang isa sa mga sangkap na nabuo sa proseso sa solusyon. Halimbawa, i-alkalize ang solusyon kung ang pH ay 7, o, sa kabaligtaran, i-acidify ito, kung saan ang medium ng reaksyon ay mas mababa sa 7 sa pH.
Mutual na pagpapahusay ng hydrolysis
Ang mutual enhancement ng hydrolysis ay inilalapat kung ang sistema ay naging equilibrium. Tingnan natin ang isang partikular na halimbawa kung saan ang mga sistema sa iba't ibang mga sisidlan ay naging ekwilibriyo:
Al 3+ + H 2 O ↔ AlOH 2+ + H +
CO 3 2- + H 2 O ↔ NCO 3 - + OH -
Ang parehong mga sistema ay bahagyang hydrolyzed, samakatuwid, kung ihalo mo ang mga ito sa isa't isa, ang pagbubuklod ng mga hydroxoins at hydrogen ions ay magaganap. Bilang resulta, nakuha namin ang molecular equation para sa hydrolysis ng mga asing-gamot:
Aluminum chloride + sodium carbonate + tubig = sodium chloride + aluminum hydroxide + carbon dioxide.
Ayon sa prinsipyo ng Le Chatelier, ang ekwilibriyo ng sistema ay lilipat patungo sa mga produkto ng reaksyon, at ang hydrolysis ay magpapatuloy sa pagkumpleto sa pagbuo ng aluminum hydroxide, na namumuo. Ang ganitong pagtindi ng proseso ay posible lamang kung ang isa sa mga reaksyon ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng anion, at ang isa sa pamamagitan ng kation.
Hydrolysis sa pamamagitan ng anion
Ang hydrolysis ng mga may tubig na solusyon ng mga asin ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagsasama ng kanilang mga ions sa mga molekula ng tubig. Ang isa sa mga pamamaraan ng hydrolysis ay isinasagawa ng anion, iyon ay, ang pagdaragdag ng isang may tubig na ion H +.
Para sa karamihan, ang mga asing-gamot na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng isang malakas na hydroxide at isang mahinang acid ay napapailalim sa pamamaraang ito ng hydrolysis. Ang isang halimbawa ng anion-decomposing salts ay sodium sulfate o sulfite, pati na rin ang potassium carbonate o phosphate. Ang hydrogen index ay higit sa pito. Bilang halimbawa, tingnan natin ang dissociation ng sodium acetate:
Sa solusyon, ang tambalang ito ay nahahati sa isang cation - Na +, at isang anion - CH 3 COO -.
Ang dissociated sodium acetate cation, na nabuo ng isang malakas na base, ay hindi maaaring tumugon sa tubig.
Sa kasong ito, ang mga acid anion ay madaling tumugon sa mga molekula ng H 2 O:
CH 3 COO - + HON = CH 3 COOH + OH -
Dahil dito, ang hydrolysis ay nangyayari sa anion, at ang equation ay nasa anyo:
CH3COONa + HON = CH 3 COOH + NaOH
Kung ang mga polybasic acid ay sumasailalim sa hydrolysis, ang proseso ay nangyayari sa ilang mga yugto. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang mga naturang sangkap ay hydrolyzed sa unang yugto.
Hydrolysis sa pamamagitan ng cation
Ang cationic hydrolysis ay pangunahing nakakaapekto sa mga asing-gamot na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng isang malakas na acid at isang mahinang base. Kabilang sa mga halimbawa ang ammonium bromide, copper nitrate, at zinc chloride. Sa kasong ito, ang kapaligiran sa solusyon sa panahon ng hydrolysis ay tumutugma sa mas mababa sa pito. Isaalang-alang natin ang proseso ng hydrolysis sa pamamagitan ng cation gamit ang aluminum chloride bilang isang halimbawa:
Sa isang may tubig na solusyon, ito ay naghihiwalay sa anion - 3Cl - at ang cation - Al 3+.
Ang malakas na hydrochloric acid ions ay hindi tumutugon sa tubig.
Ang mga ions (cations) ng base, sa kabaligtaran, ay napapailalim sa hydrolysis:
Al 3+ + HOH = AlOH 2+ + H +
Sa molecular form, ang hydrolysis ng aluminum chloride ay ang mga sumusunod:
AlCl3 + H 2 O = AlOHCl + HCl
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, mas mainam na pabayaan ang hydrolysis sa ikalawa at ikatlong yugto.
Degree ng dissociation
Ang anumang reaksyon ng hydrolysis ng mga asin ay nailalarawan sa antas ng dissociation, na nagpapakita ng ratio sa pagitan ng kabuuang bilang ng mga molekula at molekula na may kakayahang lumipat sa isang ionic na estado. Ang antas ng dissociation ay nailalarawan sa pamamagitan ng ilang mga tagapagpahiwatig:
- Temperatura kung saan nangyayari ang hydrolysis.
- Konsentrasyon ng dissociated solution.
- Pinagmulan ng natutunaw na asin.
- Ang likas na katangian ng solvent mismo.
Ayon sa antas ng dissociation, ang lahat ng mga solusyon ay nahahati sa malakas at mahina na mga electrolyte, na, sa turn, ay nagpapakita ng iba't ibang antas kapag natunaw sa iba't ibang mga solvents.
Dissociation pare-pareho
Ang isang quantitative indicator ng kakayahan ng isang substance na mabulok sa mga ions ay ang dissociation constant, na tinatawag ding equilibrium constant. Sa simpleng mga termino, ang equilibrium constant ay ang ratio ng mga electrolyte na nabulok sa mga ion sa mga hindi magkakahiwalay na molekula.
Hindi tulad ng antas ng dissociation, ang parameter na ito ay hindi nakasalalay sa mga panlabas na kondisyon at ang konsentrasyon ng solusyon sa asin sa panahon ng proseso ng hydrolysis. Kapag ang mga polybasic acid ay naghiwalay, ang antas ng paghihiwalay sa bawat hakbang ay nagiging isang order ng magnitude na mas kaunti.
Tagapagpahiwatig ng mga katangian ng acid-base ng mga solusyon
Ang hydrogen index o pH ay isang sukatan para sa pagtukoy ng mga katangian ng acid-base ng isang solusyon. Ang tubig ay naghihiwalay sa mga ion sa limitadong dami at ito ay isang mahinang electrolyte. Kapag kinakalkula ang hydrogen index, ginagamit ang isang formula, na kung saan ay ang negatibong decimal logarithm ng akumulasyon ng mga hydrogen ions sa mga solusyon:
pH = -log[H + ]
- Para sa isang alkaline na kapaligiran, ang bilang na ito ay higit sa pito. Halimbawa, [H + ] = 10 -8 mol/l, pagkatapos pH = -log = 8, ibig sabihin, pH ˃ 7.
- Para sa isang acidic na kapaligiran, sa kabaligtaran, ang halaga ng pH ay dapat na mas mababa sa pito. Halimbawa, [H + ] = 10 -4 mol/l, pagkatapos pH = -log = 4, ibig sabihin, pH ˂ 7.
- Para sa isang neutral na kapaligiran, pH = 7.
Kadalasan, upang matukoy ang pH ng mga solusyon, ginagamit ang isang express na paraan gamit ang mga tagapagpahiwatig, na, depende sa pH, ay nagbabago ng kanilang kulay. Para sa mas tumpak na pagpapasiya, ginagamit ang mga ionomer at pH meter.
Mga katangian ng dami ng hydrolysis
Ang hydrolysis ng mga asin, tulad ng anumang iba pang proseso ng kemikal, ay may ilang mga katangian na ginagawang posible ang proseso. Ang pinaka makabuluhang quantitative na mga katangian ay kinabibilangan ng pare-pareho at antas ng hydrolysis. Tingnan natin ang bawat isa sa kanila.
Degree ng hydrolysis
Upang malaman kung aling mga asin ang sumasailalim sa hydrolysis at sa anong dami, ginagamit ang isang quantitative indicator - ang antas ng hydrolysis, na nagpapakilala sa pagkakumpleto ng hydrolysis. Ang antas ng hydrolysis ay ang bahagi ng isang sangkap mula sa kabuuang bilang ng mga molekula na may kakayahang mag-hydrolysis, na nakasulat bilang isang porsyento:
h = n/N∙ 100%,
kung saan ang antas ng hydrolysis ay h;
bilang ng mga particle ng asin na sumailalim sa hydrolysis - n;
ang kabuuang kabuuan ng mga molekula ng asin na nakikilahok sa reaksyon ay N.
Ang mga salik na nakakaimpluwensya sa antas ng hydrolysis ay kinabibilangan ng:
- pare-pareho ang hydrolysis;
- temperatura, na may pagtaas kung saan tumataas ang antas dahil sa pagtaas ng pakikipag-ugnayan ng mga ion;
- konsentrasyon ng asin sa solusyon.
pare-pareho ang hydrolysis
Ito ang pangalawang pinakamahalagang quantitative na katangian. Sa pangkalahatan, ang mga equation para sa hydrolysis ng mga asin ay maaaring isulat bilang:
MA + HINDI ↔ MON + NA
Ito ay sumusunod na ang equilibrium constant at ang konsentrasyon ng tubig sa parehong solusyon ay pare-pareho ang dami. Alinsunod dito, ang produkto ng dalawang tagapagpahiwatig na ito ay magiging isang pare-parehong halaga, na nangangahulugang ang hydrolysis constant. Sa pangkalahatan, ang Kg ay maaaring isulat bilang:
Kg = ([NA]∙[MON])/[MA],
kung saan ang HA ay isang acid,
MON - base.
Sa pisikal na kahulugan, ang hydrolysis constant ay naglalarawan sa kakayahan ng isang partikular na asin na sumailalim sa proseso ng hydrolysis. Ang parameter na ito ay nakasalalay sa likas na katangian ng sangkap at konsentrasyon nito.
Pinag-aaralan namin ang epekto ng isang unibersal na tagapagpahiwatig sa mga solusyon ng ilang mga asin 
Tulad ng nakikita natin, ang kapaligiran ng unang solusyon ay neutral (pH = 7), ang pangalawa ay acidic (pH< 7), третьего щелочная (рН >7). Paano natin maipapaliwanag ang gayong kawili-wiling katotohanan? 🙂
Una, tandaan natin kung ano ang pH at kung ano ang nakasalalay dito.
Ang pH ay isang hydrogen index, isang sukatan ng konsentrasyon ng mga hydrogen ions sa isang solusyon (ayon sa mga unang titik ng mga salitang Latin na potentia hydrogeni - ang lakas ng hydrogen).
Ang pH ay kinakalkula bilang negatibo decimal logarithm konsentrasyon ng mga hydrogen ions, na ipinahayag sa mga moles bawat litro:
SA malinis na tubig sa 25 °C ang mga konsentrasyon ng hydrogen ions at hydroxide ions ay pareho at may halaga na 10 -7 mol/l (pH=7).
Kapag ang mga konsentrasyon ng parehong uri ng mga ion sa isang solusyon ay pantay, ang solusyon ay neutral. Kapag ang solusyon ay acidic, at kapag ito ay alkaline.
Ano ang sanhi ng paglabag sa pagkakapantay-pantay ng mga konsentrasyon ng hydrogen ions at hydroxide ions sa ilang may tubig na solusyon ng mga asin?
Ang katotohanan ay mayroong pagbabago sa balanse ng dissociation ng tubig dahil sa pagbubuklod ng isa sa mga ions nito ( o ) sa mga ion ng asin na may pagbuo ng isang bahagyang dissociated, matipid na natutunaw o pabagu-bago ng isip na produkto. Ito ang kakanyahan ng hydrolysis.
- ito ang kemikal na pakikipag-ugnayan ng mga ion ng asin sa mga ion ng tubig, na humahantong sa pagbuo ng isang mahinang electrolyte - isang acid (o acid salt) o isang base (o pangunahing asin).
Ang salitang "hydrolysis" ay nangangahulugang agnas sa pamamagitan ng tubig ("hydro" - tubig, "lysis" - decomposition).
Depende sa kung aling salt ion ang nakikipag-ugnayan sa tubig, tatlong uri ng hydrolysis ay nakikilala:
- hydrolysis sa pamamagitan ng cation (ang cation lamang ang tumutugon sa tubig);
- hydrolysis sa pamamagitan ng anion (ang anion lamang ang tumutugon sa tubig);
- joint hydrolysis - hydrolysis sa cation at sa anion (parehong ang cation at anion ay tumutugon sa tubig).
Ang anumang asin ay maaaring ituring bilang isang produkto na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng isang base at isang acid:
Ang hydrolysis ng asin ay ang pakikipag-ugnayan ng mga ions nito sa tubig, na humahantong sa paglitaw ng isang acidic o alkaline na kapaligiran, ngunit hindi sinamahan ng pagbuo ng precipitate o gas.
Ang proseso ng hydrolysis ay nangyayari lamang sa pakikilahok nalulusaw asin at binubuo ng dalawang yugto:
1)paghihiwalay mga asin sa solusyon - hindi maibabalik reaksyon (degree ng dissociation, o 100%);
2) talaga , ibig sabihin. pakikipag-ugnayan ng mga ion ng asin sa tubig, - nababaligtad reaksyon (degree ng hydrolysis ˂ 1, o 100%)
Mga equation ng ika-1 at ika-2 yugto - ang una sa kanila ay hindi maibabalik, ang pangalawa ay mababaligtad - hindi mo maidaragdag ang mga ito!
Tandaan na ang mga asin ay nabuo sa pamamagitan ng mga kasyon alkalis at mga anion malakas Ang mga acid ay hindi sumasailalim sa hydrolysis; naghihiwalay lamang sila kapag natunaw sa tubig. Sa mga solusyon ng mga asing-gamot KCl, NaNO 3, NaSO 4 at BaI, ang daluyan neutral.
Hydrolysis sa pamamagitan ng anion
Sa kaso ng pakikipag-ugnayan mga anion dissolved salt with water ang proseso ay tinatawag hydrolysis ng asin at anion.
1) KNO 2 = K + + NO 2 - (dissociation)
2) NO 2 - + H 2 O ↔ HNO 2 + OH - (hydrolysis)
Ang dissociation ng KNO 2 salt ay ganap na nangyayari, ang hydrolysis ng NO 2 anion ay nangyayari sa isang napakaliit na lawak (para sa isang 0.1 M na solusyon - sa pamamagitan ng 0.0014%), ngunit ito ay sapat na para sa solusyon na maging alkalina(kabilang sa mga produkto ng hydrolysis mayroong isang OH - ion), naglalaman ito p H = 8.14.
Ang mga anion ay sumasailalim lamang sa hydrolysis mahina acids (sa halimbawang ito, ang nitrite ion NO 2, na tumutugma sa mahinang nitrous acid HNO 2). Ang anion ng isang mahinang acid ay umaakit sa hydrogen cation na nasa tubig at bumubuo ng isang molekula ng acid na ito, habang ang hydroxide ion ay nananatiling libre:
HINDI 2 - + H 2 O (H +, OH -) ↔ HNO 2 + OH -
Mga halimbawa:
a) NaClO = Na + + ClO -
ClO - + H 2 O ↔ HClO + OH -
b) LiCN = Li + + CN -
CN - + H 2 O ↔ HCN + OH -
c) Na 2 CO 3 = 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 — + OH —
d) K 3 PO 4 = 3K + + PO 4 3-
PO 4 3- + H 2 O ↔ HPO 4 2- + OH —
e) BaS = Ba 2+ + S 2-
S 2- + H 2 O ↔ HS — + OH —
Pakitandaan na sa mga halimbawa (c-e) hindi mo maaaring dagdagan ang bilang ng mga molekula ng tubig at sa halip na mga hydroanion (HCO 3, HPO 4, HS) isulat ang mga formula ng kaukulang mga acid (H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 S ). Ang hydrolysis ay isang reversible reaction, at hindi ito maaaring magpatuloy "hanggang sa dulo" (hanggang sa pagbuo ng acid).
Kung ang isang hindi matatag na acid bilang H 2 CO 3 ay nabuo sa isang solusyon ng asin nito NaCO 3, pagkatapos ay ang paglabas ng CO 2 gas mula sa solusyon ay masusunod (H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O). Gayunpaman, kapag ang soda ay natunaw sa tubig, ang isang transparent na solusyon ay nabuo nang walang ebolusyon ng gas, na katibayan ng hindi kumpleto ng hydrolysis ng anion na may hitsura sa solusyon ng mga carbonic acid hydranions lamang HCO 3 -.
Ang antas ng hydrolysis ng asin sa pamamagitan ng anion ay depende sa antas ng dissociation ng produkto ng hydrolysis - ang acid. Kung mas mahina ang acid, mas mataas ang antas ng hydrolysis. Halimbawa, ang mga CO 3 2-, PO 4 3- at S 2- ions ay sumasailalim sa hydrolysis sa sa mas malaking lawak kaysa sa NO 2 ion, dahil ang dissociation ng H 2 CO 3 at H 2 S sa 2nd stage, at H 3 PO 4 sa 3rd stage, ay nangyayari nang mas mababa kaysa sa dissociation ng acid HNO 2. Samakatuwid, ang mga solusyon, halimbawa, Na 2 CO 3, K 3 PO 4 at BaS ay magiging mataas ang alkalina(na madaling makita kung gaano kasabon ang soda sa pagpindot) .
Ang mga sobrang OH ions sa solusyon ay madaling matukoy sa pamamagitan ng indicator o pagsukat mga espesyal na aparato(pH metro).
Kung nasa puro solusyon mataas na anionically hydrolyzed na asin,
halimbawa, Na 2 CO 3, magdagdag ng aluminyo, pagkatapos ang huli (dahil sa amphotericity) ay tutugon sa alkali at ang paglabas ng hydrogen ay masusunod. Ito ay karagdagang ebidensya ng hydrolysis, dahil hindi namin idinagdag ang NaOH alkali sa soda solution!
Mangyaring magbayad Espesyal na atensyon sa mga asing-gamot ng mga acid ng katamtamang lakas - orthophosphoric at sulfurous. Sa unang hakbang, ang mga acid na ito ay naghihiwalay nang maayos, kaya ang kanilang mga acidic na asing-gamot ay hindi sumasailalim sa hydrolysis, at ang kapaligiran ng solusyon ng naturang mga asing-gamot ay acidic (dahil sa pagkakaroon ng isang hydrogen cation sa asin). At ang mga medium na asing-gamot ay nag-hydrolyze sa anion - ang medium ay alkalina. Kaya, ang mga hydrosulfites, hydrogen phosphate at dihydrogen phosphate ay hindi hydrolyze sa anion, ang medium ay acidic. Ang mga sulfite at phosphate ay na-hydrolyzed ng anion, ang medium ay alkaline.
Hydrolysis sa pamamagitan ng cation
Kapag ang isang dissolved salt cation ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang proseso ay tinatawag
hydrolysis ng asin sa cation
1) Ni(NO 3) 2 = Ni 2+ + 2NO 3 − (dissociation)
2) Ni 2+ + H 2 O ↔ NiOH + + H + (hydrolysis)
Ang dissociation ng Ni(NO 3) 2 salt ay ganap na nagaganap, ang hydrolysis ng Ni 2+ cation ay nangyayari sa isang napakaliit na lawak (para sa isang 0.1 M na solusyon - ng 0.001%), ngunit ito ay sapat na para sa medium na maging acidic (ang H + ion ay naroroon sa mga produktong hydrolysis ).
Tanging ang mga cation ng hindi gaanong natutunaw na basic at amphoteric hydroxides at ammonium cation ang sumasailalim sa hydrolysis NH4+. Hinahati ng metal cation ang hydroxide ion mula sa molekula ng tubig at naglalabas ng hydrogen cation H +.
Bilang resulta ng hydrolysis, ang ammonium cation ay bumubuo ng isang mahinang base - ammonia hydrate at isang hydrogen cation:
NH 4 + + H 2 O ↔ NH 3 H 2 O + H +
Pakitandaan na hindi mo maaaring taasan ang bilang ng mga molekula ng tubig at magsulat ng mga formula ng hydroxide (halimbawa, Ni(OH) 2) sa halip na mga hydroxocation (halimbawa, NiOH +). Kung ang hydroxides ay nabuo, kung gayon ang pag-ulan ay bubuo mula sa mga solusyon sa asin, na hindi sinusunod (ang mga asing-gamot na ito ay bumubuo ng mga transparent na solusyon).
Ang mga sobrang hydrogen cation ay madaling matukoy gamit ang indicator o nasusukat gamit ang mga espesyal na device. Magnesium o zinc ay idinagdag sa isang puro solusyon ng asin na malakas na na-hydrolyzed ng cation, at ang huli ay tumutugon sa acid upang maglabas ng hydrogen.
Kung ang asin ay hindi matutunaw, pagkatapos ay walang hydrolysis, dahil ang mga ions ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig.
Hydrolysistinawag
mga reaksyon
palitan
pakikipag-ugnayan
mga sangkap na may tubig na humahantong sa kanilang
pagkabulok.
Mga kakaiba
Hydrolysis ng organicmga sangkap
Isinasagawa ng mga buhay na organismo
hydrolysis ng iba't ibang organiko
mga sangkap sa panahon ng mga reaksyon sa
pakikilahok ng ENZYMES.
Halimbawa, sa panahon ng hydrolysis sa
pakikilahok ng digestive
enzymes PROTEINS ay nasira
sa AMINO ACID,
FATS - para sa GLYCEROL at
FATTY ACID,
POLYSACCHARIDES (hal.
almirol at selulusa) - sa
MONOSACHARIDES (halimbawa,
GLUCOSE), NUCLEIN
ACIDS - para libre
MGA NUCLEOTIDE.
Sa panahon ng hydrolysis ng mga taba sa
pagkakaroon ng alkalis
kumuha ng sabon; hydrolysis
taba sa presensya
ginamit na mga katalista
upang makakuha ng gliserin at
mga fatty acid. Hydrolysis
ang kahoy ay gumagawa ng ethanol, at
mga produktong hydrolysis ng peat
hanapin ang application sa
produksyon ng feed
yeast, wax, fertilizers at
atbp.
Hydrolysis ng mga organikong compound
ang mga taba ay na-hydrolyzed upang makagawa ng gliserol atmga carboxylic acid(na may NaOH - saponification).
ang starch at cellulose ay na-hydrolyzed sa
glucose:
Nababaligtad at hindi maibabalik na hydrolysis
Halos lahat ng reaksyon ng hydrolysisorganikong bagay
nababaligtad. Pero meron din
hindi maibabalik na hydrolysis.
Pangkalahatang pag-aari ng hindi maibabalik
hydrolysis - isa (mas mabuti pareho)
mula sa mga produktong hydrolysis ay dapat
maalis sa sphere ng reaksyon
bilang:
- DRAFT,
- GAS.
CaС₂ + 2Н₂О = Ca(OH)₂↓ + С₂Н₂
Sa panahon ng hydrolysis ng mga asin:
Al₄C₃ + 12 H₂O = 4 Al(OH)₃↓ + 3CH₄
Al₂S₃ + 6 H₂O = 2 Al(OH)₃↓ + 3 H₂S
CaH₂ + 2 H₂O = 2Ca(OH)₂↓ + H₂
G I D R O L I S S O L E Y
HYDROLYSIS NG ASINHydrolysis ng mga asin -
uri ng mga reaksyon
dahil sa hydrolysis
ang takbo ng mga reaksyon
pagpapalitan ng ion sa mga solusyon
(may tubig) natutunaw
mga electrolyte na asin.
Lakas ng pagmamaneho ng proseso
ay pakikipag-ugnayan
ions na may tubig, na humahantong sa
edukasyon ng mahihina
electrolyte sa ionic o
molekular na anyo
(“ion binding”).
May nababaligtad at
hindi maibabalik na hydrolysis ng mga asin.
1. Hydrolysis ng mahinang asin
acid at malakas na base
(hydrolysis sa pamamagitan ng anion).
2. Hydrolysis ng malakas na asin
acid at mahinang base
(hydrolysis sa pamamagitan ng cation).
3. Hydrolysis ng mahinang asin
acid at mahinang base
(hindi maibabalik).
Salt ng isang malakas na acid at
walang matibay na dahilan
sumasailalim sa hydrolysis.
Mga equation ng reaksyon
Hydrolysis ng isang asin ng isang mahinang acid at isang malakas na base(hydrolysis sa pamamagitan ng anion):
(Ang solusyon ay alkalina, ang reaksyon ay nagpapatuloy
nababaligtad, ang hydrolysis sa ikalawang yugto ay nagpapatuloy
hindi gaanong antas).
Hydrolysis ng isang asin ng isang malakas na acid at isang mahinang base
(hydrolysis sa pamamagitan ng cation):
(ang solusyon ay acidic, ang reaksyon ay nababaligtad,
hydrolysis sa ikalawang yugto nagpapatuloy sa bale-wala
degrees).
10.
Hydrolysis ng isang asin ng isang mahinang acid at isang mahinang base:(Ang ekwilibriyo ay inilipat patungo sa mga produkto, hydrolysis
halos ganap na tumutulo, dahil ang parehong mga produkto
ang mga reaksyon ay umalis sa reaction zone sa anyo ng isang namuo o
gas).
Ang asin ng isang malakas na acid at isang malakas na base ay hindi
sumasailalim sa hydrolysis, at ang solusyon ay neutral.
11. SODIUM CARBONATE HYDROLYSIS SCHEME
Na₂CO₃NaOH
matibay na pundasyon
H₂CO₃
mahinang asido
ALKALINE NA KAPALIGIRAN
ACIDIC SALT, hydrolysis sa pamamagitan ng
ANION
12. SCHEME PARA SA HYDROLYSIS NG COPPER (II) CHLORIDE
CuCl₂Cu(OH)₂↓
mahinang pundasyon
HCl
malakas na asido
ACIDIC MEDIUM
BASIC SALT, hydrolysis ayon sa
CATION
13. SCHEME PARA SA HYDROLYSIS NG ALUMINIUM SULPHIDE
Al₂S₃Al(OH)₃↓
mahinang pundasyon
H₂S
mahinang asido
NEUTRAL REACTION
KAPALIGIRAN
hindi maibabalik na hydrolysis
14.
TUNGKULIN NG HYDROLYSIS SA KALIKASANPagbabalik-loob crust ng lupa
Nagbibigay ng bahagyang alkaline na kapaligiran sa dagat
tubig
PAPEL NG HYDROLYSIS SA BUHAY
TAO
Hugasan
Paghuhugas ng pinggan
Paghuhugas gamit ang sabon
Mga proseso ng pagtunaw