Влияние различных факторов на гидролиз солей

Гидролиз соли – это обратимый процесс. При изменении концентрации веществ или температуры гидролитическое равновесие можно сместить в сторону усиления или ослабления гидролиза в соответствии с принципом Ле-Шателье. Влияние температуры на гидролиз солей объясняется тем, что с повышением температуры возрастает диссоциация воды, что способствует смещению равновесия в сторону усиления гидролиза. Это объясняется тем, что реакции нейтрализации протекают с выделением теплоты, а гидролиз солей – эндотермическая реакция. С повышением температуры равновесие реакции гидролиза смещается в сторону эндотермической реакции, в сторону усиления гидролиза.

При обычных условиях гидролиз солей практически протекает по первой стадии. Последующие стадии гидролиза протекают при изменении внешних условий.

Усиление гидролиза происходит при разбавлении раствора. Например, соль SbCl₃ образована слабым основанием Sb(OH)₃ и слабой кислотой HCl. При обычных условиях протекает первая стадия гидролиза.

1 стадия: Sb³⁺ + HOH  SbOH²⁺ + H⁺

SbCl₃ + H₂O  SbOHCl₂ + HCl

С разбавлением раствора, согласно принципу Ле-Шателье, происходит усиление гидролиза и вторая стадия гидролиза протекает с образованием осадка SbOCl

2 стадия: SbOH²⁺ + HOH  Sb(OH)₂⁺ + H⁺

SbOHCl₂ + H₂O  Sb(OH)₂Cl + HCl

SbOCl + H₂O

Поэтому при приготовлении раствора соли сурьмы для подавления гидролиза добавляют кислоту, которая смещает равновесие реакции гидролиза в сторону его подавления.

Усилению гидролиза способствует добавление веществ, которые взаимодействуют с продуктами гидролиза.

Например, соль CrCl₃ образована слабым основанием Cr(OH)₃ и сильной кислотой. Гидролиз этой соли протекает по катиону при обычных условиях по первой стадии:

1 стадия: Cr³⁺ + HOH  CrOH²⁺ + H⁺

CrCl₃ + H₂O  CrOHCl₂ + HCl

Усилению гидролиза, согласно принципу Ле-Шателье, способствует добавление веществ, которые взаимодействуют с продуктами гидролиза – ионами Н⁺. Так, при добавлении Mg к раствору соли CrCl₃ происходит взаимодействие металла с кислотой

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂

При этом концентрация Н⁺ уменьшается и равновесие реакции гидролиза смещается в сторону образования продуктов гидролиза, что создает условия для протекания последующих стадий гидролиза:

2 стадия: CrOH²⁺ + HOH  Cr(OH)₂⁺ + H⁺

CrOHCl₂ + H₂O  Cr(OH)₂Cl + HCl

3 стадия: Сr(OH)₂⁺ + HOH  Cr(OH)₃ + H⁺

Cr(OH)₂Cl + H₂O  Cr(OH)₃ + HCl

5.4. Произведение растворимости

Большинство веществ обладают малой растворимостью в воде и других растворителях. В насыщенном растворе малорастворимого электролита устанавливается гетерогенное равновесие между твердой фазой и ионами, образующимися при частичном растворении осадка.

Так, в насыщенном растворе электролита А_nB_m, находящегося в равновесии с его твердой фазой, будет протекать следующий обратимый процесс:

Этот процесс протекает на поверхности осадка. Состояние этого равновесия по закону действующих масс количественно характеризуется константой, называемой произведением растворимости (ПР):

ПР (A_nB_m)=[A^m+]ⁿ[B^n–]^m

В насыщенном растворе малорастворимого электролита произведение молярных концентраций ионов, возведенных в степени, равны их стехиометрическим коэффициентам, есть величина постоянная при данной температуре и называется произведением растворимости.

ПР зависит от природы растворителя и растворенного вещества, от температуры и не зависит от концентрации ионов в растворе.

Пример. Са₃(РО₄)₂  3Са²⁺ + 2РО₄^3–

ПР=Са²⁺³РО₄^3–²

Произведение растворимости и растворимость вещества являются характеристиками малорастворимого вещества, между этими величинами существует тесная связь.

Растворимость (S) – это максимально возможная концентрация вещества в растворе, выражается в г/л, г/100 г Н₂О.

Молярная растворимость S совпадает с молярной концентрацией насыщенного раствора, выражается в моль/л и связана с ПР:

ПР(A_nB_m)=[A^m+]ⁿ[B^n–]^m₌(nS)ⁿ•(mS)^m.

Для двухионных электролитов, например AgCl(n=1,m=1):

ПР(AgCl)=[Ag⁺][Cl^–]=S²(AgCl)

Для трехионных электролитов, например CaF₂(n=1,m=2):

ПР(CaF₂)=[Ca²⁺][F]²=S(2S)²=4S³.

Следовательно, произведение растворимости и растворимость – взаимосвязанные величины, поэтому по известной растворимости вещества можно найти значение произведения растворимости и наоборот.