Ступенчатый гидролиз

Ранее мы рассмотрели гидролиз солей, образованных одноосновными кислотами и однокислотными основания­ми. Продуктами гидролиза таких солей являются кисло­ты и основания.

Если соль образована слабой многоосновной кислотой или слабым многокислотным основанием, то гидролиз данной соли может протекать ступенчато. Число ступеней гидролиза зависит от основности слабой кислоты и кис­лотности слабого основания.

Рассмотрим гидролиз соли, образованной слабой многоос­новной кислотой и сильным основанием. В водном растворе этих солей на первой ступени гидролиза образуется кислая соль вместо кислоты и сильное основание. Ступенчато гидролизуются соли K₂SiO₃, Na₂SO₃, Na₂S, Na₃PO₄ и др. Например, гидролиз Na₂CO₃ может быть изображен в виде уравнений.

Первая ступень: Na₂CO₃ + Н₂О ↔ NaHCO₃ + NaOH;

CO₃^2- + H2O ↔ НCO^-₃ + OH^-.

Продуктами первой ступени гидролиза является кислая соль гидрокарбонат натрия NaHCO₃ и гидроксид натрия NaOH.

Вторая ступень: NaHCO₃ + Н₂О ↔ Н₂СО₃ + NaOH;

HCO^-₃ + Н₂О ↔ Н₂СО₃ + ОН^-.

Продуктами второй ступени гидролиза карбоната на­трия Na₂CO₃ являются гидроксид натрия и слабая уголь­ная кислота Н₂СО₃. Гидролиз по второй ступени протека­ет в значительно меньшей степени, чем по первой ступе­ни. Среда раствора соли карбоната натрия Na₂CO₃ - ще­лочная (рН > 7), так как в растворе увеличивается концен­трация гидроксид-ионов ОН^-.

Гидролиз солей трехосновных слабых кислот протека­ет по трем ступеням. В качестве примера приведем урав­нения гидролиза фосфата натрия.

Первая ступень: Na₃РО₄ + Н₂О ↔ Na₂НРО₄ + NaOH;

РО₄^3- + Н₂О ↔ НРО₄^2- + NaOH.

Вторая ступень: Na₂НРО₄ + Н₂О ↔ NaH₂PO₄ + NaOH;

НРО₄^2- + Н₂О ↔ H₂PO^-₄ + ОН^-.

Третья ступень: NaH₂PO₄ + Н₂О ↔ Н₃РО₄ + NaOH;

Н₂РО^-₄ + Н₂О ↔ Н₃РО₄ + ОН^-.

Гидролиз по первой ступени происходит в значительно большей степени, чем по второй. По третьей ступени гид­ролиз фосфата натрия практически не идет.

Рассмотрим гидролиз соли, образованной слабым мно­гокислотным основанием и сильной кислотой. В водных растворах таких солей на первой ступени образуется ос­новная соль вместо основания и сильная кислота. Ступен­чатому гидролизу подвергаются соли: MgSO₄, FeCl₃, FeCl₂, ZnCl₂ и др. Например, гидролиз хлорида цинка ZnCl₂ протекает по двум ступеням.

Первая ступень: ZnCl₂+ H₂О ↔ ZnOHCl + HC1;

Zn²⁺ + Н₂О ↔ (ZnOH)⁺ + Н⁺.

Вторая ступень: ZnOHCl+ H₂O ↔ Zn(OH) ₂ + HC1;

(ZnOH)⁺ + Н₂О ↔ Zn(OH)₂ + H⁺.

Гидролиз соли идет по катиону, так как соль образова­на слабым основанием Zn(OH)₂ и сильной кислотой НСl. Катионы цинка Zn²⁺ связывают гидроксид-ионы ОН^- во­ды. На первой ступени образуется основная соль ZnOHCl и сильная кислота НСl. На второй ступени образуется сла­бое основание Zn(OH)₂ и тоже сильная хлороводородная кислота. Гидролиз по первой ступени протекает значи­тельно больше, чем по второй. В растворе увеличивается концентрация ионов водорода Н⁺ и реакция среды будет кислая (рН <7).