Norėdami suprasti, kaip vyksta druskų hidrolizė jų vandeniniuose tirpaluose, pirmiausia pateikiame šio proceso apibrėžimą.
Hidrolizės apibrėžimas ir ypatybės
Šis procesas susijęs su vandens jonų cheminiu veikimu su druskos jonais, dėl to susidaro silpna bazė (arba rūgštis), keičiasi terpės reakcija. Bet kuri druska gali būti pavaizduota kaip bazės ir rūgšties cheminės reakcijos produktas. Atsižvelgiant į jų stiprumą, yra keletas proceso eigos variantų.
Hidrolizės tipai
Chemijoje nagrinėjamos trijų tipų reakcijos tarp druskos ir vandens katijonų. Kiekvienas procesas vykdomas pasikeitus terpės pH, todėl tikimasi, kad pH reikšmei nustatyti bus naudojami skirtingų tipų indikatoriai. Pavyzdžiui, purpurinis lakmusas naudojamas rūgštinei reakcijai, fenolftaleinas – šarminei reakcijai. Išsamiau panagrinėkime kiekvieno hidrolizės varianto ypatybes. Stiprias ir silpnas bazes galima nustatyti pagal tirpumo lentelę, o rūgščių stiprumą galima nustatyti iš lentelės.
Katijonų hidrolizė
Kaip tokios druskos, apsvarstykite geležies chloridą (2). Geležies (2) hidroksidas yra silpna bazė, o druskos rūgštis yra stipri bazė. Sąveikos su vandeniu procese (hidrolizėje) susidaro bazinė druska (geležies hidroksochloridas 2), taip pat susidaro druskos rūgštis. Tirpale susidaro rūgštinė aplinka, ją galima nustatyti naudojant mėlyną lakmusą (pH mažesnis nei 7). Šiuo atveju pati hidrolizė vyksta per katijoną, nes naudojama silpna bazė.
Duokime dar vieną hidrolizės pavyzdį aprašytam atvejui. Apsvarstykite magnio chlorido druską. Magnio hidroksidas yra silpna bazė, o druskos rūgštis yra stipri bazė. Sąveikos su vandens molekulėmis procese magnio chloridas virsta bazine druska (hidroksochloridu). Magnio hidroksidas, kurio bendroji formulė yra M(OH)2, mažai tirpsta vandenyje, tačiau stipri druskos rūgštis suteikia tirpalui rūgštinę aplinką.
Anijonų hidrolizė
Kitas hidrolizės variantas būdingas druskai, kurią sudaro stipri bazė (šarmas) ir silpna rūgštis. Kaip pavyzdį šiuo atveju apsvarstykite natrio karbonatą.
Šioje druskoje yra stipri natrio bazė ir silpna anglies rūgštis. Sąveika su vandens molekulėmis vyksta formuojant rūgštinę druską - natrio bikarbonatą, tai yra, vyksta anijono hidrolizė. Be to, tirpale susidaro natrio hidroksidas, todėl tirpalas tampa šarminis.
Pateikime kitą pavyzdį šiam atvejui. Kalio sulfitas yra druska, kurią sudaro stipri bazė - kaustinis kalis, taip pat silpnassieros rūgšties. Sąveikos su vandeniu procese (hidrolizės metu) susidaro kalio hidrosulfitas (rūgšties druska) ir kalio hidroksidas (šarmas). Tirpalo aplinka bus šarminė, galite tai patvirtinti fenolftaleinu.
Visa hidrolizė
Silpnos rūgšties ir silpnos bazės druska visiškai hidrolizuojama. Pabandykime išsiaiškinti, koks jo ypatumas ir kokie produktai susidarys dėl šios cheminės reakcijos.
Išanalizuokime silpnos bazės ir silpnos rūgšties hidrolizę naudodami aliuminio sulfidą kaip pavyzdį. Šią druską sudaro aliuminio hidroksidas, kuris yra silpna bazė, taip pat silpna vandenilio sieros rūgštis. Sąveikaujant su vandeniu stebima visiška hidrolizė, dėl kurios susidaro dujinis vandenilio sulfidas, taip pat aliuminio hidroksidas nuosėdų pavidalu. Tokia sąveika vyksta ir katijone, ir anijone, todėl ši hidrolizės galimybė laikoma baigta.
Be to, magnio sulfidą galima paminėti kaip šios rūšies druskos sąveikos su vandeniu pavyzdį. Šioje druskoje yra magnio hidroksido, jos formulė yra Mg (OH) 2. Tai silpna bazė, netirpi vandenyje. Be to, magnio sulfido viduje yra hidrosulfido rūgšties, kuri yra silpna. Sąveikaujant su vandeniu, vyksta visiška hidrolizė (pagal katijoną ir anijoną), dėl kurios susidaro magnio hidroksidas nuosėdų pavidalu, o vandenilio sulfidas taip pat išsiskiria dujų pavidalu.
Jei atsižvelgsime į druskos hidrolizę, kurią sudaro stipri rūgštis ir stipripagrindu, reikia pažymėti, kad jis nenuteka. Terpė druskų, tokių kaip natrio chloridas, kalio nitratas, tirpaluose išlieka neutrali.
Išvada
Stiprios ir silpnos bazės, rūgštys, kurios sudaro druskas, turi įtakos hidrolizės rezultatui, terpės reakcijai gautame tirpale. Panašūs procesai gamtoje plačiai paplitę.
Hidrolizė yra ypač svarbi cheminei žemės plutos transformacijai. Jame yra metalų sulfidų, kurie mažai tirpsta vandenyje. Jiems hidrolizuojant susidaro vandenilio sulfidas, kuris vulkaninės veiklos metu išsiskiria į žemės paviršių.
Silikatinės uolienos pereinant prie hidroksidų sukelia laipsnišką uolienų sunaikinimą. Pavyzdžiui, toks mineralas kaip malachitas yra vario karbonatų hidrolizės produktas.
Intensyvus hidrolizės procesas vyksta ir vandenynuose. Magnio ir kalcio bikarbonatai, kuriuos perneša vanduo, turi šiek tiek šarminę aplinką. Tokiomis sąlygomis fotosintezės procesas jūrų augaluose vyksta gerai, jūriniai organizmai vystosi intensyviau.
Aliejuje yra vandens priemaišų ir kalcio bei magnio druskų. Kaitinant alyvą, jie sąveikauja su vandens garais. Hidrolizės metu susidaro vandenilio chloridas, kurio sąveika su metalu sukelia įrangos sunaikinimą.
