Количественные характеристики процесса гидролиза

1. Степень гидролиза h (%, доли единицы).

2. Константа гидролиза (К_г).

Обратимые реакции гидролиза, как и прочие обратимые процессы, подчиняются закону действующих масс, следовательно, для любого обратимого случая (типа) гидролиза можно записать выражение константы равновесия.

Так, для реакции гидролиза NH₄C1 + Н₂О  <=> NH₄OH + HC1 или

NH₄⁺ + Н₂О <=> NH₄OH + Н⁺

К_равн= , т.к. [Н₂О] = const, то К_равн. • [Н₂О] = К_г 

Тогда К _г=      

 Расчет констант гидролиза проводится по уравнениям, представленным в табл.1.

Степень гидролиза h _г - это отношение концентрации соли, подвергшейся гидролизу С_соли, к общей концентрации соли С_общ.: 

h _г = %

Связь количественных характеристик процесса гидролиза K_г и h_г, а также расчет рН растворов солей, подвергающихся гидролизу   представлены в табл.1.

                                                                                                       

 

 

 Таблица 1.

Уравнения для расчета K_г; h_г и рН растворов солей, подвергающихся гидролизу

Тип                Константа           Степень

 гидролиза          гидролиза         гидролиза h_г         рН растворов

 По аниону                                                      7+ '/₂ рK^а.+ '/₂ lgC_соли

 По катиону                                                 7 - '/₂ рK^в - '/₂ lgC_соли

По катиону

 и аниону                                                7+'/₂  рK^а.- '/₂  р К^в_.

К_w – ионное произведение воды = 10^-14 (при 22 ^◦С);

К^а – константа диссоциации кислоты;

С – молярная концентрация соли;

рК^а – силовой показатель кислоты;

К^в – константа диссоциации основания;

рК^в – силовой показатель основания.

Факторы,  влияющие на гидролиз:

Гидролиз – обратимый процесс, равновесие которого можно сместить под действием некоторых факторов.

1. Разбавление – усиливает гидролиз, h_г увеличивается.

2. Нагревание – усиливает гидролиз, так как гидролиз эндотермический процесс (Q<0).

3. Удаление продукта гидролиза – усиливает гидролиз, смещает равновесие вправо.

4. Добавление одного из продуктов гидролиза – подавляет гидролиз, равновесие смещается влево.

5. Чем слабее кислота или основание (чем меньше их константа диссоциации), тем сильнее протекает гидролиз.

6. Гидролиз солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием протекает сильнее всего и не зависит от концентрации.

 

Пример расчета константы гидролиза солей многоосновных кислот:

Na ₂ CO ₃

1) CO₃^2- + HOH <=> HCO₃^- + OH^-

2) HCO₃^- +HOH <=> H₂CO₃ + OH^-

К_д (НСО₃^-) = 5,6 ∙ 10^-11;   К_г =   ; К_г = 10^-14/5,6 ∙ 10^-11= 2∙ 10^-2

К_д (Н₂СО₃) = 3,5 ∙ 10^-7; К_г = 10^-14/3.5 ∙ 10^-7= 3∙ 10^-6

Сравнение констант  гидролиза 1 и 2 ступени показывает, что гидролиз почти полностью протекает по первой ступени.

Значение гидролиза

    Гидролиз в широком смысле – это реакция обменного характера между различными веществами и водой. Он широко распространен в природе:

1. Гидролиз белков, жиров, углеводов.

2. Гидролиз неорганических веществ – карбидов, галогенидов.

3. рН плазмы крови поддерживается постоянным за счет реакций гидролиза:

HCO₃^- +HOH <=> H₂CO₃ + OH^-

HP О ₄ ^2- + H₂O<=> H₂P О ₄ ^- + OH^-

4. В больших масштабах применяется гидролиз солей Na₃PO₄ и Na₂CO₃ для очистки воды и уменьшения её жесткости.

5. В результате гидролиза минералов происходит разрушение горных парод.

6. В промышленности осуществляется гидролиз древесины, хлопковой шелухи, подсолнечной лузги, соломы, в результате чего из не пищевых продуктов получают этанол, белковые дрожжи, глюкозу и т.д.

7. Гидролиз солей, содержащихся в почве, сильно влияет на ее кислотность. Целый ряд удобрений относится к солям, гидролиз их также сказывается на кислотности почвы.