Ahhoz, hogy megértsük, hogyan megy végbe a sók hidrolízise vizes oldataikban, először megadjuk ennek a folyamatnak a meghatározását.
A hidrolízis meghatározása és jellemzői
Ebben a folyamatban a vízionok és sóionok kémiai reakciója zajlik, ennek eredményeként gyenge bázis (vagy sav) képződik, és a közeg reakciója megváltozik. Bármely só ábrázolható egy bázis és egy sav kémiai reakciótermékeként. Erősségüktől függően több lehetőség is van a folyamat lefolyására.
Hidrolízis típusai
A kémiában a só és a víz kationjai közötti reakciók három típusát veszik figyelembe. Minden folyamat a tápközeg pH-jának változásával történik, ezért várhatóan különböző típusú indikátorokat kell használni a pH érték meghatározásához. Például a lila lakmuszt savas reakcióhoz, a fenolftaleint lúgos reakcióhoz használják. Elemezzük részletesebben az egyes hidrolízisváltozatok jellemzőit. Az erős és gyenge bázisok az oldhatósági táblázatból, a savak erőssége pedig a táblázatból határozható meg.
Kationhidrolízis
Példaként ilyen sóra tekintsük a vas(III)-kloridot (2). A vas(2)-hidroxid gyenge bázis, míg a sósav erős bázis. A vízzel való kölcsönhatás (hidrolízis) során bázikus só (vas-hidroxoklorid 2) képződése következik be, és sósav is keletkezik. Az oldatban savas környezet jelenik meg, kék lakmusz segítségével határozható meg (pH kisebb, mint 7). Ebben az esetben maga a hidrolízis a kationon keresztül megy végbe, mivel gyenge bázist használnak.
Vegyünk még egy példát a hidrolízisre a leírt esetre. Tekintsük a magnézium-klorid sót. A magnézium-hidroxid gyenge bázis, míg a sósav erős bázis. A vízmolekulákkal való kölcsönhatás során a magnézium-klorid bázikus sóvá (hidroxoklorid) alakul. A magnézium-hidroxid, amelynek általános képlete M(OH)2, vízben nehezen oldódik, de az erős sósav savas környezetet ad az oldatnak.
Anion-hidrolízis
A következő hidrolízis lehetőség a sóra jellemző, amelyet erős bázis (lúg) és gyenge sav képez. Erre az esetre példaként vegye figyelembe a nátrium-karbonátot.
Ez a só erős nátriumbázist és gyenge szénsavat tartalmaz. A vízmolekulákkal való kölcsönhatás savas só - nátrium-hidrogén-karbonát - képződésével megy végbe, vagyis az anion hidrolízise megtörténik. Ezenkívül az oldatban nátrium-hidroxid képződik, amely lúgosítja az oldatot.
Vegyünk egy másik példát erre az esetre. A kálium-szulfit olyan só, amelyet erős bázis - maró kálium -, valamint gyenge kálium képez.kénsav. A vízzel való kölcsönhatás során (hidrolízis során) kálium-hidroszulfit (savas só) és kálium-hidroxid (lúg) képződik. Az oldat környezete lúgos lesz, ezt fenolftaleinnel erősítheti meg.
Teljes hidrolízis
Egy gyenge sav és egy gyenge bázis sója teljes hidrolízisen megy keresztül. Próbáljuk meg kideríteni, mi a sajátossága, és milyen termékek képződnek e kémiai reakció eredményeként.
Elemezzük egy gyenge bázis és egy gyenge sav hidrolízisét alumínium-szulfiddal példaként. Ezt a sót alumínium-hidroxid képezi, amely gyenge bázis, valamint gyenge kénsav. Vízzel való kölcsönhatás során teljes hidrolízis figyelhető meg, amelynek eredményeként gáznemű hidrogén-szulfid, valamint csapadék formájában alumínium-hidroxid képződik. Ilyen kölcsönhatás mind a kationban, mind az anionban előfordul, így ez a hidrolízis lehetőség teljesnek tekinthető.
A magnézium-szulfid is példaként említhető az ilyen típusú só és a víz kölcsönhatására. Ez a só magnézium-hidroxidot tartalmaz, képlete Mg (OH) 2. Gyenge bázis, vízben nem oldódik. Ezenkívül a magnézium-szulfidban hidrogén-szulfid sav is található, ami gyenge. Vízzel való kölcsönhatás során teljes hidrolízis megy végbe (kation és anion szerint), melynek eredményeként magnézium-hidroxid képződik csapadék formájában, és hidrogén-szulfid is felszabadul gáz formájában.
Ha figyelembe vesszük a só hidrolízisét, amelyet egy erős sav és egy erős sav alkotalapján meg kell jegyezni, hogy nem szivárog. A sók, például nátrium-klorid és kálium-nitrát oldatában a közeg semleges marad.
Következtetés
Erős és gyenge bázisok, sókat képező savak befolyásolják a hidrolízis eredményét, a kapott oldatban a közeg reakcióját. Hasonló folyamatok széles körben elterjedtek a természetben.
A hidrolízis különösen fontos a földkéreg kémiai átalakulásában. Fém-szulfidokat tartalmaz, amelyek vízben nehezen oldódnak. Hidrolizálódásuk során hidrogén-szulfid képződik, amely a vulkáni tevékenység során felszabadul a föld felszínére.
A szilikát kőzetek a hidroxidokká való átmenet során a kőzetek fokozatos pusztulását okozzák. Például egy ásvány, mint a malachit, a réz-karbonátok hidrolízisének terméke.
Az óceánokban is intenzív hidrolízis folyamat megy végbe. A víz által termelt magnézium- és kalcium-hidrogén-karbonátok enyhén lúgos környezettel rendelkeznek. Ilyen körülmények között a fotoszintézis folyamata a tengeri növényekben jól halad, a tengeri élőlények intenzívebben fejlődnek.
Az olajban vízszennyeződések, valamint kalcium és magnézium sói vannak. Az olaj fűtése során kölcsönhatásba lépnek a vízgőzzel. A hidrolízis során hidrogén-klorid képződik, amelynek a fémmel való kölcsönhatása a berendezés tönkremenetelét okozza.
