2010-01-22

1

Chemia XIV

HYDROLIZA

Hydrolizą to

- reakcja

związku chemicznego z wodą,

-

szczególnym rodzajem reakcji hydrolizy jest

odwracalny proces hydrolizy soli.
Proces taki występuje w czasie rozpuszczania
soli w wodzie.
Produktami reakcji hydrolizy są kwas i zasada.

2010-01-22

2

• W przypadku reakcji hydrolizy soli

pochodzącej od kwasu 1-wodorowego (HA)
i 1-wodorotlenowej zasady (MeOH),

• reakcję hydrolizy można zapisać

schematycznie.

Me

+

+ A

-

+ H

2

O <=> MeOH + HA

• Reakcją odwrotną do reakcji hydrolizy jest

reakcja

zobojętnienia.

Solami nie ulegające reakcji

hydrolizy

• Solami, które nie ulegają reakcji

hydrolizy są sole mocnych kwasów i
mocnych zasad (NaCl, KNO

3

,

K

2

SO

4

,...).

• Mocne kwasy – HCl, HNO

3,

H

2

SO

4,

• Mocne zasady NaOh, KOH, Ca(OH)

2

2010-01-22

3

Hydrolizują sole - 1

• sole słabych jednoprotonowych kwasów i mocnych

jednowodorotlenowych zasad (CH

3

COOK, NaCN) -

odczyn

zasadowy

.

Przebieg procesu hydrolizy dla CH

3

COOK

przedstawia równanie.

• CH

3

COO

-

+ K

+

+ H

2

O <=> CH

3

COOH + K

+

+ OH

-

• Z równania widzimy, że jon potasowy nie

uczestniczy w równowadze kwasowo-zasadowej,

dlatego powyższe równanie możemy zapisać w
postaci CH

3

COO

-

+ H

2

O <=> CH

3

COOH + OH

-

• Ten stan równowagi nazywany jest reakcją

hydrolizy anionowej (

zasadowej

)

2

• sole mocnych jednoprotonowych kwasów i

słabych jednowodorotlenowych zasad

(NH

4

NO

3

) - odczyn

kwasowy

• NH

4

+

+ H

2

O <=> NH

3

+ H

3

O

+

• Jon NO

3

-

nie uczestniczy w równowadze

kwasowo-

zasadowej. Ten stan równowagi

nazywany jest

reakcją hydrolizy kationowej

(kwasowej)

2010-01-22

4

3

• sole słabych jednoprotonowych kwasów i słabych

jednowodorotlenowych zasad.

• Np. HCOONH

4

-

odczyn może być obojętny,

kwasowy

lub

zasadowy

, zależnie od wartości

stałych dysocjacji odpowiednich kwasów i zasad

• sole słabych dwuprotonowych kwasów i mocnych

jednowodorotlenowych zasad

– np. K

2

S - odczyn

zasadowy

• sole trójprotonowych kwasów i mocnych

jednowodorotlenowych zasad

–

• np. Na

3

PO

4

- odczyn

zasadowy

, Na

2

HPO

4

- odczyn

zasadowy

, NaH

2

PO

4

- odczyn

kwaśny

Hydroliza soli mocnych kwasów i

słabych zasad (przykłady)

• Hydrolizę soli mocnego kwasu i słabej

zasady można opisać reakcją dysocjacji

(wszystkie sole rozpuszczone w wodzie są

całkowicie zdysocjowane):

M

m

A

n

mM

n+

+ nA

m-

• oraz reakcją kationu z cząsteczkami wody:

•

M

n+

+ H

2

O

MOH

(n-1)+

+ H

+

2010-01-22

5

Reakcja jest reakcją równowagową i

można jej przypisać stałą równowagi

K:

Przyjmując, że stężenie wody [H

2

O]

jest praktycznie stałe i oznaczając iloczyn

K x [H

2

O] stałą hydrolizy K

h

możemy

równanie zapisać w postaci:

2010-01-22

6

Jeśli pomnożymy mianownik i licznik

przez [OH

-

] to otrzymamy wyrażenie:

Ponieważ iloczyn: K

w

= [H

+

][OH

-

]

jest iloczynem jonowym wody,

a wyrażenie

jest stałą dysocjacji słabej zasady
mamy po podstawieniu do równania

2010-01-22

7

Hydroliza chlorku amonu

NH

4

Cl + H

2

O

NH

4

+

+ Cl

-

+ H

+

+ OH

-

NH

4

+

+ H

2

O

NH

4

OH + H

+

NH

4

Cl + H

2

O

NH

4

OH + H

+

+ Cl

-

K

h

= K

H2O

/ K

NH4OH

= 10-14 / K

NH4OH

Stopień hydrolizy

Przykład - hydroliza CH

3

COONa

Równanie reakcji hydrolizy .

• CH

3

COO

-

+ HOH <=> CH

3

COOH + OH

-

Z równania hydrolizy wynika, że z każdego jonu

octanowego CH

3

COO

-

powstaje jedna cząsteczka

kwasu octowego i jeden jon wodorotlenowy

• [CH

3

COOH] = [OH

-

]

przy zaniedbaniu jonów OH

-

pochodzących z dysocjacji H

2

O.

Jeżeli stężenie soli CH

3

COONa oznaczymy przez c,

stopień hydrolizy przez

h

, to stężenie

zhydrolizowanych cząsteczek wyraża równanie.

[CH

3

COOH] = [OH

-

] =

h

* c

2010-01-22

8

Stężenie jonów wodorowych (pH)

Jeżeli stopień hydrolizy

h

< 1,

to nie popełniając

dużego błędu

można przyjąć, że stężenie jonów

octanowych [CH

3

COO

-

] jest bliskie stężeniu c.

Zatem równanie na stałą hydrolizy K

h

:

K

h

= [OH

-

]

2

/c

• podstawiając w miejsce [OH

-

] zależność

• [OH

-

] = K

H2O

/ [H

3

O

+

]

• oraz uwzględniając, że K

h

= K

H2O

/ K

HA

• otrzymamy K

H2O

/K

HA

= K

2

H2O

/[H

3

O

+

]

2

*c

[H

3

O

+

]

2 =

K

H2O

* K

HA

/c