Гидролиз солей

 

технолог литейного производства

Гидролиз солей это

Гидролиз солей -это  реакция обменного разложения между водой и различными соединениями.

Гидролиз — это процесс разложения молекул под воздействием молекул воды. Соли подвергаются гидролизу. В результате этого процесса образуются исходные вещества — кислота и основание. Если исходные компоненты растворимы в воде, то гидролиз является обратимым процессом и продукты сложно зафиксировать. Поэтому гидролиз возможен только для тех солей, в состав которых входит слабое соединение. В этом случае образуется осадок, газ или вода, выпадающие из общей реакции. Процесс диссоциации хлорида натрия — это пример гидролиза

Помимо гидролиза, имеется процесс диссоциации. В основном, это первый этап гидролиза — разложение молекулы при взаимодействии с водой. Если в результате этого образуются новые химические соединения, то происходит гидролиз. Эти процессы могут происходить одновременно и конкурировать друг с другом, или же один из них будет преобладать

Константа гидролиза солей — это числовое значение, которое показывает, насколько сильно соль подвергается гидролизу в растворе. Она зависит от растворимости соли и присутствия в растворе сильного и слабого ионов. Константа гидролиза обозначается как Kr и может быть вычислена по формуле: К = [К+][А–]/[КА], где [К+] и [А–] — концентрации катионов и анионов, а [КА] — концентрация недиссоциированных молекул соли. Эти данные можно найти в таблицах, но также можно вычислить экспериментально

Максимальное значение константы гидролиза равно 1. Чем ближе значение константы к этой цифре, тем выше степень гидролиза молекулы. Константа зависит от нескольких параметров: температуры раствора, растворимости соли и продолжительности процесса. Однако она не зависит от концентрации соли и объема реакционной среды. У одного и того же вещества может быть разное значение константы гидролиза, если у него есть несколько атомов катиона или аниона

В данном примере, Na3PO4 постепенно распадается на ионы Na, а затем образует новые молекулы Na2PO4 и NaPO4. Процесс наиболее активен на первой стадии и меньше на второй. Третья стадия практически не происходит

гидролиз солей

Изображение взято из открытого источника яндекс. картинки

Какие бывают соли по характеру гидролиза, основные типы

Существуют различные типы гидролиза солей, которые зависят от характера ионов, входящих в состав соли. Наиболее распространенными типами гидролиза являются:
• кислотный гидролиз, при котором ионы кислоты образуются из катиона соли и воды;
• щелочной гидролиз, при котором ионы щелочи образуются из аниона соли и воды;
• амфотерный гидролиз, при котором ионы кислоты и щелочи образуются одновременно из катиона и аниона соли и воды

 Гидролиз солей,  обратимый и необратимый 

Гидролиз солей классифицируют в зависимости от характера протекания реакции:

Обратимый гидролиз — это процесс, который может протекать как в прямом, так и в обратном направлении. В нем участвует только малая часть частиц исходного вещества, а характер реакции зависит от состава соли. Необратимый гидролиз — это процесс, который протекает в основном в прямом направлении. В нем участвуют почти все частицы исходного вещества, и процесс сопровождается выделением газа или выпадением осадка

Гидролиз солей, влияние различных факторов на протекание гидролиза

Несколько факторов влияют на процесс гидролиза солей:
— температура;
— концентрация соли;
— добавление кислоты или щелочи в реакционную смесь.
Гидролиз является эндотермической реакцией, поэтому повышение температуры раствора ускоряет процесс. Например, при нагревании изменяется степень гидролиза

Соли сильной кислоты и сильного  основания не гидролизуются (например NaCl).

1-й случай. Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания заключается в захвате протонов от молекул  воды ионами кислотного остатка:

Na2CO3+H2O=NaHCO3+NaOH

CO2-3+H2O=HCO3+OH

Раствор имеет щелочную реакцию.

2-й случай. Гидролиз соли сильной кислоты и слабого основания заключается в захвате ионов гидроксила от молекул воды ионами металла:

CuCl2+H2O=CuClOH+HCl

Cu2++H2O=CuOH++H+

Раствор имеет кислую реакцию.

3-й случай. Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания:

Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S

Гидролиз соли практически  протекает полностью.

Реакция раствора может быть кислой, щелочной или нейтральной в зависимости от степени диссоциации основания и кислоты.

 

 гидролиз солей

Изображение взято из открытого источника яндекс.картинки

 

Соли, применяемые для охлаждения

сольВода-соль

(температура воды 13ᴼС)

Снег-соль

 

На 100 вес. ч воды взять соли(в вес.ч.)Температура (в ᴼС)На 100 вес. ч снега берут соли(в вес.ч.)Температура (в ᴼС)
KNaO3163.013-2.9
KCl300.630-11.1
NH4Cl30-5.125-15.8
NH4NO360-13.645-17.3
NaNO375-5.350-17.3
NaCl3610.133-41.2
CaCl3.6H2O250-12.482-22.0
125-40.0
143-55.0

 

 

технолог литейного производства

Охлаждающие смеси

Состав смеси (в вес. ч)Температура (в ᴼс)
H2O-16;NH4Cl-5;KNO3-5-12
HCl-9;Na2SO4*10H2O-8-18
H2O-1.Na2CO3-1;NH4NO3-1-22
HNO3-4;NaPO3*10H2O-9-25
Лед-5;NaCl-2;NH4Cl-1-25
HNO3-1;NH4NO3-5;Na2SO4-5-40

 

Более низкие температуры можно получить при смешивании твердой двуокиси CO2 с этиловым спиртом, эфиром или ацетоном. Как правило, при составлении смеси твердые вещества следует  применять в измельченном виде, а смесь их хорошо перемешивать. Сосуды со смесью  необходимо обвертывать теплоизолирующим материалом.

 

Законы гидролиз солей (Фарадей,1833-1834 гг.)

  1. Количество вещества, выделяющегося на электродах, прямо пропорционально количеству электричества, проходящего через электролит.
  2. Количества различных веществ, выделяющихся одним и тем же количеством электричества, пропорциональны их  химическим эквивалентам.

Примеры электролиза

1.Электролиз водного раствора хлорной меди CuCl2

CuCl2                  Cu2++2Cl

H2O            H+OH

 

Cu2++2e          Cu ↓                                     2Cl2e→Cl2

2.Электролиз водного раствора сульфата натрия Na2SO4:

2Na2SO4           4Na++2SO2-4

4H2O          4H+ 4OH

 

 

4H++4e →4H→2H2↑                            4OH-4e →4OH→2H2O+O2

3.Электролиз раствора медного купороса CuSO4*5H2O;

CuSO4         Cu3++SO2-4

H2O           H+OH

 

Cu2++2e→Cu↓                                          Cuo-2e→Cu2+

Образование медного покрытия       «Растворение анода»

Добавления электролита на время процесса не требуется.

4.Электролиз расплава хлористого натрия NasCl:

2NaCl         2Na++2Cl

 

2Na++2e→2Na                                            2Cl2e→Cl2

5.Процессы, происходящие при гальваническом никелировании:

NiSO4        Ni2++SO2-4

 

Ni2++2e→Ni                                                 Ni-2e→Ni2+

В итоге происходит непрерывное «растворение анода».

Гидролиз можно снизить, применяя следующие методы:
1) повысить содержание растворенного вещества;
2) охладить раствор (для уменьшения гидролиза солей рекомендуется хранить их в концентрированном виде и при низких температурах);
3) добавить в раствор один из продуктов гидролиза, например, подкислить раствор, если он станет кислотным в результате гидролиза, или щелочить, если он станет щелочным

 

технолог литейного производства