Практика показывает, что водные растворы средних солей могут иметь щелочную, кислую или нейтральную реакцию, хотя они не содержат ни водородных, ни гидроксидных ионов в формуле.
Объяснение этому факту можно найти во взаимодействии ионов соли с водой с образованием слабого электролита. Обменная реакция между солью и водой называется гидролизом соли.
Возможны три случая гидролиза:
1.Соль образована сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз, например, карбоната натрия протекает следующим образом:
I ступень. Na2CO3 + HOH = NaHCO3 + NaOH
CO32- + HOH = HCO3- + OH-,
II ступень. NaHCO3 + HOH = H2CO3 + NaOH
HCO3-+ HOH= H2CO3+ OH-.
При гидролизе ионы CO32- связывают ионы H+ из воды в слабый электролит HCO3-. При этом ионы Na+ не могут связать OH- в молекулы, т.к. NaOH является сильным электролитом. В растворе создается избыток OH-, поэтому раствор приобретает щелочную реакцию (pH>7).
2. Соль образована слабым основанием и сильной кислотой. Гидролиз, например, хлорида алюминия протекает по трем ступеням:
I ступень. AlCl3 + HOH = Al (OH)Cl2 +HCl
|
|
Al3+ + HOH = [Al (OH)]2+ + H+,
II ступень. Al (OH)Cl2 + HOH = Al (OH)2Cl + HCl
[Al (OH)]2+ + HOH = [Al (OH)2]+ + H+,
IIIступень практически не протекает.
При гидролизе ионы Al3+связывают ионы OH-из воды в слабый электролит [Al(OH)]2+. В растворе создается избыток H+, так как ионы Cl-не могут связать H+ в молекулы. Поэтому раствор приобретает кислую реакцию (pH<7).
3. Соль образована слабой кислотой и слабым основанием. Гидролиз, например, карбоната аммония:
(NH4)2CO3+HOH= NH4OH+ NH4HCO3
NH4+ +CO32- + HOH = NH4OH + HCO3-.
При гидролизе ионы соли одновременно связывают ионы H+и OH-из воды в слабые электролиты. Реакция раствора зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания (силы кислоты и основания).
Если константа диссоциации кислоты больше константы диссоциации основания, раствор имеет кислую реакцию (pH< 7).
Если константа диссоциации кислоты меньше константы диссоциации основания, раствор имеет щелочнуюреакцию (pH>7).
Так, реакция водного раствора (NH4)2CO3 слабощелочная, т.к. константа диссоциации NH4OHбольше константы диссоциации HCO3-.
Если соли образованы сильными кислотами и сильными основаниями, например, сульфат калия - K2SO4,такие соли гидролизу не подвергаются так как в результате реакции обмена образуются сильные кислоты и сильные основания.. Раствор будет иметь нейтральную реакцию.