Гидролиз солей

pH- водородный показатель,  мера концентрации ионов водорода в растворе (по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода).

Любую соль  можно рассматривать как продукт, образованный взаимодействием основания и кислоты:

Гидролиз соли – взаимодействие ее ионов с водой, приводящее к появлению кислотной или щелочной среды, но не сопровождающееся образованием осадка или газа.
Процесс гидролиза протекает только с участием растворимых солей и состоит из двух этапов:
1) диссоциация соли в растворе – необратимая реакция (степень диссоциации , или 100%);
2) собственно гидролиз, т.е. взаимодействие ионов соли с водой, — обратимая реакция (степень гидролиза  ˂  1, или 100%)
Уравнения 1-го и 2-го этапов – первый из них необратим, второй обратим – складывать нельзя!
Отметим, что соли, образованные катионами щелочей и анионами сильных кислот, гидролизу не подвергаются, они лишь диссоциируют при растворении в воде. В растворах солей KCl, NaNO₃, NaSO₄ и BaI  среда нейтральная.

В случае взаимодействия анионов растворенной соли с водой процесс называется гидролизом соли по аниону.
1) KNO₂ = K⁺ + NO₂^—          (диссоциация)
2) NO₂^— + H₂O ↔ HNO₂ + OH^—  (гидролиз)
Диссоциация соли KNO₂  протекает полностью, гидролиз аниона NO₂ – в очень малой степени (для 0,1 М раствора – на 0,0014%), но этого оказывается достаточно, чтобы раствор стал щелочным (среди продуктов гидролиза присутствует ион OH^—), в нем pH = 8,14.
Гидролизу подвергаются анионы только слабых кислот (в данном примере – нитрит-ион NO₂, отвечающий слабой азотистой кислоте HNO₂). Анион слабой кислоты притягивает к себе катион водорода, имеющийся в воде, и образует молекулу этой кислоты, а гидроксид-ион остается свободным:
NO₂^— + H₂O (H^+, OH^—) ↔ HNO₂ + OH^—
Примеры:
а)   NaClO = Na⁺ + ClO^—
ClO^— + H₂O ↔ HClO + OH^—
б)  LiCN = Li⁺ + CN^—
CN^— + H₂O ↔ HCN + OH^—
в)  Na₂CO₃ = 2Na⁺ + CO₃^2-
     CO₃^2- + H₂O ↔ HCO₃^— + OH^—
г)  K₃PO₄ = 3K⁺ + PO₄^3-
PO₄^3- + H₂O ↔ HPO₄^2- + OH^—
д)  BaS = Ba²⁺ + S^2-
S^2- + H₂O ↔ HS^— + OH^—
  Обратите внимание, что в примерах (в- д) нельзя увеличить число молекул воды и вместо гидроанионов (HCO_3, HPO_4, HS) писать формулы соответствующих кислот (H₂CO_3, H₃PO_4, H₂S). Гидролиз – обратимая реакция, и протекать «до конца» (до образования кислоты) он не может.
Если бы такая неустойчивая кислота, как H₂CO₃, образовывалась в растворе своей соли NaCO₃, то наблюдалось бы выделение из раствора газа  CO₂ (H₂CO₃  =  CO₂+ H₂O). Однако, при растворении соды в воде образуется прозрачный раствор без газовыделения, что является свидетельством неполноты  протекания гидролиза аниона с появлением в растворе только гидранионов угольной кислоты HCO₃^— .
Степень гидролиза соли по аниону зависит от степени диссоциации продукта гидролиза – кислоты. Чем слабее кислота, тем выше степень гидролиза. Например, ионы CO₃^2- , PO₄^3- и S^2- подвергаются гидролизу в большей степени, чем ион NO₂, так как диссоциация H₂CO₃ и H₂S по 2-й ступени, а H₃PO₄ по 3-тей ступени протекает значительно меньше, чем  диссоциация кислоты HNO₂. Поэтому растворы, например, Na₂CO₃, K₃PO₄ и BaS будут сильнощелочными (в чем легко убедиться по мылкости соды на ощупь).

 Избыток ионов  ОН  в  растворе  легко  обнаружить  индикатором  или  измерить  специальными приборами (рН-метрами).
Если  в  концентрированный  раствор  сильно  гидролизующейся  по  аниону  соли,
например Na₂CO₃, внести алюминий, то последний (вследствие амфотерности) прореагирует со щелочью и  будет  наблюдаться  выделение  водорода.  Это  –  дополнительное  доказательство протекания гидролиза, ведь в раствор соды  мы не добавляли щелочь NaOH!

Обратите особое внимание на соли кислот средней силы — ортофосфорной и сернистой. По первой ступени эти кислоты диссоциируют довольно хорошо, поэтому их кислые соли гидролизу не подвергаются, и среда раствора таких солей — кислая (из-за наличия катиона водорода в составе соли). А средние соли гидролизуются по аниону — среда щелочная. Итак, гидросульфиты, гидрофосфаты и дигидрофосфаты — не гидролизуются по аниону, среда кислая. Сульфиты и фосфаты — гидролизуются по аниону, среда щелочная.

В  случае  взаимодействия  катиона  растворенной  соли  с  водой  процесс  называется
гидролизом соли по катиону

1) Ni(NO₃)₂ = Ni²⁺ + 2NO₃⁻ (диссоциация)
2) Ni²⁺ + H₂O ↔ NiOH⁺ + H⁺ (гидролиз)

Диссоциация соли Ni(NO₃)₂ протекает нацело, гидролиз катиона Ni²⁺ − в очень малой степени (для 0,1М раствора − на 0,001%), но этого оказывается достаточно, чтобы среда стала кислотной (среди продуктов гидролиза присутствует ион H⁺).

Гидролизу подвергаются катионы только малорастворимых основных и амфотерных гидроксидов и катион аммония NH₄⁺. Катион металла отщепляет от молекулы воды гидроксид-ион и освобождает катион водорода H⁺.

Катион аммония в результате гидролиза образует слабое основание − гидрат аммиака и катион водорода:

NH₄⁺ + H₂O ↔ NH₃ · H₂O + H⁺

Обратите внимание, что нельзя увеличивать число молекул воды и вместо  гидроксокатионов  (например, NiOH⁺) писать  формулы  гидроксидов (например, Ni(OH)₂). Если бы гидроксиды образовались, то из растворов солей выпали бы осадки, чего не наблюдается (эти соли образуют прозрачные растворы).
Избыток  катионов водорода  легко  обнаружить  индикатором  или  измерить  специальными приборами.  В  концентрированный  раствор  сильно  гидролизующейся  по катиону соли,  вносится магний или цинк, то последние реагируют с кислотой с выделением водорода.

Если соль нерастворимая — то гидролиза нет, т.к ионы не взаимодействуют с водой.

Как гидролиз можно усилить:

Как гидролиз можно подавить: