Որպեսզի հասկանանք, թե ինչպես է ընթանում աղերի հիդրոլիզը նրանց ջրային լուծույթներում, մենք նախ տալիս ենք այս գործընթացի սահմանումը:
Հիդրոլիզի սահմանում և առանձնահատկություններ
Այս գործընթացը ներառում է ջրի իոնների քիմիական ազդեցությունը աղի իոնների հետ, որի արդյունքում ձևավորվում է թույլ հիմք (կամ թթու), և փոխվում է միջավայրի ռեակցիան։ Ցանկացած աղ կարող է ներկայացվել որպես հիմքի և թթվի քիմիական ռեակցիայի արդյունք: Կախված դրանց ուժից՝ գործընթացի ընթացքի մի քանի տարբերակներ կան։
Հիդրոլիզի տեսակները
Քիմիայում դիտարկվում են երեք տեսակի ռեակցիաներ աղի և ջրի կատիոնների միջև: Յուրաքանչյուր գործընթաց իրականացվում է միջավայրի pH-ի փոփոխությամբ, ուստի ակնկալվում է օգտագործել տարբեր տեսակի ցուցիչներ՝ pH արժեքը որոշելու համար: Օրինակ՝ մանուշակագույն լակմուսը օգտագործվում է թթվային ռեակցիայի համար, ֆենոլֆթալեինը հարմար է ալկալային ռեակցիայի համար։ Եկեք ավելի մանրամասն վերլուծենք հիդրոլիզի յուրաքանչյուր տարբերակի առանձնահատկությունները: Ուժեղ և թույլ հիմքերը կարելի է որոշել լուծելիության աղյուսակից, իսկ թթուների ուժը՝ աղյուսակից։
Կատիոնների հիդրոլիզ
Որպես նման աղի օրինակ՝ դիտարկեք երկաթի քլորիդը (2):Երկաթի(2) հիդրօքսիդը թույլ հիմք է, իսկ աղաթթունը՝ ուժեղ հիմք։ Ջրի հետ փոխազդեցության (հիդրոլիզ) գործընթացում առաջանում է հիմնական աղի (երկաթի հիդրոքսոքլորիդ 2) առաջացում, առաջանում է նաև աղաթթու։ Լուծույթում հայտնվում է թթվային միջավայր, այն կարելի է որոշել կապույտ լակմուսի միջոցով (7-ից պակաս pH): Այս դեպքում հիդրոլիզն ինքնին ընթանում է կատիոնի միջով, քանի որ օգտագործվում է թույլ հիմք։
Նկարագրված դեպքի համար բերենք հիդրոլիզի ևս մեկ օրինակ։ Դիտարկենք մագնեզիումի քլորիդ աղը: Մագնեզիումի հիդրօքսիդը թույլ հիմք է, մինչդեռ աղաթթուն ուժեղ հիմք է: Ջրի մոլեկուլների հետ փոխազդեցության գործընթացում մագնեզիումի քլորիդը վերածվում է հիմնական աղի (հիդրոքսոքլորիդ)։ Մագնեզիումի հիդրօքսիդը, որի ընդհանուր բանաձևը M(OH)2 է, քիչ է լուծվում ջրում, սակայն ուժեղ աղաթթուն լուծումը տալիս է թթվային միջավայր::
Անիոնային հիդրոլիզ
Հիդրոլիզի հաջորդ տարբերակը բնորոշ է աղին, որն առաջանում է ուժեղ հիմքով (ալկալի) և թույլ թթվով։ Որպես օրինակ այս դեպքի համար, հաշվի առեք նատրիումի կարբոնատը:
Այս աղը պարունակում է ուժեղ նատրիումի հիմք և թույլ կարբոնաթթու: Ջրի մոլեկուլների հետ փոխազդեցությունն ընթանում է թթվային աղի՝ նատրիումի բիկարբոնատի ձևավորմամբ, այսինքն՝ տեղի է ունենում անիոնի հիդրոլիզ։ Բացի այդ, լուծույթում առաջանում է նատրիումի հիդրօքսիդ, որը լուծույթը դարձնում է ալկալային։
Այս դեպքի համար բերենք ևս մեկ օրինակ. Կալիումի սուլֆիտը աղ է, որը ձևավորվում է ամուր հիմքով` կաուստիկ կալիումով, ինչպես նաև թույլծծմբական թթու. Ջրի հետ փոխազդեցության գործընթացում (հիդրոլիզի ժամանակ) առաջանում է կալիումի հիդրոսուլֆիտի (թթվային աղ) և կալիումի հիդրօքսիդի (ալկալի) ձևավորում։ Լուծույթի միջավայրը կլինի ալկալային, կարող եք դա հաստատել ֆենոլֆթալեինով։
Ընդհանուր հիդրոլիզ
Թույլ թթվի և թույլ հիմքի աղը ենթարկվում է ամբողջական հիդրոլիզի։ Փորձենք պարզել, թե որն է դրա յուրահատկությունը, և ինչ մթերքներ կառաջանան այս քիմիական ռեակցիայի արդյունքում։
Եկեք վերլուծենք թույլ հիմքի և թույլ թթվի հիդրոլիզը՝ օգտագործելով ալյումինի սուլֆիդը որպես օրինակ։ Այս աղը առաջանում է ալյումինի հիդրօքսիդից, որը թույլ հիմք է, ինչպես նաև թույլ ծծմբաթթու։ Ջրի հետ փոխազդեցության ժամանակ նկատվում է ամբողջական հիդրոլիզ, որի արդյունքում առաջանում է գազային ջրածնի սուլֆիդ, ինչպես նաև ալյումինի հիդրօքսիդ՝ նստվածքի տեսքով։ Նման փոխազդեցությունը տեղի է ունենում ինչպես կատիոնում, այնպես էլ անիոնում, ուստի հիդրոլիզի այս տարբերակը համարվում է ամբողջական։
Նաև մագնեզիումի սուլֆիդը կարելի է բերել որպես այս տեսակի աղի ջրի հետ փոխազդեցության օրինակ։ Այս աղը պարունակում է մագնեզիումի հիդրօքսիդ, դրա բանաձևը Mg (OH) 2 է: Թույլ հիմք է, ջրում չլուծվող։ Բացի այդ, մագնեզիումի սուլֆիդի ներսում կա հիդրոսուլֆիդային թթու, որը թույլ է։ Ջրի հետ փոխազդելիս տեղի է ունենում ամբողջական հիդրոլիզ (ըստ կատիոնի և անիոնի), որի արդյունքում մագնեզիումի հիդրօքսիդը ձևավորվում է նստվածքի տեսքով, իսկ ջրածնի սուլֆիդը նույնպես արտազատվում է գազի տեսքով։.
Եթե նկատի ունենանք աղի հիդրոլիզը, որն առաջանում է ուժեղ թթվից և ուժեղ թթվից.հիմքով, հարկ է նշել, որ այն չի արտահոսում: Աղերի լուծույթներում, ինչպիսիք են նատրիումի քլորիդը, կալիումի նիտրատը, միջավայրը մնում է չեզոք:
Եզրակացություն
Ուժեղ և թույլ հիմքերը, աղեր առաջացնող թթուները ազդում են հիդրոլիզի արդյունքի, ստացված լուծույթում միջավայրի ռեակցիայի վրա։ Նմանատիպ գործընթացները լայնորեն տարածված են բնության մեջ։
Հիդրոլիզը առանձնահատուկ նշանակություն ունի երկրակեղևի քիմիական փոխակերպման գործում: Այն պարունակում է մետաղների սուլֆիդներ, որոնք քիչ են լուծվում ջրում։ Երբ դրանք հիդրոլիզվում են, ձևավորվում է ջրածնի սուլֆիդ, որը հրաբխային ակտիվության գործընթացում արտազատվում է երկրի մակերևույթ:
Սիլիկատային ապարները հիդրօքսիդներին անցնելիս առաջացնում են ապարների աստիճանական ոչնչացում: Օրինակ, այնպիսի միներալ, ինչպիսին մալաքիտն է, պղնձի կարբոնատների հիդրոլիզի արդյունք է:
Հիդրոլիզի ինտենսիվ գործընթաց տեղի է ունենում նաև օվկիանոսներում։ Մագնեզիումի և կալցիումի բիկարբոնատները, որոնք իրականացվում են ջրի միջոցով, ունեն մի փոքր ալկալային միջավայր։ Նման պայմաններում ծովային բույսերում ֆոտոսինթեզի գործընթացը լավ է ընթանում, ծովային օրգանիզմներն ավելի ինտենսիվ են զարգանում։
Յուղում կան ջրի կեղտեր և կալցիումի և մագնեզիումի աղեր։ Յուղը տաքացնելու գործընթացում փոխազդում են ջրային գոլորշու հետ։ Հիդրոլիզի ժամանակ առաջանում է ջրածնի քլորիդ, որի փոխազդեցությունը մետաղի հետ առաջացնում է սարքավորումների ոչնչացում։
