Гидролиз солей

жүктеу 248,98 Kb.

бет	5/23
Дата	13.02.2022
өлшемі	248,98 Kb.
	#35983
түрі	Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 23

niah 02

1.2. Влияние природы ионов

на комплексообразование и гидролиз
Катионы в водном растворе существуют в виде катионных аквакомплексов, образованных за счет донорно-акцепторного взаимодействия
Мⁿ⁺ : OH₂. Аквакомплексы в свою очередь гидратированы посредством водородных связей. Чем выше заряд и меньше радиус катиона, тем сильнее его акцепторная способность и поляризация связи О–Н координированной молекулы воды. В результате возможны разрыв этой связи О–Н и превращение водородной связи –Н…ОН₂ в ковалентную с образованием иона О и гидроксоаквакомплекса [М (ОН₂)_m_-1(OH)]ⁿ^-1, например
[Zn (OH₂)₄]²⁺ + HOH [Zn (OH₂)₃OH]⁺ + O
или упрощенно Zn²⁺ + HOH ZnOH⁺ + H⁺.
Избыток ионов Н⁺ обусловливает кислую среду раствора. Этот часто встречающийся случай гидролиза характерен для двух- и трех- зарядных катионов, образующих слабые нерастворимые основания. С увеличением плотности заряда катиона возрастает константа кислотной ионизации гексааквакомплекса в ряду Mg²⁺  Al³⁺ Cr³⁺  Fe³⁺  Tl³⁺ (p соответственно 11,4, 4,95, 3,90, 2,2, 1,1) и усиливается гидролиз катиона.

Гидратация анионов осуществляется посредством водородной связи, способной переходить в ковалентную связь в результате поляризационного взаимодействия между анионом и молекулой воды.

При этом протон может оторваться от молекулы воды и присоединиться к аниону, например:
О₂СО^2–…Н–О–Н О₂СО–Н^– + ОН^–.
Чем больше плотность отрицательного заряда аниона, тем он более сильный донор электронной пары и тем легче отрывает протон от молекулы воды. Прочность водородной связи при гидратации и гидролиз возрастают в ряду оксоанионов
Cl  S  P  Si .
Не гидролизуются слабые доноры электронных пар – однозарядные анионы (Cl^–, Br^–, I^–, N , Cl ) сильных кислот. Обратимое разложение молекул воды с созданием щелочной среды характерно для электронодоноров средней силы – анионов С , P , S , S^2–, CN^–, образующих при гидролизе кислые соли и слабые кислоты.

Если при ионизации соли образуются среднеполяризующие катионы и анионы, то происходит гидролиз по катиону и аниону, например:

NH₄NO₂  N + N ,
N + N + HOH NH₃  H₂O + HNO₂ .
Характер среды в этом случае определяется соотношением констант ионизации образующихся слабых кислоты и основания (см. раздел 2.4.1). Так как , то в растворе NH₄NO₂ среда кислая (рН < 7).

Гидролиз двух- и многозарядных ионов нередко сопровождается сложными ступенчатыми процессами образования двух- и многоядерных комплексов, связующими мостиками которых могут быть О, ОН, NH₂, NO₂ и другие частицы. На первой стадии катионной полимеризации образуются двухядерные комплексы с ОН-мостиками:

МОН⁺ + М²⁺ = М₂ОН^3+,
МОН²⁺ + МОН²⁺ М₂(ОН) .
Чем выше заряд катиона металла, тем прочнее связь М–О, тем больше ослабляется связь О–Н в координированной молекуле воды и тем выше степень гидролиза. При нагревании или повышении рН раствора поликонденсация может приводить к переходу гидроксоаквакомплексов с ОН-мостиками в оксо-производные с О-мостиками вплоть до образования метагидроксидов, например, FeO(OH), AlO(OH), BiO(OH) и оксидов (SnO, PbO).

жүктеу 248,98 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 23