Общие сведения о гидролизе
Гидролиз - это процесс взаимодействия сложного химического вещества с водой, в результате которого происходит разложение молекул данного вещества и изменение рН среды.
Классификация гидролиза:
- по веществу, который подвергается гидролизу - гидролиз органических или неорганических соединений;
- в зависимости от протекания реакции - обратимый или необратимый гидролиз (в результате образуется осадок или газ).
Помимо того, выделяют ступенчатый гидролиз, который протекает при условии наличия слабой многоосновной кислоты или основания.
Гидролиз органических соединений
Рассмотрим гидролиз некоторых органических соединений.
Сложные эфиры - соединения, у которых атом водорода в карбоксильной группе заменен углеводородным радикалом. в результате гидролиза данных соединений образуются исходные кислоты и спирт:
$\mathrm{CH_3COOC_2H_5 + H_2O \rightleftarrows CH_3COOH + C_2H_5OH}$
Под действием щелочей гидролиз ускоряется, но в этом случае он является необратимым, так как в результате образуется соль.
$\mathrm { R \! - \! COOR' + H_2O \xrightarrow{OH^-} R \! - \! COOH +R'OH}$
$\mathrm { R \! - \! COOH + NaOH \longrightarrow R \! - \! COONa +H_2O}$
Жиры.
Гидролиз (омыление) жиров под действием воды является обратимым, под действием щелочей - нет.
Рисунок 1. Гидролиз жиров. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Белки.
Рисунок 2. Гидролиз белков. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Нуклеиновые кислоты.
Рисунок 3. Гидролиз нуклеиновых кислот. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Гидролиз неорганических соединений
Гидролизу подвергаются растворимые в воде соли, которые имеют в своём составе слабый электролит.
Если соль нерастворима в воде, то гидролиз не идет.
Выделяют следующие типы гидролиза неорганических солей.
Гидролиз солей с сильным основанием и слабой кислотой ($\mathrm {Na_2CO_3, K_2SO_3, KNO_2}$ и т.д.)
Данный гидролиз протекает по аниону, так как слабый электролит (кислота) взаимодействует с катионом водорода в молекуле воды, в результате чего образуется переизбыток $\mathrm{OH^-}$ ионов - среда становится щелочной (рН > 7).
Рассмотрим на примере карбоната натрия.
$\mathrm {Na_2CO_3 \rightleftarrows 2Na^+ + CO_3^{2-}}$
$\mathrm {CO_3^{2-} + H^{+}OH^{-} \rightleftarrows HCO_3^{-} + OH^{-}}$
$\mathrm {Na_2CO_3 + HOH \rightleftarrows NaHCO_3 + NaOH}$
Гидролиз солей со слабым основанием и сильной кислотой ( $\mathrm {FeCl_3, CuBr_2, NH_4NO_3}$ и т.д.)
Данный гидролиз протекает по катиону, так как слабый электролит (основание) взаимодействует с анионом в молекуле воды, в результате чего образуется избыток $\mathrm{H^+}$ ионов - среда становится кислой (рН
Рассмотрим на примере хлорида железа (III).
$\mathrm {FeCl_3 \rightleftarrows Fe^{3+} + 3Cl^{-}}$
$\mathrm {Fe^{3+} + H^{+}OH^{-} \rightleftarrows FeOH^{2+} + H^{+}}$
$\mathrm {FeCl_3 + HOH \rightleftarrows FeOHCl_2 +HCl}$
Гидролиз со слабыми кислотой и основанием ($\mathrm{CH_3COONH_4, Al_2S_3, (NH_4)_2S}$ и т.д.)
В данном случае гидролиз идет как по аниону, так и катиону, так как соль имеет в своём составе два слабых электролита - кислоту и основание. Он является необратимым, так как гидролиз протекает до образования исходных кислоты и основания. Среда будет нейтральной, слабощелочной или слабокислой.
Рассмотрим на примере сульфида алюминия и сульфида аммония.
$\mathrm{Al_2S_3 + 6H_2O \longrightarrow 2Al(OH)_3 \downarrow + 3H_2S\uparrow}$
$\mathrm{(NH_4)_2S + 2HOH \rightleftarrows 2NH_4OH + H_2S\uparrow}$
Рисунок 4. Значения рН. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Гидролиз солей с сильными основанием и кислотой не идёт, среда будет нейтральной (рН=7).
Также выделяют ступенчатый гидролиз, который будет рассматриваться на примере сульфата меди.
Рисунок 5. Ступенчатый гидролиз сульфата меди. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Алгоритм действий
Здесь будет представлена последовательность действий для написания уравнений реакции гидролиза.
Рисунок 6. Алгоритм действий. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Индикаторы
Для быстрого определения среды в растворе используются различные индикаторы, например, лакмусовая бумага или метилоранжевый индикатор. В таблице будут представлены примеры того, как меняется цвет индикаторов в определенной среде.
Рисунок 7. Таблица. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Рисунок 8. Таблица. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
