Сольволіз - це обмінна взаємодія розчиненої речовини з розчинником, що приводить до зміни концентрації катіонів і аніонів розчинника. Окремий випадок сольволіза, коли в ролі розчинника виступає вода, називається гідролізом.
Якщо гідролізу піддається бінарна сполука, то він йде, як правило, незворотньо, наприклад:
PCl5 + 4H2O = 5HCl + H3PO4 і далі - протоліз продуктів: HCl + H2O = Сl? + H3O+, p < 7 H3PO4 + H2O > H2PO4? + H3O+, p < 7
Отже, спостерігається ріст концентрації катіонів оксонію H3O+ з одночасним зменшенням концентрації OH?. Інший приклад:
Li3N + 4H2O = 3LiOH + NH3 . H2O LiOH = Li+ + OH? , p > 7 NH3 . H2O + H2O > NH4+ + OH? + H2O, p > 7
Тут теж у наявності зміна концентрації катіонів і аніонів води.
Гідроліз солей (сполук з іонними кристалічними ґратами) найчастіше йде оборотне і може бути розглянутий схематично в такий спосіб: спочатку при розчиненні солей у воді нацело йде дисоціація на катіони й аніони. Наприклад, у випадку фториду калію:
KF = K+ + F?,
а потім - гідратація іонів. Після цього той з гідратованих іонів, що є протолітом, вступає в протолітичну реакцію з водою. Катіон калію - непротолит, а фторид-іон поводиться як слабка основа:
F? + H2O > HF + OH?, рН > 7
Рівновага в цьому випадку описується константою основності KO, яку можна розрахувати, знаючи константу кислотності відповідної сполученої пари HF/F? по формулі:
KO = KB / KK
Інший приклад - гідроліз хлориду алюмінію, що при дисоціації у водяному розчині дає гідратування катіон алюмінію і хлорид-іон. Хлорид-іон - непротоліт, а гідратований катіон алюмінію Al3+ . H2O у водяному розчині виявляє властивості слабкої кислоти:
Al3+ . H2O + H2O > AlOH2+ + H3O+, p < 7
Рівновага в такій системі описується константою кислотності KK сполученої пари Al3+ . H2O / AlOH2+.
Примітка. Для аквакатіону алюмінію тут дана спрощена формула; у дійсності гідратований катіон алюмінію відповідає сполуці аквакомплексу [Al(H2O)6]3+.
Серед розповсюджених аніонів не є протолітами Cl?, Br?, I?, NO3?, Cl4?, SO42?, Cl3?, Mn4? і деякі інші. Серед гідратованих катіонів металів не є протолітами Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Tl+ і деякі інші.
Якщо іон у розчині може виявляти властивості і кислоти і основи, тобто є амфолітом, переважає той процес, для якого значення константи, що описує стан рівноваги (KK чи KO), вище.
Значення констант кислотності для найбільш розповсюджених сполучених пар Кислота/Основа.
Протолітична рівновага при гідролізі солей може бути зміщене чи вправо вліво при зміні температури, розведенні (чи концентруванні) розчину, а також під дією надлишкової концентрації іонів, однойменних з тими, котрі виходять як середовище протолізу.
Отже, гідроліз солей - це хімічна взаємодія іонів солі з іонами води, що приводить до утворення слабкого електроліту.
Якщо розглядати сіль як продукт нейтралізації основи кислотою, то можна розділити солі на чотири групи, для кожної з який гідроліз буде протікати по-своєму.
Сіль, утворена сильною основою і сильною кислотою (KBr, NaCl, NaNO3), гідролізу піддаватися не буде, тому що в цьому випадку слабкий електроліт не утвориться. Реакція середовища залишається нейтральної.
У солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою (FeCl2, NH4Cl, Al2(SO4)3, MgSO4) гідролізу піддається катіон:
FeCl2 + HOH ? Fe(OH)Cl + HCl Fe2+ + 2Cl- + H+ + OH- ? FeOH+ + 2Cl- + Н+
У результаті гідролізу утвориться слабкий електроліт, іон H і інші іони. рН розчину < 7 ( розчин здобуває кислу реакцію).
Сіль, утворена слабкою основою і слабкою кислотою (СН3СООNН4, (NН4)2З3, Al2S3), гідролізується і по катіоні, і по аніоні. У результаті утвориться малодисоціююча основа і кислота. рн розчинів таких солей залежить від відносної сили кислоти і основи. Мірою сили кислоти і основи є константа дисоціації відповідного реактиву.
Реакція середовища цих розчинів може бути нейтральною, слабокислою чи слаболужною:
Аl2S3 + 6HOH ? 2Аl(ВІН)3 + 3Н2S 2Al3+ + 3S2- + 6H+ + 6OH- ? 2Аl(ВІН)3 + 6Н+ + S2- рН =7
Гідроліз багатокислотних солей і багатоосновних кислот проходить східчасто. Наприклад, гідроліз хлориду заліза (II) включає двох ступіней:
1-а ступінь FeCl2 + HOH ? Fe(OH)Cl + HCl Fe2+ + 2Cl- + H+ + OH- ? Fe(OH)+ + 2Cl- + H+
2-а ступінь Fe(OH)Cl + HOH ? Fe(OH)2 + HCl Fe(OH)+ + Cl- + H+ + OH- ? Fe(ВІН)2 + Н+ + Cl-
Гідроліз карбонату натрію включає двох ступіней:
1-а ступінь Nа2З3 + HOH ? NаНСО3 + NаОН З32- + 2Na+ + H+ + OH- ? НСО3- + ВІН- + 2Na+
2-а ступінь NаНСО3 + Н2ПРО ? NаОН + Н2З3 НСО3- + Na+ + H+ + OH- ? Н2З3 + ВІН- + Na+
Гідроліз - процес оборотний. Підвищення концентрації іонів водню і гідроксид-іонов перешкоджає протіканню реакції до кінця. Паралельно з гідролізом проходить реакція нейтралізації, що коли утвориться слабку підставу (Мg(ВІН)2, Fe(ВІН)2) взаємодіє із сильною кислотою, а слабка кислота, що утвориться, ( СН3СООН, Н2З3 ) - з лугом.
Гідроліз протікає незворотньо, якщо в результаті реакції утвориться нерозчинна основа і (чи) летуча кислота:
Al2S3 + 6H2O ? 2Al(OH)3 + 3H2S
