Ymmärtääksemme, kuinka suolojen hydrolyysi niiden vesiliuoksissa etenee, annamme ensin tämän prosessin määritelmän.
Hydrolyysin määritelmä ja ominaisuudet
Tämä prosessi sisältää vesi-ionien kemiallisen vaikutuksen suola-ionien kanssa, minkä seurauksena muodostuu heikko emäs (tai happo) ja väliaineen reaktio muuttuu. Mikä tahansa suola voidaan esittää emäksen ja hapon kemiallisena reaktiotuotteena. Niiden vahvuudesta riippuen prosessin kulkuun on useita vaihtoehtoja.
Hydrolyysityypit
Kemiassa tarkastellaan kolmenlaisia suola- ja vesikationien välisiä reaktioita. Jokainen prosessi suoritetaan väliaineen pH:n muutoksella, joten pH-arvon määrittämiseen odotetaan käytettävän erilaisia indikaattoreita. Esimerkiksi purppuraa lakmusta käytetään happamaan reaktioon, fenoliftaleiini soveltuu alkaliseen reaktioon. Analysoidaan yksityiskohtaisemmin kunkin hydrolyysimuunnelman ominaisuuksia. Vahvat ja heikot emäkset voidaan määrittää liukoisuustaulukosta ja happojen vahvuus voidaan määrittää taulukosta.
Kationihydrolyysi
Esimerkkinä tällaisesta suolasta harkitse rautakloridia (2). Rauta(2)hydroksidi on heikko emäs, kun taas kloorivetyhappo on vahva emäs. Vuorovaikutusprosessissa veden kanssa (hydrolyysi) tapahtuu emäksisen suolan (rautahydroksokloridi 2) muodostuminen, ja muodostuu myös suolahappoa. Liuokseen muodostuu hapan ympäristö, se voidaan määrittää sinisellä lakmuksella (pH alle 7). Tässä tapauksessa itse hydrolyysi etenee kationin läpi, koska käytetään heikkoa emästä.
Annetaan vielä yksi esimerkki hydrolyysistä kuvattua tapausta varten. Harkitse magnesiumkloridisuolaa. Magnesiumhydroksidi on heikko emäs, kun taas suolahappo on vahva emäs. Vuorovaikutuksessa vesimolekyylien kanssa magnesiumkloridi muuttuu emäksiseksi suolaksi (hydroksokloridiksi). Magnesiumhydroksidi, jonka yleinen kaava on M(OH)2, liukenee niukasti veteen, mutta vahva kloorivetyhappo antaa liuokselle happaman ympäristön.
Anionihydrolyysi
Seuraava hydrolyysivaihtoehto on tyypillinen suolalle, jonka muodostavat vahva emäs (alkali) ja heikko happo. Esimerkkinä tästä tapauksesta kannattaa harkita natriumkarbonaattia.
Tämä suola sisältää vahvaa natriumemästä ja heikkoa hiilihappoa. Vuorovaikutus vesimolekyylien kanssa etenee happaman suolan - natriumbikarbonaatin muodostumisen myötä, eli tapahtuu anionin hydrolyysi. Lisäksi liuokseen muodostuu natriumhydroksidia, joka tekee liuoksesta alkalisen.
Annetaan toinen esimerkki tähän tapaukseen. Kaliumsulfiitti on suola, jonka muodostaa vahva emäs - kaustinen kalium sekä heikkorikkihappo. Vuorovaikutusprosessissa veden kanssa (hydrolyysin aikana) tapahtuu kaliumhydrosulfiitin (happosuolan) ja kaliumhydroksidin (alkalin) muodostumista. Liuoksen ympäristö on emäksistä, voit vahvistaa sen fenoliftaleiinilla.
Täydellinen hydrolyysi
Heikon hapon ja heikon emäksen suola hydrolysoituu täydellisesti. Yritetään selvittää, mikä on sen erikoisuus ja mitä tuotteita muodostuu tämän kemiallisen reaktion seurauksena.
Analysoidaan heikon emäksen ja heikon hapon hydrolyysiä käyttämällä esimerkkinä alumiinisulfidia. Tämän suolan muodostaa alumiinihydroksidi, joka on heikko emäs, sekä heikko rikkihappo. Vuorovaikutuksessa veden kanssa havaitaan täydellinen hydrolyysi, jonka seurauksena muodostuu kaasumaista rikkivetyä, samoin kuin alumiinihydroksidia sakan muodossa. Tällaista vuorovaikutusta esiintyy sekä kationissa että anionissa, joten tämä hydrolyysivaihtoehto katsotaan täydelliseksi.
Lisäksi magnesiumsulfidi voidaan mainita esimerkkinä tämäntyyppisen suolan vuorovaikutuksesta veden kanssa. Tämä suola sisältää magnesiumhydroksidia, sen kaava on Mg (OH) 2. Se on heikko emäs, veteen liukenematon. Lisäksi magnesiumsulfidin sisällä on vetysulfidihappoa, joka on heikko. Vuorovaikutuksessa veden kanssa tapahtuu täydellinen hydrolyysi (kationin ja anionin mukaan), minkä seurauksena magnesiumhydroksidia muodostuu sakan muodossa ja rikkivetyä vapautuu myös kaasun muodossa.
Jos tarkastelemme suolan hydrolyysiä, jonka muodostavat vahva happo ja vahvaperusteella, on huomattava, että se ei vuoda. Suolojen, kuten natriumkloridin ja kaliumnitraatin, liuosväliaine pysyy neutraalina.
Johtopäätös
Vahvat ja heikot emäkset, suoloja muodostavat hapot vaikuttavat hydrolyysin tulokseen, väliaineen reaktioon tuloksena olevassa liuoksessa. Samanlaiset prosessit ovat yleisiä luonnossa.
Hydrolyysi on erityisen tärkeä maankuoren kemiallisessa muuttumisessa. Se sisältää metallisulfideja, jotka liukenevat niukasti veteen. Niiden hydrolysoituessa muodostuu rikkivetyä, joka vapautuu vulkaanisen toiminnan aikana maan pinnalle.
Silikaattikivet siirtyessään hydroksideihin aiheuttavat asteittaista kivien tuhoutumista. Esimerkiksi mineraali, kuten malakiitti, on kuparikarbonaattien hydrolyysin tuote.
Intensiivinen hydrolyysiprosessi tapahtuu myös v altamerissä. Magnesium- ja kalsiumbikarbonaatit, joita vesi kuljettaa, ovat hieman emäksisessä ympäristössä. Tällaisissa olosuhteissa fotosynteesiprosessi merikasveissa etenee hyvin, meren eliöt kehittyvät intensiivisemmin.
Öljyssä on veden epäpuhtauksia sekä kalsiumin ja magnesiumin suoloja. Öljyn lämmitysprosessissa ne ovat vuorovaikutuksessa vesihöyryn kanssa. Hydrolyysin aikana muodostuu kloorivetyä, jonka vuorovaikutus metallin kanssa aiheuttaa laitteiden tuhoutumisen.
