Selleks, et mõista, kuidas soolade hüdrolüüs nende vesilahustes toimub, anname esm alt selle protsessi määratluse.
Hüdrolüüsi määratlus ja omadused
See protsess hõlmab veeioonide keemilist toimet soolaioonidega, mille tulemusena moodustub nõrk alus (või hape) ja keskkonna reaktsioon muutub. Mis tahes soola võib kujutada aluse ja happe keemilise reaktsiooni produktina. Olenev alt nende tugevusest on protsessi käigus mitu võimalust.
Hüdrolüüsi tüübid
Keemias käsitletakse kolme tüüpi reaktsioone soola ja vee katioonide vahel. Iga protsess viiakse läbi söötme pH muutumisega, seega eeldatakse pH väärtuse määramiseks erinevat tüüpi indikaatorite kasutamist. Näiteks kasutatakse lillat lakmust happelise reaktsiooni jaoks, fenoolftaleiini sobib leeliseliseks reaktsiooniks. Analüüsime üksikasjalikum alt iga hüdrolüüsi variandi omadusi. Tugevad ja nõrgad alused saab määrata lahustuvuse tabelist ning hapete tugevust saab määrata tabelist.
Katioonide hüdrolüüs
Sellise soola näitena kaaluge raudkloriidi (2). Raud(2)hüdroksiid on nõrk alus, vesinikkloriidhape aga tugev alus. Veega interaktsiooni protsessis (hüdrolüüs) moodustub aluseline sool (raudhüdroksokloriid 2) ja moodustub ka vesinikkloriidhape. Lahusesse ilmub happeline keskkond, seda saab määrata sinise lakmuse abil (pH alla 7). Sel juhul toimub hüdrolüüs ise läbi katiooni, kuna kasutatakse nõrka alust.
Toome kirjeldatud juhtumi jaoks veel ühe hüdrolüüsi näite. Mõelge magneesiumkloriidi soolale. Magneesiumhüdroksiid on nõrk alus, vesinikkloriidhape aga tugev alus. Veemolekulidega suhtlemisel muutub magneesiumkloriid aluseliseks soolaks (hüdroksokloriid). Magneesiumhüdroksiid, mille üldvalem on M(OH)2, lahustub vees halvasti, kuid tugev vesinikkloriidhape annab lahusele happelise keskkonna.
Anioonide hüdrolüüs
Järgmine hüdrolüüsivõimalus on tüüpiline soolale, mille moodustavad tugev alus (leelis) ja nõrk hape. Selle juhtumi näitena kaaluge naatriumkarbonaati.
See sool sisaldab tugevat naatriumalust ja nõrka süsihapet. Koostoime veemolekulidega kulgeb happelise soola - naatriumvesinikkarbonaadi moodustumisega, see tähendab, et toimub aniooni hüdrolüüs. Lisaks moodustub lahuses naatriumhüdroksiid, mis muudab lahuse aluseliseks.
Toome selle juhtumi jaoks veel ühe näite. Kaaliumsulfit on sool, mis moodustub tugevast alusest – söövitavast kaaliumist, aga ka nõrgastväävelhape. Koostoimes veega (hüdrolüüsi käigus) moodustub kaaliumhüdrosulfit (happesool) ja kaaliumhüdroksiid (leelised). Lahuse keskkond on leeliseline, saate seda kinnitada fenoolftaleiiniga.
Täielik hüdrolüüs
Nõrga happe ja nõrga aluse sool läbib täieliku hüdrolüüsi. Proovime välja selgitada, mis on selle eripära ja millised tooted tekivad selle keemilise reaktsiooni tulemusena.
Analüüsime nõrga aluse ja nõrga happe hüdrolüüsi, kasutades näitena alumiiniumsulfiidi. Selle soola moodustavad alumiiniumhüdroksiid, mis on nõrk alus, ja ka nõrk vesinikväävelhape. Veega suhtlemisel täheldatakse täielikku hüdrolüüsi, mille tulemusena moodustub gaasiline vesiniksulfiid, samuti sademe kujul olev alumiiniumhüdroksiid. Selline interaktsioon esineb nii katioonis kui ka anioonis, seega loetakse see hüdrolüüsivõimalus täielikuks.
Samuti võib seda tüüpi soola ja veega koostoime näitena tuua magneesiumsulfiidi. See sool sisaldab magneesiumhüdroksiidi, selle valem on Mg (OH) 2. See on nõrk alus, vees lahustumatu. Lisaks on magneesiumsulfiidi sees vesiniksulfiidhape, mis on nõrk. Veega suheldes toimub täielik hüdrolüüs (vastav alt katioonile ja anioonile), mille tulemusena moodustub sademe kujul magneesiumhüdroksiid ja gaasi kujul eraldub ka vesiniksulfiid.
Kui arvestada soola hüdrolüüsi, mis moodustub tugeva happe ja tugevaalusel tuleb märkida, et see ei leki. Soolalahustes, nagu naatriumkloriid ja kaaliumnitraat, jääb keskkond neutraalseks.
Järeldus
Tugevad ja nõrgad alused, sooli moodustavad happed, mõjutavad hüdrolüüsi tulemust, keskkonna reaktsiooni tekkivas lahuses. Sarnased protsessid on looduses lai alt levinud.
Hüdrolüüsil on eriline tähtsus maakoore keemilises muundamises. See sisaldab metallisulfiide, mis lahustuvad vees halvasti. Nende hüdrolüüsimisel moodustub vesiniksulfiid, mis vabaneb vulkaanilise tegevuse käigus maapinnale.
Silikaatkivimid üleminekul hüdroksiididele põhjustavad kivimite järkjärgulist hävimist. Näiteks selline mineraal nagu malahhiit on vaskkarbonaatide hüdrolüüsi produkt.
Intensiivne hüdrolüüsiprotsess toimub ka ookeanides. Magneesium- ja k altsiumvesinikkarbonaadid, mida toodab vesi, on kergelt leeliselise keskkonnaga. Sellistes tingimustes kulgeb fotosünteesi protsess meretaimedes hästi, mereorganismid arenevad intensiivsem alt.
Õlis on vee lisandeid ning k altsiumi ja magneesiumi sooli. Õli kuumutamisel interakteeruvad nad veeauruga. Hüdrolüüsi käigus tekib vesinikkloriid, mille koosmõju metalliga põhjustab seadmete hävimise.
