Тұздар гидролизі

Тұз иондары мен су иондарының әрекеттесуі нәтижесінде әлсіз электролиттер түзілуі және ерітіндінің ортасы өзгеру арқылы жүретін химиялық реакцияларды тұздардың гидролизі деп атайды. Гидролиз кезінде тұз иондарымен не сутек иондары, не гидроксид иондары немесе сутектің де, гидроксидтің де иондары байланысады.

Тұздар гидролизі теңдеуін қарастырғанда су мен түзілген әлсіз электролиттерді молекула түрінде жазу керек.

Тұздар гидролизінің төрт жағдайы болады:

1. Күшті негіз Бен әлсіз қышқылдың тұздарының гидролизі. Мысал ретінде натрий карбонатының немесе соданың гидролизін келтіруге болады. (Сода Na₂CO₃ күшті негіз NaoH пен әлсіз қышқыл H₂CO₃- тен түзілген.) Сода күшті электролит, ол суға еріткенде толықтай иондарға ыдрайды:

Na₂CO₃↔2Na⁺+CO₃^2-

Су өте аз мөлшерде иондарға ыдырайды

НОН↔Н^-+ОН^-

Көмір қышқылы Н₂СО₃ әлсіз электролит. Бұл оның молекуласында сутек иондары қышқыл қалдығымен берік қосылады деген сөз. Олай болса соданың диссоциациялануынан түзілген көмір қышқылының қалдығымен СО₃^2- -дан сутек ионын өзіне берік қосып алып гидролизденеді:

2Na+CO₃^2- HOH↔ Na⁺+HCO₃^-+Na⁺+OH^-

немесе

CO₃^2- +HOH↔ HCO₃^-+ OH^-

Бұл реакция екі негізді көмір қышқыл қалдығы гидролизінің бірінші сатысы. Гидролизінің екінші сатысын былай көрсетуге болады:

HCO₃^-+ HOH↔ H₂CO₃+OH^-

Бірақ HCO₃^- қышқыл қалдығы көмір қышқылына қарағанда тұрақты болғандықтан бұл тұз негізінен бірінші саты бойынша гидролизденеді.

Теңдеулерден көрініп тұрғандай судың сутек иондары әлсіз көмір қышқылының қалдығымен байланысады да, гидроксид иондары ерітіндіде қалып оған сілтілік қасиет береді (рН>7). Сонымекн күшті негіз бен әлсіз қышқылдың тұздары гидролизденгенде сутек иондары қышқыл қалдығымен берік қосылады да, ал гидроксид иондары көбейіп ерітіндіге қасиет береді (рН>7).

2. Әлсіз негіздер мен күшті қышқылдан түзілген тұздар.

Алюминий хлориді әлсіз алюминий гидроксиді мен күшті тұз қышқылынан түзілген. Әлсіз негіздің қалдығы Al³⁺ судан гидроксид ионын өзіне берік қосып алады. Ал сутек иондары ерітіндіге қышқылдық қасиет береді:

Al³⁺+3Cl^-+HOH↔AlOH²⁺+2Cl^-+H⁺+Cl^-

немесе

Al³⁺+ HOH↔AlOH²⁺+ H⁺

Al(OH)²⁺ионы Al(OH)₂⁺ және Al(OH)₃ қосылыстарына қарағанда тұрақты болғандықтан тұз гидролизінің екінші және үшінші сатысы өте аз мөлшерде жүреді.

Сонымен әлсіз негіз бен күшті қышқылдан түзілген тұз гидролизденгенде металл катионы гидроксид иондарын өзіне берік қосып алады, ал сутек иондары судан босанып шығып ерітіндіге қышқылдық қасиет береді (рН<7).

3. Әлсіз негіз бен әлсіз қышқылдан түзілген тұз. Мысал ретінде аммоний ацетатының гидролизінің теңдеуін жазып көрсетуге болады:

NH₄⁺+CH₃COO^-+HOH↔NH₄OH+CH₃COOH

Бұл реакцияда тұз иондары сутек иондарымен де, гидроксид иондарымен де байланысатындықтан ерітінді нейтрал орта көрсетеді (рН=7).

4. Күшті негіз бен күшті қышқылдан түзілген тұздар. Мысал ретінде NaCl,NaNO₃, K₂SO₄ тұздарын келтіруге болады. Бұл тұздардың ерітінділері нейтрал орта көрсетеді (рН=7). Оның себеі көрсетілген тұздардың иондары су иондарымен әрекеттеспейтіндіктен ерітіндідегі сутек және гидроксид иондары өзгеріссіз қалады. Бұған көз жеткізу үшін натрий нитратының гидролизін жазып көрсетуге болады

Na⁺+NO₃^-+HOH↔Na⁺+NO₃^-+H⁺+OH^-

Теңдеудің екі жағындағы бос иондарды қысқартсақсудың ыдырау теңдеуі келіп шығады

НОН↔Н⁺+ОН^-

Бұл теңдеулер ерітіндіде сутек пен гидроксид иондарының конуентрациялары өзара тең екенін және күшті негіздер мен күшті қышқылдардан түзілген тұздар гидролизденбейтінін көрсетеді.

Тұздардың гидролизі — бұл өте жақсы зерттелген заттардың гидролизінің мысалы.

Жалпы кеңірек мағынада алғанда гидролиз әртүрлі заттар мен су ара-сындағы алмаса ыдырау реакциясы.

Мұндай анықтама органикалық қосылыстар — күрделі эфирлердің, майлардың, көмірсулардың, белоктардың да гидролизінде, бейорганикалық заттардың — тұздардың галогендердің, галогенидтердің, бейметалдардың ж. т. б. гидролизін де қамтиды. Мәселен:

СН₃СООС₂Н₅ + Н₂О↔СН₃СООН + С₂Н₅ОН

CaC₂+2H₂O↔Ca(OH)₂+C₂H₂

С1₂ + Н₂О↔НС1 + НСlO

РІ₃+ЗН₂О↔Н₃РО₃+ЗНІ

Минералдар — алюмосиликаттар гидролизденгенде — тау жыныстары бұзылады. Тұздардың гидролизін (мәселен Na₂CO₃, Na₃PO₄) суды тазарту үшін, оның кермектілігін азайту үшін қолданады.

Ағаштардың гидролизі өте үлкен масштабта жүргізіледі. Тез қарқынмен дамып келе жатқан гидролиз өнеркәсібі тағамдық емес шикізаттардан (ағаштан, мақта қалдығынан, күнбағардың қауызынан, сабаннан, жүгерінің өзекшесінен) бағалы өнімдер: этил спиртін, белоктық ашытқылар, глюкозаны, қатты көміртегі (IV) оксидін, фурфуролды, метил спиртін, лигнинді және көптеген басқа заттарды өндіріп отыр.

Тірі организмдерде полисахаридтердің, белоктардың және басқа да органикалық заттардың гидролизі жүреді.