Тұздардың сулы ерітінділеріндегі гидролизі қалай жүретінін түсіну үшін алдымен бұл процеске анықтама береміз.
Гидролиздің анықтамасы және ерекшеліктері
Бұл процесс су иондарының тұз иондарымен химиялық әрекетін қамтиды, нәтижесінде әлсіз негіз (немесе қышқыл) түзіліп, ортаның реакциясы өзгереді. Кез келген тұзды негіз бен қышқылдың химиялық реакция өнімі ретінде көрсетуге болады. Күшіне қарай процестің бірнеше нұсқасы бар.
Гидролиз түрлері
Химияда тұз бен су катиондарының арасындағы реакциялардың үш түрі қарастырылады. Әрбір процесс ортаның рН өзгеруімен жүзеге асырылады, сондықтан рН мәнін анықтау үшін әртүрлі типтегі индикаторларды қолдану күтіледі. Мысалы, қышқылдық реакцияға күлгін лакмус, сілтілі реакцияға фенолфталеин қолайлы. Әрбір гидролиз нұсқасының ерекшеліктерін толығырақ талдап көрейік. Күшті және әлсіз негіздерді ерігіштік кестесінен, ал қышқылдардың күшін кестеден анықтауға болады.
Катионы гидролизі
Мұндай тұздың мысалы ретінде темір хлоридін (2) қарастырайық. Темір (2) гидроксиді - әлсіз негіз, ал тұз қышқылы - күшті негіз. Сумен әрекеттесу (гидролиз) процесінде негіздік тұздың (темір гидроксихлориді 2) түзілуі жүреді, сонымен қатар тұз қышқылы да түзіледі. Ерітіндіде қышқыл орта пайда болады, оны көк лакмус көмегімен анықтауға болады (рН 7-ден төмен). Бұл жағдайда гидролиздің өзі катион арқылы жүреді, өйткені әлсіз негіз қолданылады.
Сипатталған жағдай үшін гидролиздің тағы бір мысалын келтірейік. Магний хлоридінің тұзын қарастырайық. Магний гидроксиді – әлсіз негіз, ал тұз қышқылы – күшті негіз. Су молекулаларымен әрекеттесу процесінде магний хлориді негізгі тұзға (гидроксохлорид) айналады. Жалпы формуласы M(OH)2 болатын магний гидроксиді суда аз ериді, бірақ күшті тұз қышқылы ерітіндіге қышқыл орта береді.
Анионды гидролиз
Келесі гидролиз нұсқасы күшті негіз (сілті) мен әлсіз қышқылдан түзілетін тұзға тән. Бұл жағдайға мысал ретінде натрий карбонатын қарастырайық.
Бұл тұздың құрамында күшті натрий негізі мен әлсіз көмір қышқылы бар. Су молекулаларымен әрекеттесу қышқыл тұз – натрий гидрокарбонатының түзілуімен жүреді, яғни анионның гидролизі жүреді. Сонымен қатар, ерітіндіде натрий гидроксиді түзіледі, ол ерітіндіні сілтілі етеді.
Бұл жағдайға тағы бір мысал келтірейік. Калий сульфиті – күшті негізден – күйдіргіш калийден, сондай-ақ әлсізден түзілетін тұз.күкірт қышқылы. Сумен әрекеттесу процесінде (гидролиз кезінде) калий гидросульфиті (қышқыл тұзы) және калий гидроксиді (сілті) түзіледі. Ерітіндідегі орта сілтілі болады, оны фенолфталеинмен растауға болады.
Толық гидролиз
Әлсіз қышқыл мен әлсіз негіздің тұзы толық гидролизден өтеді. Оның ерекшелігі неде екенін және осы химиялық реакция нәтижесінде қандай өнімдер түзілетінін білуге тырысайық.
Мысал ретінде алюминий сульфидін пайдаланып әлсіз негіз бен әлсіз қышқылдың гидролизін талдап көрейік. Бұл тұз әлсіз негіз болып табылатын алюминий гидроксидімен, сондай-ақ әлсіз күкірт қышқылымен түзіледі. Сумен әрекеттескенде толық гидролиз байқалады, нәтижесінде газ тәрізді күкіртсутек, сонымен қатар тұнба түріндегі алюминий гидроксиді түзіледі. Мұндай әрекеттесу катионда да, анионда да болады, сондықтан бұл гидролиз опциясы аяқталған болып саналады.
Сондай-ақ тұздың осы түрінің сумен әрекеттесуіне мысал ретінде магний сульфидін келтіруге болады. Бұл тұздың құрамында магний гидроксиді бар, оның формуласы Mg (OH) 2. Бұл әлсіз негіз, суда ерімейді. Сонымен қатар, магний сульфидінің ішінде әлсіз гидросульфид қышқылы бар. Сумен әрекеттескенде толық гидролиз (катион және анион бойынша) жүреді, нәтижесінде магний гидроксиді тұнба түрінде түзіледі, ал күкіртсутек газ түрінде де бөлінеді.
Тұздың күшті қышқыл мен күшті әсерінен түзілетін гидролизін қарастырсақнегізде, ол ағып кетпейтінін атап өткен жөн. Натрий хлориді, калий нитраты сияқты тұздардың ерітінділеріндегі орта бейтарап болып қалады.
Қорытынды
Күшті және әлсіз негіздер, тұз түзетін қышқылдар гидролиз нәтижесіне, алынған ерітіндідегі ортаның реакциясына әсер етеді. Ұқсас процестер табиғатта кең таралған.
Гидролиздің жер қыртысының химиялық түрленуінде ерекше маңызы бар. Оның құрамында суда аз еритін металл сульфидтері бар. Олар гидролизденген кезде күкіртсутек түзіліп, оның жанартаулық белсенділік процесінде жер бетіне шығуы.
Силикат жыныстары гидроксидтерге ауысу кезінде тау жыныстарының біртіндеп бұзылуына әкеледі. Мысалы, малахит сияқты минерал мыс карбонаттарының гидролизінің өнімі болып табылады.
Интенсивті гидролиз процесі мұхиттарда да жүреді. Су арқылы жүзеге асырылатын магний және кальций бикарбонаттары шамалы сілтілі ортаға ие. Мұндай жағдайларда теңіз өсімдіктерінде фотосинтез процесі жақсы жүреді, теңіз ағзалары қарқынды дамиды.
Мұнайдың құрамында судың қоспалары және кальций мен магний тұздары болады. Майды қыздыру процесінде олар су буымен әрекеттеседі. Гидролиз кезінде хлорсутек түзіледі, оның металмен әрекеттесуі жабдықтың бұзылуына әкеледі.
