เพื่อทำความเข้าใจว่ากระบวนการไฮโดรไลซิสของเกลือในสารละลายในน้ำดำเนินไปอย่างไร ขั้นแรกเราจะให้คำจำกัดความของกระบวนการนี้
คำจำกัดความและคุณสมบัติของไฮโดรไลซิส
กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการกระทำทางเคมีของไอออนของน้ำกับเกลือไอออน ส่งผลให้เบสอ่อน (หรือกรด) ก่อตัวขึ้น และปฏิกิริยาของตัวกลางจะเปลี่ยนไป เกลือใดๆ สามารถแสดงเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเคมีของเบสและกรดได้ ขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของพวกเขา มีหลายทางเลือกสำหรับกระบวนการ
ประเภทของไฮโดรไลซิส
ในวิชาเคมี จะพิจารณาปฏิกิริยาสามประเภทระหว่างไอออนบวกของเกลือและน้ำ แต่ละกระบวนการดำเนินการด้วยการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของตัวกลาง ดังนั้นจึงควรใช้ตัวบ่งชี้ประเภทต่างๆ เพื่อกำหนดค่า pH ตัวอย่างเช่น สารสีน้ำเงินสีม่วงใช้สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นกรด ฟีนอฟทาลีนเหมาะสำหรับปฏิกิริยาอัลคาไลน์ ให้เราวิเคราะห์รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของตัวแปรไฮโดรไลซิสแต่ละแบบ สามารถกำหนดเบสที่แรงและอ่อนได้จากตารางการละลาย และสามารถหาค่าความแรงของกรดได้จากตาราง
ไฮโดรไลซิสไอออนบวก
เป็นตัวอย่างของเกลือ ให้พิจารณาเฟอริกคลอไรด์ (2).ไฮดรอกไซด์ของเหล็ก (2) เป็นเบสอ่อน ในขณะที่กรดไฮโดรคลอริกเป็นเบสแก่ ในกระบวนการของการมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำ (ไฮโดรไลซิส) การก่อตัวของเกลือพื้นฐาน (เหล็กไฮดรอกโซคลอไรด์ 2) เกิดขึ้นและกรดไฮโดรคลอริกก็เกิดขึ้นเช่นกัน สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดปรากฏในสารละลาย สามารถกำหนดได้โดยใช้สารสีน้ำเงิน (pH น้อยกว่า 7) ในกรณีนี้ ไฮโดรไลซิสจะดำเนินไปเองผ่านไอออนบวก เนื่องจากมีการใช้เบสที่อ่อนแอ
ให้อีกตัวอย่างหนึ่งของการไฮโดรไลซิสสำหรับกรณีที่อธิบายไว้ พิจารณาเกลือแมกนีเซียมคลอไรด์. แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสอ่อน ในขณะที่กรดไฮโดรคลอริกเป็นเบสแก่ ในกระบวนการปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลของน้ำ แมกนีเซียมคลอไรด์จะเปลี่ยนเป็นเกลือพื้นฐาน (ไฮดรอกโซคลอไรด์) แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งมีสูตรทั่วไปคือ M(OH)2 ละลายได้น้อยในน้ำ แต่กรดไฮโดรคลอริกที่แรงจะทำให้สารละลายมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด
ไฮโดรไลซิสประจุลบ
ตัวเลือกการไฮโดรไลซิสถัดไปเป็นเรื่องปกติสำหรับเกลือ ซึ่งเกิดจากเบสแก่ (อัลคาไล) และกรดอ่อน สำหรับกรณีนี้ ให้พิจารณาโซเดียมคาร์บอเนต
เกลือนี้มีโซเดียมเบสและกรดคาร์บอนิกอ่อน ปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำจะเกิดขึ้นกับการก่อตัวของเกลือที่เป็นกรด - โซเดียมไบคาร์บอเนตนั่นคือการไฮโดรไลซิสของประจุลบเกิดขึ้น นอกจากนี้ โซเดียมไฮดรอกไซด์ยังก่อตัวในสารละลาย ซึ่งทำให้สารละลายเป็นด่าง
ขอยกตัวอย่างอีกกรณีหนึ่งสำหรับกรณีนี้ โพแทสเซียมซัลไฟต์เป็นเกลือที่เกิดจากโพแทสเซียมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและด่างที่อ่อนแอกรดซัลฟูริก. ในกระบวนการของการมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำ (ในระหว่างการไฮโดรไลซิส) การก่อตัวของโพแทสเซียมไฮโดรซัลไฟต์ (เกลือกรด) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (อัลคาไล) เกิดขึ้น สภาพแวดล้อมในสารละลายจะเป็นด่าง คุณสามารถยืนยันได้ด้วยฟีนอล์ฟทาลีน
ไฮโดรไลซิสรวม
เกลือของกรดอ่อนและเบสอ่อนผ่านการไฮโดรไลซิสอย่างสมบูรณ์ เรามาลองค้นหากันดูว่ามันคืออะไรและจะมีผลิตภัณฑ์อะไรเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีนี้
มาวิเคราะห์ไฮโดรไลซิสของเบสอ่อนและกรดอ่อนกันโดยใช้อะลูมิเนียมซัลไฟด์เป็นตัวอย่าง เกลือนี้เกิดจากอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเป็นเบสอ่อน เช่นเดียวกับกรดไฮโดรซัลฟูริกอ่อน เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะสังเกตเห็นการไฮโดรไลซิสอย่างสมบูรณ์ซึ่งเป็นผลมาจากการเกิดก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์รวมถึงอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ในรูปของการตกตะกอน ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นทั้งในไอออนบวกและในไอออน ดังนั้นตัวเลือกไฮโดรไลซิสนี้จึงถือว่าสมบูรณ์
นอกจากนี้ แมกนีเซียมซัลไฟด์ยังเป็นตัวอย่างของการโต้ตอบของเกลือประเภทนี้กับน้ำ เกลือนี้มีแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ สูตรคือ Mg (OH) 2 เป็นเบสอ่อน ไม่ละลายน้ำ นอกจากนี้ยังมีกรดไฮโดรซัลไฟด์อยู่ภายในแมกนีเซียมซัลไฟด์ซึ่งมีความอ่อนแอ เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ จะเกิดการไฮโดรไลซิสอย่างสมบูรณ์ (ตามไอออนบวกและประจุลบ) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ก่อตัวขึ้นในรูปของการตกตะกอน และไฮโดรเจนซัลไฟด์ก็ถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของก๊าซเช่นกัน
ถ้าเราพิจารณาไฮโดรไลซิสของเกลือซึ่งเกิดจากกรดแก่และกรดแก่พื้นฐานควรสังเกตว่าไม่รั่วไหล ตัวกลางในสารละลายของเกลือ เช่น โซเดียมคลอไรด์ โพแทสเซียมไนเตรตยังคงเป็นกลาง
สรุป
เบสที่แข็งและอ่อน กรดที่ก่อตัวเป็นเกลือ ส่งผลต่อผลลัพธ์ของการไฮโดรไลซิส ปฏิกิริยาของตัวกลางในสารละลายที่ได้ กระบวนการที่คล้ายกันนั้นแพร่หลายในธรรมชาติ
ไฮโดรไลซิสมีความสำคัญเป็นพิเศษในการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของเปลือกโลก ประกอบด้วยโลหะซัลไฟด์ซึ่งละลายได้น้อยในน้ำ ขณะที่ไฮโดรไลซ์ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะก่อตัวขึ้น ปล่อยในกระบวนการของการระเบิดของภูเขาไฟสู่พื้นผิวโลก
หินซิลิเกตที่แปรสภาพเป็นไฮดรอกไซด์ทำให้เกิดการทำลายของหินอย่างค่อยเป็นค่อยไป ตัวอย่างเช่น แร่เช่นมาลาไคต์เป็นผลพลอยได้จากการไฮโดรไลซิสของคอปเปอร์คาร์บอเนต
กระบวนการไฮโดรไลซิสแบบเร่งรัดก็เกิดขึ้นในมหาสมุทรเช่นกัน แมกนีเซียมและแคลเซียมไบคาร์บอเนตซึ่งกระทำโดยน้ำมีสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเล็กน้อย ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว กระบวนการสังเคราะห์แสงในพืชทะเลดำเนินไปได้ด้วยดี สิ่งมีชีวิตในทะเลพัฒนาอย่างเข้มข้นมากขึ้น
ในน้ำมันมีสิ่งเจือปนในน้ำและเกลือของแคลเซียมและแมกนีเซียม ในกระบวนการให้ความร้อนน้ำมันพวกมันทำปฏิกิริยากับไอน้ำ ในระหว่างการไฮโดรไลซิสจะเกิดไฮโดรเจนคลอไรด์ขึ้น ซึ่งปฏิกิริยากับโลหะทำให้เกิดการทำลายอุปกรณ์