Hidroliza

Definiție
Hidroliza unei sări formate dintr-un acid slab și o bază tare
Hidroliza unei sări formate dintr-un acid tare și o bază slabă
Hidroliza unei sări formate dintr-un acid slab și o bază slabă
Constanta de hidroliză și echilibrul de hidroliză

Hidroliza unei sări are loc numai dacă cel puțin unul dintre componentele sării (acidul sau baza) din care a provenit este un electrolit slab. Ea decurge diferit, în funcție de tăria acidului și a bazei din care este formată sarea. 

a) Hidroliza unei sări formate dintr-un acid slab și o bază tare
Sarea unui acid slab hidrolizează după reacția:

Acidul slab se reformează; concomitent crește concentrația în ioni de hidroxid, OH^-, astfel încât soluția are reacție alcalină. Un exemplu îl prezintă o soluție de carbonat de sodiu în apă. Carbonatul de sodiu fiind un electrolit tare, este practic complet disociat în ionii Na⁺ și CO₃^2-. Apa având un grad de disociere extrem de mic, numărul redus de ioni H₃O⁺ și OH^- sunt în echilibru cu un număr mare de molecule de apă. Ionii CO₃^2- se combină cu ionii H₃O⁺ și formează ionii HCO₃^- (care disociază mult mai greu decât moleculele de H₂CO₃). Legarea ionilor H₃O⁺ de ionii CO₃^2- strică însă echilibrul; pentru restabilirea lui, disociază un alt număr de molecule de apă. În modul acesta, în soluție se adună un număr din ce în ce mai mare de ioni OH^-, care împreună cu numărul echivalent de ioni Na⁺ reprezintă componentele hidroxidului de sodiu disociat în soluție:

adică:


În realitate, și ionul HCO₃^- disociază mai departe:


însă gradul lui de disociere este extrem de mic, astfel încât numărul de ioni H₃O⁺ rezultați, care reintră în soluție, este cu totul neglijabil. 

Prin urmare, la hidroliza unei sări formate dintr-un acid slab și o bază tare rezultă cantitatea echivalentă de acid și bază; cum baza este însă disociată total față de acidul disociat parțial, soluția are o reacție bazică. 

b) Hidroliza unei sări formate dintr-un acid tare și o bază slabă
Sarea unei baze slabe hidrolizează după reacția:

Baza slabă se reformează; concomitent crește concentrația în ioni de hidroniu, H₃O⁺, astfel încât soluția are reacție acidă. Un exemplu îl prezintă o soluție de clorură de aluminiu în apă. În soluție, în primul moment, va exista un număr mare de ioni Cl^- și Al³⁺, proveniți prin disociația clorurii de aluminiu, și un număr limitat de ioni H₃O⁺ și OH^-, proveniți prin disociația apei. Ionii Al³⁺ se combină cu ionii OH^- pentru a forma hidroxidul de aluminiu, Al(OH)₃, o substanță foarte puțin solubilă. În modul acesta ionii OH^- sunt îndepărtați continuu din soluție și deci este perturbat echilibrul de disociație a apei. Ionii H₃O⁺ acumulați în urma disociației moleculelor de apă, împreună cu un număr echivalent de ioni Cl^-, formează ionii componenți ai acidului clorhidric din soluție:

adică:

Prin urmare, la hidroliza unei sări formate dintr-un acid tare și o bază slabă, rezultă cantități echivalente de acid și bază; deoarece acidul este însă disociat total față de baza disociată parțial, soluția are reacție acidă. 

c) Hidroliza unei sări formate dintr-un acid slab și o bază slabă 
Sarea unui acid slab cu o bază slabă hidrolizează după reacția:

Un exemplu de hidroliză a unei sări formate dintr-un acid slab și o bază slabă îl reprezintă o soluție de acetat de amoniu în apă. Ca orice sare, acetatul de amoniu în soluție se găsește complet disociat în ioni CH₃COO^- și NH₄⁺. În soluție, însă, ionii CH₃COO^- se combină cu ionii H₃O⁺ proveniți prin disociația apei și formează molecule de acid acetic, care este un electrolit slab; ionii NH₄⁺ se combină cu ionii OH^- proveniți din disociația apei, spre a forma molecule de hidroxid de amoniu, acesta fiind de asemenea un electrolit slab. Deci reacția de hidroliză a acetatului de amoniu poate fi formulată astfel:

Prin urmare, ionii H₃O⁺ și OH^- proveniți prin disociația apei sunt îndepărtați din soluție pe măsura formării acidului acetic și a hidroxidului de amoniu. Amândoi acești electroliți fiind slabi, sunt foarte puțin disociați în ioni; totuși, gradul de disociere al hidroxidului de amoniu fiind ceva mai mare decât al acidului acetic, înseamnă că în soluție numărul de ioni OH^- depășește într-o măsură foarte mică numărul de ioni H₃O⁺. Deci, soluția are un caracter aproape neutru (mai exact, foarte slab bazic). 

Deci, la hidroliza unei sări formate dintr-un acid slab și o bază slabă reacționează anionul, respectiv cationul sării, cu apa formând ioni de hidroxid, respectiv de hidrogen (hidroniu), pe lângă molecule greu disociabile de acid sau de bază. 

Acest caz se deosebește de cazul unei sări rezultate prin neutralizarea unui acid tare cu o bază tare, când ionii sării rezultate prin neutralizare rămân în soluție, adică nu formează molecule cu ionii apei; din această cauză, concentrația ionilor H₃O⁺ și OH^- din soluție rămâne aceeași ca și la apa pură. 


Constanta de hidroliză și gradul de hidroliză
Din cele arătate reiese că hidroliza este o reacție parțial inversă neutralizării, sau constituie un fenomen de împiedicare a unei neutralizări complete datorită acțiunii apei. Prin neutralizare, dintr-un acid și o bază rezultă o sare și apă; prin hidroliză, dintr-o sare și apă rezultă un acid și o bază. 

Echilibrul hidrolitic este dat de ecuația:

Deoarece concentrația apei poate fi considerată constantă, rezultă expresia constantei de hidroliză:

Ca măsură a hidrolizei se folosește gradul de hidroliză, , care reprezintă raportul dintre cantitatea de substanță hidrolizată și cantitatea totală de substanță dizolvată:

Gradul de hidroliză se exprimă în fracții sau procente. De exemplu, gradul de hidroliză al carbonatului de sodiu în soluție 0,1 N este 0,029%. Aceasta înseamnă că din 100 molecule de Na₂CO₃ dizolvate, numai 2,9 sunt hidrolizate. 

Gradul de hidroliză depinde de natura sării, de concentrația soluției și de temperatură. El este cu atât mai mare cu cât: acidul sau baza rezultată prin hidroliză are o constantă de disociere mai mică, soluția este mai diluată și temperatura soluției este mai mare (în acest caz, ionizarea proprie a apei, adică concentrația în ioni H₃O⁺ și OH^-, crește):

unde K_w  - produsul ionic al apei

K_a - constanta de disociere a acidului slab

c - concentrația soluției

 

În chimie, noțiunea de hidroliză se mai folosește și într-un sens mai larg. Astfel, reacția între o halogenură de nemetal și apă, de exemplu, între triclorura de fosfor și apă, când rezultă acid clorhidric și acid fosforos.