Изучение явления гидролиза

Научный руководитель: , руководитель кружка юных химиков Муниципальной бюджетной организации «Центр дополнительного образования «Интеллект» г. Феодосии Республики Крым

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ГИДРОЛИЗА

       

г. Феодосия  - 2015 г.

  СОДЕРЖАНИЕ 

  стр.

ВВЕДЕНИЕ  5

РАЗДЕЛ 1 ОСНОВНЫЕ  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  ПОЛОЖЕНИЯ  7 

1.1.        Гидролиз неорганических солей  7 

1.1.1.        Степень гидролиза  8

1.1.2.        Факторы, влияющие на степень гидролиза соли  9

1.2.        Гидролиз органических веществ  10

1.3.        Явление гидролиза в природе  11

1.4. Значение процесса гидролиза  12

РАЗДЕЛ 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ  ЧАСТЬ  ИССЛЕДОВАНИЯ  14 

2.1.        Методика проведения экспериментов  14

2.1.1.        Анкетирование  14

2.1.2.        Различные случаи гидролиза  14

2.1.3.        Влияние силы кислот, образующих соль, на степень ее гидролиза  15

2.1.4.        Влияние силы основания, образующей соль, на степень гидролиза  15

2.1.5.Влияние температуры на гидролиз  16

2.1.6. Влияние разбавления раствора на степень гидролиза  16

2.1.7. Гидролиз крахмала под влиянием амилазы слюны  17

2.2. Обсуждение результатов  17

2.2.1. Уровень информированности учащихся  17

2.2.2. Различные случаи гидролиза  17 

2.2.3. Зависимость степени гидролиза от природы соли  20

2.2.4. Зависимость степени гидролиза от температуры  21

2.2.5. зависимость степени гидролиза от разбавления раствора  22 

2.2.5. Особенности гидролиза органических соединений  22

ВЫВОДЫ  24 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ  25

ПРИЛОЖЕНИЯ  26

ВВЕДЕНИЕ

Трудно представить  современого человека без определенного багажа химических познаний  и навыков обращения с некоторыми химическими веществами.  Наша жизнь без химии невозможна, она окружает нас повсюду. Химические процессы постоянно протекают в природе и играют важную роль в нашей  повседневной жизни.

Например, большую роль в нашей жизни играет гидролиз солей, который относится к обменным химическим реакциям соли с водой. Явление гидролиза является одним из основных  понятий химии. 

Актуальность темы обусловлена  связью  с жизнью. Считаю ее очень важной для знакомства учащихся с процессами, происходящими в окружающем мире - в природе, и в деятельности человека. Действительно, роль гидролиза значительна:  в процессах формирования и преобразования земной коры; в создании среды для развития жизни в мировом океане; в народном хозяйстве для производства продуктов из непищевого сырья; в повседневной жизни человека (стирка, борьба с жесткостью воды, процессы пищеварения).

Особенностью работы является комплексный подход при рассмотрении химического процесса, что позволяет сформировать целостное представление о явлении гидролиза.

Эта тема всегда затронута в ЕГЭ и, к сожалению, вызывает затруднения у учащихся. Даже при достаточной теоретической базе и информированности о химизме процесса, большинство учащихся старших классов не ориентируются, где и как можно применять на практике  знания о гидролизе.

Цель данной работы – изучить явление гидролиза неорганических и органических веществ, а также практические следствия этого явления.

Объект исследования –  процесс гидролиза органических и неорганических веществ.

Предмет исследования – условия, влияющие на осуществление процесса гидролиза

Для достижения цели данной работы необходимо решить ряд задач:

Изучить теоретические основы гидролиза органических и неорганических веществ; Провести эксперименты по гидролизу неорганических веществ и выявить условия его осуществления Провести эксперименты по гидролизу органических веществ и выявить условия его осуществления; Выявить факторы, влияющие на осуществление гидролиза; Выяснить практическое применение гидролиза в жизни человека.

В данной работе использовались следующие методы исследования: анкетирование, качественный и количественный анализ.

В процессе работы были осуществлены экспериментальные исследования, использованы нормативно-правовые акты Российской Федерации по технике безопасности во время проведения экспериментальных работ по химии, изучены книги и статьи по изучаемой теме.

РАЗДЕЛ 1

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Гидролиз (от греч. hydro – вода, lysis – разложение) в широком смысле слова – это реакция обменного разложения между различными веществами и водой. Такое определение охватывает гидролиз, как неорганических веществ, так и органических – сложных эфиров, жиров, углеводов, белков[10].

Гидролиз неорганических солей

Наиболее подробно изучен гидролиз солей.  Гидролизом соли называют обратимое взаимодействие соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита.  Любую соль можно представить как продукт взаимодействия кислоты и основания.

Например, ацетат натрия образован слабой уксусной кислотой  и сильным основанием гидроксидом натрия, хлорид аммония  - сильной соляной кислотой  и слабым основанием гидроксидом аммония; ацетат аммония – слабой кислотой и слабым основанием, а хлорид натрия  - сильной кислотой и сильным основанием.

Вода хотя и в малой степени, но диссоциирует:

H2O  ⇄  H+ + OH–

Когда концентрации ионов H+ и гидроксид-ионов OH– равны между собой, [H+] = [OH–], то среда нейтральная, если [H+] > [OH–] – среда кислая, если [Н+] < [ОН–] – среда щелочная.

Соли, как ионные соединения, в водном растворе полностью диссоциируют  на ионы. И те ионы, которые с водой образуют слабые электролиты, нарушают равновесие воды с H+ и  OH– ионами, то есть делают раствор щелочным или кислым. Поэтому очень часто гидролиз солей определяют как взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита. Но такое определение относится только к солям[2].

Можно выделить 4 типа солей. Обратимся к таблице 1.1.

Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой. Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой. Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой.

  Таблица 1.1

Гидролиз неорганических солей

Тип соли	Примеры	Гидролиз	Среда раствора
Образована слабым основанием и сильной кислотой.	ZnCl2	+	PH < 7 кислая
Образована сильным основанием и слабой кислотой.	Na2CO3	+	PH > 7 щелочная
Образована слабым основанием и слабой кислотой.	HN4CN	+	Зависит от относит. силы
Образована сильным основанием и сильной кислотой.	NaCl	-	PH = 7 нейтральная

Степень гидролиза

Количественно процесс гидролиза можно характеризовать степенью гидролиза h (%), показывающей, какая часть молекул растворяемого вещества (от общего количества, принятого за единицу или 100%) подвергается гидролизу:

h (%) =  число гидролизованных молекул соли (n)  ∙ 100

  общее число растворенных молекул соли (N)

Степень гидролиза зависит от химической природы образующейся при гидролизе кислоты (основания) при прочих равных условиях[3].

Например, одномолярные растворы ацетата натрия и цианида натрия при 22°С гидролизованы соответственно следующим образом:

CH3COONa ~ на 0,003% (Кдис. CH3COOH =1.8∙10-5)

NaCN ~ на 5% (Кдис. HCN =7.9∙10-10)

Факторы, влияющие на степень гидролиза соли

Основные факторы, влияющие на степень гидролиза соли:

природа соли, концентрация соли, температура, добавление кислоты, щелочи или других солей.

Влияние природы соли на степень ее гидролиза определяется тем, что чем более слабым электролитом (основанием или кислотой) образована данная соль, тем в большей степени она подвержена гидролизу.

По мере уменьшения концентрации соли ее гидролиз усиливается, так как гидролиз соли лимитирован ничтожным количеством H+ и OH–-ионов, образующихся при диссоциации воды. Чем больше ионов воды приходится на долю ионов соли, тем полнее идет гидролиз[1].

С увеличением температуры диссоциация воды несколько возрастает, что благоприятствует протеканию гидролиза.

Влияние добавления в раствор соли кислоты, основания или другой соли можно определить исходя из принципа Ле-Шателье. В том случае, когда добавляемые электролиты связывают продукты гидролиза соли, гидролиз соли усиливается. Если же добавляемый электролит увеличивает концентрацию продуктов гидролиза или связывает исходные вещества, то гидролиз соли уменьшается.

Например:

CH3COONa +H2O  CH3COOH + NaOH

CH3COO– +  H2O  CH3COOH +OH–

Прибавление к этому раствору щелочи, т. е. ионов OH–, или другой соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием смещает равновесие гидролиза в сторону реагирующих веществ, а добавление кислоты, т. е. ионов H+, или соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием смещает равновесие гидролиза в сторону продуктов реакции.

Пример взаимодействия растворов двух солей, взаимно усиливающих гидролиз друг друга[9].

В растворах карбоната натрия Na2CO3 и сульфата алюминия Al2(SO4)3, взятых порознь устанавливаются равновесия:

CO32– + H2O  HCO3– + OH–

  Al3+ + H2O  AlOH2++ H+

И  гидролиз этих солей ограничивается практически первой ступенью. Если смещать растворы этих солей, то ионы H+ и OH– уходят из сферы реакции в виде малодиссоциирующей воды, что смещает оба равновесия вправо и активизирует последующие ступени гидролиза, что приводит к образованию осадка Al(OH)3 и газа CO2.

Al2(SO4)3+ 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4

  2Al3+ + 3CO32– + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑.

Гидролиз органических веществ

Гидролиз органических веществ происходит в присутствии катализаторов (ферментов), которые разрывают химические связи. Освободившиеся валентности используются для присоединения групп Н+ и ОН– из молекул воды. При этом реакция среды не изменяется. Рассмотрим некоторые свойства гидролиза органических веществ.

Французский химик М. Бертло в 1854 году осуществил реакцию этерификации и получил жир. Значит гидролиз жиров – процесс обратимый. Жиры, как правило, расщепляются на глицерин и жирные кислоты.

Крахмал подвергается гидролизу под действием фермента слюны – амилазы и в дальнейшем под действием желудочного сока расщепляется до моносахарида глюкозы[4].

Гидролиз белков – разрушение первичной структуры белка под действием кислот, щелочей или ферментов, приводящее к образованию a - аминокислот, из которых он был составлен.

Обратный процесс (синтез АТФ) протекает с поглощением энергии. Следовательно, АТФ – это универсальное энергетическое вещество клетки, которое она расходует по мере необходимости.

Процесс пищеварения - это, прежде всего гидролиз органических веществ пищи. Условия гидролиза в организме: Вода + ферменты (пищеварительные) + кислая среда (в желудке)[9].

Явление гидролиза в природе

Гидролиз по праву  считается одним из самых важных процессов в природе и объясняет множество загадочных явлений, происходящих в мире.

Горные породы содержат силикаты — соли кремниевой кислоты, и карбонаты — соли угольной кислоты, гидролиз которых приводит к образованию оксидов металлов и солей алюминия (алюмосиликатов), огромное количество сульфидов. Взаимодействуя с водой на поверхности Земли, а также в ее глубинах при повышенной температуре, сульфиды в ходе реакции гидролиза преобразуются в сероводород, который является одним из основных вулканических газов.

Самый, пожалуй, известный продукт гидролиза среди неорганических веществ — это малахит — очень красивый поделочный камень зелено-голубого цвета [Электронный ресурс]. Режим доступа  http://fb.ru/article/7871/gidroliz-soley-interesno-o-skuchnom

Как известно, глина, горная порода, используемая в лечебных целях, широко известный косметический препарат, вещество, входящее в состав большинства строительных материалов, ключевое звено в гончарном производстве, является продуктом гидролиза. Голубая глина– один из самых известных и широко применяемых видов. Она входит в состав мыса Хамелеона (Приложение В, фото 1.1). Мыс Хамелеон -  один из наиболее оригинальных мысов Крыма находится неподалеку от поселка Коктебель. У мыса есть старинное название Топрах-Кая, что на тюркском языке означает «Глиняная скала». И не странно… Ведь основа мыса – голубая глина (Приложение В, фото1.2) – продукт гидролиза и неотъемлемая часть оздоровительных процедур Крыма [Электронный ресурс]. Режим доступа http://road-crimea.narod.ru/2009/xameleon.htm

Мировой океан — это место, где гидролиз солей является одной из основных химических реакций, протекающих в воде. Соли карбонатов магния и кальция, взаимодействуя с водой, образуют гидрокарбонаты этих металлов, из-за наличия которых морская вода имеет слабощелочную среду и стимулирует процесс фотосинтеза [Электронный ресурс]. Режим доступа http://fb.ru/article/7871/gidroliz-soley-interesno-o-skuchnom

Значение процесса гидролиза

Реакции, происходящие во время гидролизного процесса, широко используются в современных производственных процессах. 

Например, реакция, в результате полного гидролиза карбоната и гидрокарбоната аммония которой образуется углекислый газ и вода, широко используется в пищевой и кондитерской промышленности для придания тесту воздушности и пышности.

Реакцию гидролиза солей алюминия используют для очистки воды. По сути дела, соли алюминия — это глины, проходя через которые, вода очищается благодаря тому, что частички грязи и вредных примесей обволакиваются продуктом гидролиза нерастворимым гидроксидом алюминия и оседают на дно.

Человек сталкивается с явлением гидролиза постоянно — во время стирки белья, умываясь, при мытье посуды. Даже процессы, происходящие внутри нас, например, переваривание жиров, протекают по механизму гидролиза.

Но явление гидролиза может не только приносить пользу человеку, но и навредить. Так, например, он приносит немало проблем нефтяникам. При переработке нефти и нагревании ее выше 250 градусов происходит реакция гидролиза хлоридов магния и кальция. При этом образуется газообразный хлороводород, который является довольно сильным окислителем. Он взаимодействует с металлом, из которого сделано нефтяное оборудование и разрушает его, вызывая коррозию. Если бы не было этого явления, то нефтепродукты стоили бы гораздо дешевле[13].

РАЗДЕЛ 2

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования является процесс гидролиза органических и неорганических веществ.

Предметом исследования – условия, влияющие на осуществление процесса гидролиза

Методы исследования: анкетирование, качественный и количественный анализ.

Правила техники безопасности при выполнении экспериментальной части работы  соблюдались в соответствии с  Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.4.2.2821-10  «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях», зарегистрированные в Минюсте России 03 марта 2011 года, регистрационный номер 19993.

Методика проведения экспериментов Анкетирование

В анкетировании приняли участие 115 учащихся 9-11 классов гимназии  № 5.

Учащимся предложены вопросы закрытой и открытой формы. Результаты анкетирования представлены в виде диаграмм.

Различные случаи гидролиза

Приборы и реактивы: штатив с пробирками, пипетка на 5мл; универсальные индикаторные бумажки, раствор сульфата алюминия, раствор ацетата аммония, раствор сульфида натрия, раствор  хлорида натрия, хлорида железа (III)

Ход опыта.

1. В пять отдельных пробирок налейте по 5 мл растворов следующих солей: сульфат алюминия, ацетат аммония, раствор сульфида натрия, раствор  хлорида натрия, хлорида железа (III).

2. С помощью индикаторной бумажки определите pH для каждого раствора, пользуясь данными таблицы 2.1.[Приложение Г]

3. Подтвердите полученные данные реакции среды написанием соответствующих молекулярных и ионных уравнений гидролиза данных солей.

Влияние силы кислот, образующих соль, на степень ее  гидролиза.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками, раствор фенолфталеина раствор сульфита натрия; карбоната натрия.

Ход опыта.

В две пробирки налить2/3 объема дистиллированной воды. В одну пробирку внести  один микрошпатель сульфита натрия, в другую – карбоната натрия. По отсутствию выделения SO2 и CO2  убедиться, что гидролиз протекает лишь по первой ступени. В каждую пробирку добавить по одной капле фенолфталеина. Выяснить в растворе какой соли окраска фенолфталеина более интенсивна. Сделать вывод о влиянии силы кислот, образующих соль на степень ее гидролиза [Приложение Д, таблица 2.2] [5].
Влияние силы основания, образующего соль, на степень гидролиза.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками, универсальные индикаторные бумажки; раствор хлорида алюминия  и хлорида магния.

Ход опыта.

В две пробирки налить по 1 мл. растворов солей, образованных разными основаниями AlCl3 и MgCl2 Испытать растворы универсальной индикаторной бумажкой. По таблице  сравнить величины радиусов и зарядов катионов, образующих соли. Сделать вывод о влиянии силы оснований, образующих соль на степень ее гидролиза[5].
Влияние температуры на гидролиз

Приборы и реактивы: штатив с пробирками; пипетки на 5мл; раствор фенолфталеина; раствор ацетата натрия.

Ход опыта:

1. Растворить 0,3 г. ацетата натрия в 10 мл.  дистиллированной воды.

2. Прилить в пробирку  4 капли раствора фенолфталеина.

3. Содержимое пробирки разделить на две части. Одну из них оставить для сравнения, другую нагреть до кипения.

4. Отметить изменение окраски индикатора в одной из пробирок.

5. Дать пробирке охладиться и снова сравнить окраску индикатора в обеих пробирках[8].

6. Сделать вывод: Чем объясняется постепенное изменение окраски при нагревании и охлаждении?

2.1.6. Влияние разбавления раствора на степень гидролиза.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками; пипетки на 5мл; дистиллированная вода ; универсальный индикатор; раствор хлорида олова

Ход опыта:

1. В химический стакан налить 5 мл раствора хлорида олова.

2. Определить среду раствора универсальным индикатором, записать уравнение.

3. Добавить к раствору 5 мл. дистиллированной воды, зафиксировать наблюдения.

4. Сделать вывод. Написать уравнения реакции гидролиза[8] .

2.1.7. Гидролиз крахмала под влиянием амилазы слюны

Приборы и реактивы: штатив с пробирками; 0,5 % раствор крахмального клейстера, раствор слюны, раствор йода,  раствор йодида калия.

Ход опыта:

1. В пробирку поместить 5 капель 0,5 % раствора крахмального клейстера.

2. Добавить в пробирку такой – же объем слюны, тщательно размешать.

3. Через 1-2 минуты взять пипеткой каплю полученного раствора и нанести на предметное стекло.

4. Добавить 1 каплю разведенного раствора йода в йодиде калия, зафиксировать наблюдения.

5. Добавить к  полученному раствору щелочь и сульфат меди (II)(CuSO4).

6. Сделать выводы[14].

2.2. Обсуждение результатов

2.2.1. Уровень информированности учащихся

По результатам анкетирования учащихся старших классов [Приложения А] составлены диаграммы [Приложения Б]. Так, 45% учащихся имеют некоторые представления о явлении гидролиза, умеют составлять уравнения 18%. Только 30% знают о явлении гидролиза в природе и применении его человеком.

2.2.2. Различные случаи гидролиза

В реакцию гидролиза вступают соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием, сильной кислотой и слабым основанием, слабой кислотой и слабым основанием. Соли образованные сильной кислотой и сильным основанием гидролизу не подвергаются.

Результаты экспериментальных данных заношу в таблицу.

Таблица 2.3

Различные случаи гидролиза солей

Соль	Соль образована	Изменение цвета индикатора	рН	Среда	Тип гидролиза
основание	кислота	Фенол-фталеин	Универ- сальный индика-тор
Na2S	сильное	слабая	малиновый	фиолетовый	12	щелочная	по аниону
NaCl	сильное	сильная	-	жёлтый	6	нейтральная	гидролизу не подвергается
CH3COONH4	слабое	слабая	-	жёлтый	6	нейтральная	смешанный
Al2(SO4)3	слабое	сильная	-	тёмно-красный	1	кислая	по катиону
FeCl3	слабое	сильная	-	красно-оранжевый	3	кислая	по катиону

Соль Na2S образована сильным основанием и слабой кислотой следовательно, гидролиз протекает по аниону, результатом гидролиза по 1-й ступени – кислые соли. Среда щелочная.

Анионы слабой кислоты проявляют значительное поляризующее действие, являясь активными донорами электронов. Катионы сильного основания – слабые поляризаторы, следовательно, гидролиз протекает по аниону, среда раствора щелочная, водородный показатель больше 7.

Первая стадия гидролиза

Молекулярное уравнение:

Na2S + H2O ⇄ NaOH + NaHS

Полное ионное уравнение:

2Na+ + S2- + H2O ⇄ Na+ + OH - + Na+ + HS -

Краткое ионное уравнение:

S2- + H2O ⇄ HS - + OH -

Вторая стадия гидролиза

Молекулярное уравнение:

NaHS + H2O ⇄ NaOH + H2S

Полное ионное уравнение:

Na+ + HS - + H2O ⇄ Na+ + OH - + H2S

Краткое ионное уравнение:

HS - + H2O ⇄ H2S + OH -

Т. к. в результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH-), то раствор будет иметь щелочную среду (pH > 7).

Соли Al2(SO4)3 и FeCl3  образованы сильными кислотами и слабыми основаниями, следовательно, гидролиз протекает по катиону, результатом гидролиза по 1-й ступени – основные соли. Среда кислая.

Первая стадия гидролиза

Al2(SO4)3 + 2HOH ⇄ 2AlOHSO4 + H2SO4

2Al3+ + 3SO42- + 2HOH ⇄ 2AlOH2+ + 2SO42- + 2H+ + SO42-

Al3+ + HOH ⇄ AlOH2+ + H+

Вторая стадия гидролиза

2AlOHSO4 + 2H2O ⇄ (Al(OH)2)2SO4 + H2SO4

2AlOH2+ + 2SO42- + 2H2O ⇄ 2Al(OH)2+ + SO42- + 2H+ + SO42-

AlOH2+ + H2O ⇄ Al(OH)2+ + H+

Третья стадия гидролиза

(Al(OH)2)2SO4 + 2H2O ⇄ 2Al(OH)3 + H2SO4

2Al(OH)2+ + SO42- + 2H2O ⇄ 2Al(OH)3 + 2H+ + SO42-

Al(OH)2+ + H2O ⇄ Al(OH)3 + H+

Т. к. в результате гидролиза образовались ионы водорода (H+), то раствор будет имееть кислую среду (pH < 7).

Катионы слабых оснований обладают значительным поляризующим действием, а анионы сильной кислоты являются слабыми донорами электронов, следовательно, гидролиз протекает по катиону.

Соль CH3COONH4 образована слабым основанием и слабой кислотой (гидролиз протекает по катиону и аниону). Это имеет место при гидролизе соли СН3СООNH4 . Уравнение в ионной форме, pH ≈ 7:

NH4+ + CH3COO− + НОН ↔ NH4OH + СН3СООН

Образуются слабое основание и слабая кислота, степень диссоциации которых примерно одинакова, поэтому при протекании гидролиза среда раствора будет нейтральная.

2.2.3. Зависимость степени гидролиза от природы соли

В 2 пробирки налили дистиллированной воды. В 1-ю добавили сульфит натрия, во 2-ю карбонат натрия. Убедились, что выделение газов SO2 и CO2 не произошло, следовательно, гидролиз протекает лишь по первой ступени.

При добавлении фенолфталеина окраска интенсивнее в растворе Na2CO3, т. к. [OH-] больше.

Результаты эксперимента заношу в таблицу 

Таблица 2.4

Влияние силы кислот, образующих соль на степень гидролиза

Соль	Тип соли	Кд	Цвет ра-ра фенолфталеина	Среда
основание	кислота
Na2SO4	NaOH	H2SO3	1,3·10-2	светло-малиновый	слабощелочная
Na2CO3	NaOH	H2CO3	4,31·10-7	малиновый	щелочная

Данное явление объясняется различными величинами констант диссоциации

Кд(H2CO3) = 4,31 · 10-7 меньше Кд(H2CO3) = 1,3 · 10-2 ,следовательно, гидрокарбонат-ион сильнее связывает ион H+ и вызывает большее накапливание гидроксид - ионов.

Вывод: Чем меньше сила кислоты т. е. Константа диссоциации, тем больше степень гидролиза соли.

При исследовании  солей, образованных разными основаниями AlCl3 и MgCl2  выявили, что универсальный индикатор показывает сильнокислую реакцию в растворе хлорида алюминия и слабокислую в случае с хлоридом магния. Следовательно, гидролиз хлорида алюминия проходит в большей степени.

Результаты эксперимента заношу в таблицу

  Таблица 2.5

Влияние силы основания, образующего соль, на степень гидролиза 

Соль	Тип соли	Величина радиуса	Величина заряда	Среда
основание	кислота
MgCl2	Mg(OH)2	HCl	0,075 нм	2+	слабокислая
AlCl3	Al(OH)2	HCl	0,054 нм	3+	сильнокислая

Данное явление объясняется тем, что чем больше заряд иона и меньше радиус катиона, тем сильнее его поляризующее действие на молекулу воды, приводящее к появлению в растворе ионов H+.

Вывод: Чем слабее основание, участвующее в образовании соли, тем гидролиз протекает интенсивнее

2.2.3. Зависимость степени гидролиза от температуры

При добавлении в раствор ацетата натрия фенолфталеина, раствор продолжал оставаться бесцветным. При нагревании раствора соли наблюдается появление характерной для фенолфталеина в щелочной среде малиновой окраски, которая после охлаждения исчезает.

Вывод: При  повышении температуры степень гидролиза увеличивается, т. к. увеличивается диссоциация воды, что приводит к накоплению в растворе гидроксид - ионов.

2.2.3. Зависимость степени гидролиза от степени разбавления

Раствор соли хлорида олова (II) имеет кислую среду. Гидролиз прошел по

1-й ступени.

Первая стадия гидролиза

SnCl2 + HOH ⇄ SnOHCl + HCl

Sn2+ + 2Cl - + HOH ⇄ SnOH+ + Cl - + H+ + Cl -

Sn2+ + HOH ⇄ SnOH+ + H+

При добавлении равного объема дистиллированной воды выпадает обильный белый осадок. Значит гидролиз протекает и по2-й ступени. А это значит, что степень гидролиза при разбавлении раствора увеличилась.

Вторая стадия гидролиза

SnOHCl + H2O ⇄ Sn(OH)2 + HCl

SnOH+ + Cl - + H2O ⇄ Sn(OH)2 + H+ + Cl -

SnOH+ + H2O ⇄ Sn(OH)2 + H+

При разбавлении водой ионы олова и хлора отдаляются друг от друга, растет степень диссоциации, т. к возможность соединения этих ионов уменьшается, следовательно увеличивается степень гидролиза.

Т. к. в результате гидролиза образовались ионы водорода (H+), то раствор будет имееть кислую среду (pH < 7).

2.1.7. Гидролиз крахмала под влиянием амилазы слюны

Крахмал является химически инертным веществом. Для того чтобы оно вступило в реакцию, необходимо участие в этом процессе катализаторов. Амилаза слюны является именно таким катализатором. В том, что произошел ферментативный гидролиз крахмала можно убедиться по отрицательной реакции с йодом, то есть отсутствии синего или фиолетового окрашивания.

Схематически процесс расщепления крахмала под действием ферментов выглядит так: крахмал → растворимый крахмал (амилоза) → олигосахариды (декстрины) → дисахарид (мальтоза = солод) → б-глюкоза. Его можно выразить также уравнением:

(C6H10O5)n + nH2O +(кат.- фермент) = nC6H12O6

Теперь доказываем, что продукт гидролиза – глюкоза. Добавляем к полученному раствору щелочь и сульфат меди (II)(CuSO4). Осадок гидроксида меди не выпадает, раствор приобретает ярко-синюю окраску. Нагреваем и видим образование осадка терракотового (кирпичного) цвета – это значит, что в растворе есть глюкоза, которая образовалась в ходе гидролиза

ВЫВОДЫ

В широком смысле слова гидролиз – это реакция обменного разложения между различными веществами и водой. Гидролиз является одним из самых важных процессов в природе. Реакции, происходящие во время гидролизного процесса, широко используются в современных производственных процессах.

Гидролизу подвержены соединения различных классов. Наиболее изучен гидролиз неорганических солей.  В реакцию гидролиза вступают соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием, сильной кислотой и слабым основанием, слабой кислотой и слабым основанием. Соли образованные сильной кислотой и сильным основанием гидролизу не подвергаются.

На степень гидролиза влияет природа соли : чем меньше сила кислоты т. е. Константа диссоциации, тем больше степень гидролиза соли, чем слабее основание, участвующее в образовании соли, тем гидролиз протекает интенсивнее На степень гидролиза влияет увеличение температуры: при  повышении температуры степень гидролиза увеличивается, т. к. увеличивается диссоциация воды, что приводит к накоплению в растворе гидроксид - ионов. При разбавлении раствора соли растет степень диссоциации и  увеличивается степень гидролиза. Гидролиз органических веществ происходит в присутствии катализаторов (ферментов), которые разрывают химические связи. Освободившиеся валентности используются для присоединения групп Н+ и ОН– из молекул воды. При этом реакция среды не изменяется

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

, ,  «Настольная книга учителя. Химия 11 класс», Москва, «Дрофа», 2003г Общая химия. М.; Интеграл – Пресс, 2002г Химия: учеб. для студ. учреждений сред. проф.  образования  / - М.: Академия,2011. с. 82-92. , «Химия. 10 класс», Москва, «Оникс 21 век», 2004г Лекционные опыты по общей и неорганической химии. М.: 1976 ,   Учебник химии 9 класс. 13-е изд. - М.: 2009. -  191 с. , «Современные открытые уроки химии», Ростов-на –Дону, «Феникс», 2002г; Лекционные опыты по общей и неорганической химии. М.: «Гидролиз солей», «Химия», № 8, 2004г Энциклопедический словарь юного химика. М.; Педагогика, 1982 http://fb.ru/article/7871/gidroliz-soley-interesno-o-skuchnom http://road-crimea.narod.ru/2009/xameleon.htm http://harbinchemicals.com/primenenie_processa_gidr http://him.1september.ru/2004/08/21.htm