«двуликостью».
ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ
Гилролизом соли называется реакция её взаимодействия с водой. В зависимости от относительной силы кислоты и основания, из которых образована данная соль, различают четыре случая:
1. Соль образована сильной кислотой и сильным основанием (NaCl, Ba(NO3)2). Такие соли гидролизу не подвержены. Раствор имеет нейтральную реакцию среды.
2. Соль образована сильной кислотой и слабым основанием (CuSO4, NH4Cl). В этом случае протекает гидролиз по катиону: NH4++H2O «NH3+Н3О+, или NH4Cl+Н2О«NH3•Н2О+HCl. Реакция среды — кислая. Для предотвращения гидролиза такой соли раствор необходимо подкислить.
3. Соль образована слабой кислотой и сильным основанием (Na2CO3, K2SiO3). Гидролиз идёт по аниону: SiO2-3+2H2O«H2SiO3¯+2OH-, или K2SiO3+2Н2О«H2SiO3¯+2KOH. Реакция среды — щелочная. Для предотвращения гидролиза необходимо добавить в раствор щёлочь. Средние соли такого типа, например карбонат натрия, подвержены гидролизу в большей степени, чем соответствующие кислые (гидрокарбонат натрия). Именно поэтому в медицинских целях используют NaHCO3 (питьевая сода), растворы которой имеют слабощелочную реакцию среды, а для стирки — Na2CO3 (стиральная сода).
4. Соль образована слабой кислотой и слабым основанием. В этом случае гидролиз протекает и по катиону, и по аниону: 2NH4++CO2-3+2Н2О«2NH3•Н2О+Н2СО3, или (NH4)2CO3+Н2О«2NH3•Н2О+Н2СО3. В результате среда раствора обычно остаётся близкой к нейтральной.
В ряде случаев гидролиз протекает необратимо (как говорят, идёт до конца). Так, при смешении растворов карбоната натрия и сульфата меди выпадает голубой осадок гидратированной основной соли, которая при нагревании теряет часть кристаллизационной воды и приобретает зелёный цвет — превращается в безводный основной карбонат меди — малахит:
2CuSO4+2Na2CO3+Н2О = (CuOH)2CO3¯+2Na2SO4+СО2.
Из-за гидролиза средний карбонат меди (CuСО3) из водных растворов выделить не удаётся (его получают, нагревая оксид меди под высоким давлением в атмосфере углекислого газа: CuО+СО2=CuСО3).
При смешении растворов сульфида натрия и хлорида алюминия гидролиз также идёт до конца:
2AlCl3+3Na2S+6Н2О=2Аl(ОН)3¯+3H2S+6NaCl.
Поэтому Al2S3 нельзя выделить из водного раствора. Эту соль получают из простых веществ: 2AI + 3S = AI2S3.
Щелочами в старину называли вещества, растворы которых мылки на ощупь. Щёлочи (первоначально к ним относили также соли угольной кислоты — соду и поташ) использовались в мыловарении, производстве стекла, при окраске тканей. Позже научились производить едкие щёлочи — гидроксиды щелочных металлов. В 1643 г. Я. Б. ван Гельмонт описал «насыщение» щелочей кислотами с образованием солей. В современной записи это реакция нейтрализации, например КОН + HCl=KCl+Н2О. Теперь вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп ОН, называют основаниями. А термин «щёлочь» закрепился за основаниями, растворимыми в воде, — гидроксидами щелочных и щёлочно-земельных металлов.
ТЕОРИЯ АРРЕНИУСА
Новый этап в развитии представлений о кислотах и основаниях связан с созданием теории электролитической диссоциации, разработанной в 1887 г. С. Аррениусом. Согласно этой теории, кислоты, основания и соли в водных растворах диссоциируют (от лат. dissociatio — «разлагаю»), т. е. распадаются на ионы, благодаря чему раствор становится электропроводным. Такие вещества были названы электролитами (от греч. «литос» — «растворённый»). Однако не все электролиты в водных растворах существуют исключительно в виде ионов. Так, например, в растворах уксусной кислоты количество недиссоциированных молекул во много раз превышает число молекул, которые распались на ионы.
С позиции теории Аррениуса кислотой называют электролит, диссоциирующий в водном растворе с образованием катионов лишь одного типа — ионов водорода. Аналогично, основание — это электролит, образующий при диссоциации лишь один тип анионов — гидроксид-ионы. (Более подробно о теории Аррениуса см. статью «Его Величество Раствор».)