Հիդրոլիզ

Հիդրոլիզ (< հուն, հիդրո—ջուր և λύόις—քայքայում, տրոհում), ջրատարրալուծում, իոնափոխանակման ռեակցիա ջրի և տարբեր նյութերի միջև։ 
Հիդրոլիզ կոչվում է ջրի և նյութերի այն փոխազդեցությունը, որի արդյունքում նյութի բաղադրիչ մասերը միանում են ջրի բաղադրիչ մասերի հետ։
Ընդհանուր ձևով հիդրոլիզ կարելի է պատկերել AB+HOH→←AH+BOH հավասարմամբ, որտեղ AB-ն հիդրոլիզվող նյութն է, AH-ն ու BOH-ը՝ hիդրոլիզի վերջնանյութերը։
Որպես հիդրոլիզի օրինակ կարող է ծառայել ֆոսֆորի(III) քլորիդի փոխազդեցությունը ջրի հետ։ Այս փոխազդեցության արդյունքում առաջանում է ֆոսֆորային թթու և աղաթթու.
PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl
Հիդրոլիզի կարող են ենթարկվել տարբեր դասերի նյութեր՝ հիմքեր, աղեր և այլն։


=== Աղերի հիդրոլիզը ===
Դիտարկենք աղերի հիդրոլիզը. 
Թույլ թթվի և թույլ հիմքի մասնակցությամբ ընթացքող չեզոքացման ռեակցիաները մինչև վերջ չեն ընթանում։ Սա նշանակում է, որ ինչ որ չափով ընթանում է նաև հակադարձ ռեակցիա(առաջացած աղի և ջրի փոխազդեցություն), որի արդյունքում առաջանում են հիմք և թթու։ Սա էլ հենց իրենից ներկայացնում է աղերի հիդրոլիզը։ Հիդրոլիզի ենթարկվում են այնպիսի աղեր, որոնք առաջացել են

ուժող թթվից և թույլ հիմքից
ուժեղ հիմքից և թույլ թթվից
թույլ թթվից և թույլ հիմքիցԱյն աղերը, որոնք առաջացել են ուժող թթվից և ուժեղ հիմքից հիդրոլիզի չեն ենթարկվում:Այս դեպքում չեզոքացումը բնութագրվում է հետևյալ կիսառեակցիայով.
H++OH-=H2O
Իսկ հակառակ ռեակցիան՝ ջրի մոլեկուլի դիսոցումը իոնների, ընթանում է աննշան։
Դիտարկենք միավալենտ մետաղից և միահիմն թույլ թթվից առաջացած աղի հիդրոլիզը. Օրինակ վերցնենք նատրիումի ացետատը.
CH3COONa+H2O→←CH3COOH+NaOH, կամ էլ իոնամոլեկուլային ձևով՝ CH3COO-+H2O→←CH3COOH+OH-Հավասարումը ցույց է տալիս, որ այս դեպքում հիդրոլիզի ենթարկվում է աղի անիոնը, ինչը ուղեկցվում է OH- իոններկ առաջացմամբ։ Բայց քանի որ ջրի իոնային արտադրյալը՝ [H+][OH-], հաստատուն մեծություն է, ուրեմն OH- իոնների ավելացման հետ մեկտեղ, H+ իոնների կոնցենտրացիան նվազում է:Հետևաբար, այն աղերի լուծույթնրը, որոնք առաջացել են թույլ թթվից և ուժեղ հիմքից, ունեն հիմնային ռեակցիա։ Նման կերպով, այն աղերի դեպքում, որոնք առաջացել են թույլ հիմքից և ուժեղ թթվից, հիդրոլիզի է ենթարկվում աղի կատիոնը, որի արդյունքւոմ առաջանում են H+ իոններ, օրինակ՝
NH4Cl+H2O→←NH4OH+HCl կամ NH4++H2O→←NH4OH+H+H+ իոնների ավելացումը բերում է լուծույթում OH- իոնների կոնցենտրացիայի նվազման։ Այսպիսով, այն աղերի ջրային լուծույթները, որոնք առաջացել են թույլ հիիմքից և ուժեղ թթվից, ունեն թթվային միջավայր։
Վերոնշյալ օրինակներում հիդրոլիզի ենթարկվում  է լուծույթում գտնվող աղի ոչ ամբողջ քանակությունը, այլ նրա մի մասը։ Այլ կերպ ասած լուծույթում հաստատվում է հավասարակշռություն աղի և նրա առաջացրած հիմքի և թթվի միջև։ Նյութի մասնաբաժինը, որը ենթարկվում է հիդրոլիզի(հիդրոլիզի աստիճան), կախված է այդ հավասարակշռության հաստատունից, ինչպես նաև ջերմաստիճանից և աղի կոնցենտրացիայից։
Ենթադրենք հիդրոլիզի ռեակցիայի հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը.
MA+H2O→←HA+MOH
Այս ռեակցիայի հավասարակշռության հաստատունն ունի հետևյալ տեսքը՝  

  
    
      
        
          K
          
            =
          
          
            [
            HA
            ]
          
          
            [
            MOH
            ]
          
          
            /
          
          
            [
            MA
            ]
          
          
            [
            
              H
              
                2
              
              
                
              
            
            O
            ]
          
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {K=[HA][MOH]/[MA][H2O]}}}
  
Նոսր լուծույթներում ջրի կոնցենտրացիան իրենից ներկայացնում է հաստատուն մեծությւոն, նշանակելով 
  
    
      
        
          K
          
            [
            
              H
              
                2
              
              
                
              
            
            O
            ]
          
          
            =
          
          K
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {K[H2O]=K}}}
  հ, կստանանք՝

  
    
      
        
          Kh
          
            =
          
          
            [
            HA
            ]
          
          
            [
            MOH
            ]
          
          
            /
          
          
            [
            MA
            ]
          
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {Kh=[HA][MOH]/[MA]}}}
  
Kհ մեծությունը կոչվում է աղի հիդրոլիզի հաստատուն։ Սրա արժեքը բնութագրում է աղի՝ հիդրոլիզի ենթարկվելու ունակությունը. որքան մեծ է Kհ, այնքան ավելի խորությամբ է տեղի ունենում հիդրոլիզը(միևնույն ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում)։
Այն աղերի դեպքում, որոնք առաջացել են թույլ թթվից և ուժեղ հիմքից, հիդրոլիզի հաստատունը կապված է թթվի դիսոցման հաստատունից(Kթթու) հետևյալ բանաձևով՝

  
    
      
        
          Kh
          
            =
          
          K
          
            (
            
              H
              
                2
              
              
                
              
            
            O
            )
          
          
            /
          
          K
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {Kh=K(H2O)/K}}}
  (թթու)
Այս հավասարումը ցույց է տալիս, որ ինչքան մեծ է Kh, այնքան փոքր է K(թթու). Այլ կերպ ասած՝ որքան թույլ է թթուն, այնքան ավեի խորությամբ է ընթանում նրա առաջացրած աղերի հիդրոլիզը։
Այն աղերի համար, որոնք առաջացել են թույլ հիմքից և ուժեղ թթվից, նման հարաբերությամբ կապվում են հիդրոլիզի հաստատունը  և հիմքի դիսոցման հաստատունը՝ Kհիմք։
  
    
      
        
          Kh
          
            =
          
          K
          
            (
            
              H
              
                2
              
              
                
              
            
            O
            )
          
          
            /
          
          K
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {Kh=K(H2O)/K}}}
  (հիմք)
Այս պատճառով, որքան թույլ է հիմքը, այնքան ավելի խորությամբ է ընթանում նրա առաջացրած աղի հիդրոլիզը։
Թույլ թթվից և թույլ հիմքից առաջացած աղերի դեպքում հիդրոլիզի հաստատունը կապվում է հիմքի և թթվի դիսոցման հաստատունների հետ հետևյալ բանաձևով.

  
    
      
        
          Kh
          
            =
          
          K
          
            (
            
              H
              
                2
              
              
                
              
            
            O
            )
          
          
            /
          
          K
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {Kh=K(H2O)/K}}}
  (թթու)*
  
    
      
        
          K
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {K}}}
  (հիմք)Աղերի hիդրոլիզի պրոցեսում հավասարակշռությունը ենթարկվում է զանգվածների ներգործության օրենքին։ Եթե հիդրոլիզի արդյունքում առաջանում է անլուծելի կամ հեշտ ցնդող նյութ, ապա ելային աղն ամբողջովին տրոհվում է։ Մնացած դեպքերում աղերի հիդրոլիզ ընթանում է էլ ավելի լրիվ, որքան որ թույլ է աղն առաջացնող համապատասխան թթուն կամ հիմքը։ Թույլ թթվից և ուժեղ հիմքից գոյացած աղի (օրինակ, KCN-ի) հիդրոլիզի դեպքում լուծույթը կունենա հիմնային ռեակցիա։ Դա բացատրվում է նրանով, որ թույլ թթվի անիոնը մասնակիորեն կապում է ջրի դիսոցմամբ առաջացած H+ իոնները, և լուծույթում մնում է OH- իոնների ավելցուկ՝ K++CN++HOH→←HCN+K++OH-։ Ուժեղ թթվից և թույլ հիմքից գոյացած աղի (օրինակ, NH4Cl) լուծույթն ունի թթվային ռեակցիա (NH4++Cl-+HOH→←NH4OH+H++Cl-)։ Եթե աղի կատիոնի (կամ անիոնի) լիցքը մեկից մեծ է, ապա հիդրոլիզը հաճախ բերում է թթու (կամ հիմնային) աղերի առաջացմանը՝ CuCl2→Cu (OH)Cl→Cu (OH)2։ Աղերի հիդրոլիզը քանակապես բնութագրող հիդրոլիզի աստիճանը (α) որոշվում է լուծույթում մոլեկուլների հիդրոլիզված մասի կոնցենտրացիայի և տվյալ աղի ընդհանուր կոնցենտրացիայի հարաբերությամբ։ Շատ դեպքերում α-ն մեծ չէ։ Այսպես, նատրիումի քացախատի՝ CH3COONa և ամոնիումի քացախատի՝ CH3COONH4 0, 1 մոլյարանոց լուծույթներում, 25 °C-ում α-ն համապատասխանաբար հավասար է 0,01% և 0,5%։ Ջերմաստիճանը բարձրացնելիս և լուծույթը նոսրացնելիս α-ն մեծանում է։ Հիդրոլիզով է պայմանավորված բուֆերային համակարգերի գոյությունը։ Այդպիսի լուծույթներն ունեն ֆիզիոլոգիական կարևոր նշանակություն, որովհետև H+ իոնների հաստատուն կոնցենտրացիան անհրաժեշտ է օրգանիզմի բնականոն կենսագործունեության համար։ Աղերի հիդրոլիզի հետ են կապված նաև երկրակեղևի երկրաբանական մի շարք փոփոխությունները, միներալների առաջացումը, բնական ջրի և հողի ձևավորումը։


== Ծանոթագրություններ ==


== Արտաքին հղումներ ==
Նատրիումի ացետատի հիդրոլիզ, տեսափորձ