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  հավասարմամբ, որտեղ -ն հիդրոլիզվող նյութն է, -ն ու -ը՝ հիդրոլիզի վերջնանյութերը։ Աղերի հիդրոլիզի 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 հիդրոլիզը ընթանում է էլ ավելի լրիվ, որքան որ թույլ է աղն առաջացնող համապատասխան թթուն կամ հիմքը։

Որպես հիդրոլիզի օրինակ կարող է ծառայել ֆոսֆորի(III) քլորիդի փոխազդեցությունը ջրի հետ։ Այս փոխազդեցության արդյունքում առաջանում է ֆոսֆորային թթու և աղաթթու.

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 հիմքից

Այն աղերը, որոնք առաջացել են ուժող թթվից և ուժեղ հիմքից հիդրոլիզի չեն ենթարկվում։ Այս դեպքում չեզոքացումը բնութագրվում է հետևյալ կիսառեակցիայով. 

Իսկ հակառակ ռեակցիան՝ ջրի մոլեկուլի դիսոցումը իոնների, ընթանում է աննշան։

Դիտարկենք միավալենտ մետաղից և միահիմն թույլ թթվից առաջացած աղի հիդրոլիզը. Օրինակ վերցնենք նատրիումի ացետատը. , կամ էլ իոնամոլեկուլային ձևով՝ 

Հավասարումը ցույց է տալիս, որ այս դեպքում հիդրոլիզի ենթարկվում է աղի անիոնը, ինչը ուղեկցվում է  իոնների առաջացմամբ։ Բայց քանի որ ջրի իոնային արտադրյալը՝ , հաստատուն մեծություն է, ուրեմն  իոնների ավելացման հետ մեկտեղ,  իոնների կոնցենտրացիան նվազում է:Հետևաբար, այն աղերի լուծույթները, 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 արդյունքում առաջանում են  իոններ, օրինակ՝
 կամ 

 իոնների ավելացումը բերում է լուծույթում  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. 

Այս ռեակցիայի հավասարակշռության հաստատունն ունի հետևյալ տեսքը՝  K=[HA][MOH]/[MA][H2O]

Նոսր լուծույթներում ջրի կոնցենտրացիան իրենից ներկայացնում է հաստատուն մեծություն, նշանակելով K[H2O]=Kհ, կստանանք՝ K_h=[HA][MOH]/[MA]

 մեծությունը կոչվում է աղի հիդրոլիզի հաստատուն։ Սրա արժեքը բնութագրում է աղի՝ հիդրոլիզի ենթարկվելու ունակությունը. որքան մեծ է  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՝ K_h=K(H_2O)/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 ավելի 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։

K_h=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. K_h=K(H2O)/K(թթու)*K(հիմք)

Աղերի հիդրոլիզի 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, -ի) հիդրոլիզի դեպքում լուծույթը կունենա հիմնային ռեակցիա։ Դա բացատրվում է նրանով, որ թույլ թթվի անիոնը մասնակիորեն կապում է ջրի դիսոցմամբ առաջացած  իոնները, և լուծույթում մնում է  իոնների ավելցուկ՝ ։ Ուժեղ թթվից և թույլ հիմքից գոյացած աղի (օրինակ, ) լուծույթն ունի թթվային ռեակցիա ։ Եթե աղի կատիոնի (կամ անիոնի) լիցքը մեկից մեծ է, ապա հիդրոլիզը հաճախ բերում է թթու (կամ հիմնային) աղերի առաջացմանը՝ ։ Աղերի հիդրոլիզը քանակապես բնութագրող հիդրոլիզի աստիճանը () որոշվում է լուծույթում մոլեկուլների հիդրոլիզված մասի կոնցենտրացիայի և տվյալ աղի ընդհանուր կոնցենտրացիայի հարաբերությամբ։ Շատ դեպքերում -ն մեծ չէ։ Այսպես, նատրիումի քացախատի՝  և ամոնիումի քացախատի՝  0,1 մոլյարանոց լուծույթներում, 25°C-ում -ն համապատասխանաբար հավասար է 0,01% և 0,5%։ Ջերմաստիճանը բարձրացնելիս և լուծույթը նոսրացնելիս -ն մեծանում է։ Հիդրոլիզով է պայմանավորված բուֆերային համակարգերի գոյությունը։ Այդպիսի լուծույթներն ունեն ֆիզիոլոգիական կարևոր նշանակություն, որովհետև  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

Լուծույթներ
Քիմիական տեխնոլոգիա
Ջրի քիմիա