K ME ไฮโดรไลซิส

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสของเกลือ

ไฮโดรไลซีสของเกลือ หมายถึง ปฏิกิริยาระหว่างเกลือกับน้ำ เกลือเป็นอิเล็กโทรไลต์แก่ เมื่อเกลือละลายในน้ำ เกลือจะแตกตัวออกเป็นไอออนบวกและไอออนลบทั้งหมด ดังนั้น สมบัติของสารละลายของเกลือ จึงขึ้นอยู่กับไอออนบวกและไอออนลบในสารละลายนั้น ไอออนบางตัวสามารถที่จะทำปฏิกิริยากับน้ำและให้ H⁺ หรือ OH^- ได้ ปฏิกิริยานี้จึงเรียกว่า ปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส เช่น

- ไอออนลบ เช่น X^- เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ จะเขียนสมการได้ดังนี้

X^- (aq) + H₂O (l) HX (aq) + OH^- (aq)

จะเห็นว่าจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสของไอออนลบ X^- ที่เกิดขึ้น X- (aq) จะรับ H⁺ จากน้ำแล้วได้ OH^- (aq) ดังนั้นสารละลายที่ได้จึงมีสมบัติเป็นเบส

- สำหรับไอออนบวก เช่น NH₄⁺(aq) เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ จะเขียนสมการได้ดังนี้

NH₄⁺ (aq) + H₂O(l) NH₃ (g) + H₃O⁺ (aq)

จะเห็นว่าจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสของไอออนบวก NH₄⁺(aq) ที่เกิดขึ้น NH₄⁺ จะให้โปรตอนกับ H₂O (l) แล้วได้ H₃O⁺ (aq) ดังนั้นสารละลายที่ได้จึงมีสมบัติเป็นกรด
ดังนั้นจึงอาจสรุปได้ว่า “ถ้าไอออนลบของเกลือเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสจะทำให้สารละลายแสดงสมบัติความเป็นเบส และถ้าไอออนบวกของเกลือเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส จะทำให้สารละลายแสดงสมบัติความเป็นกรด”

-  การพิจารณาว่าไอออนลบใดจะเกิดไฮโดรไลซีสหรือไม่นั้นมีหลักพิจารณาดังนี้

1. ถ้าเป็นไอออนลบของกรดแก่ เช่น Cl^-, Br^- , I^- , NO₃^- , และ ClO₄^- จะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ดังนั้น จะไม่มีผลต่อค่าความเป็นกรด-เบสของสารละลาย
2. ไอออนลบของกรดอ่อน เช่น CH₃COO^- , ClO^- , CN^- , และ CO₃^2- สามารถรับโปรตอนจากน้ำเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสได้สารละลายที่เป็นเบส เช่น ปฏิกิริยาของ CH₃COO^- กับน้ำ

CH₃COO^- (aq) + H₂O (l) CH₃COOH (aq) + OH^- (aq)

-  การพิจารณาว่าไอออนบวกใดจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสหรือไม่มีหลักพิจารณาดังนี้

1. ไอออนบวกของโลหะหมู่ IA หรือ IIA (ยกเว้น Be) ได้แก่ Li+ , Na+ , K+ , Mg2+ , Ca2+ และ Ba2+ จะไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส รวมทั้งไอออนบวกของเบสแก่ทั้งหมด

2. แอมโมเนียมไอออนของเกลือแอมโมเนียมจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส และทำให้สารละลายเป็นกรด

1. การไฮโดรไลซีสของเกลือที่เกิดจากกรดแก่และเบสแก่

เกลือประเภทนี้เมื่อละลายในน้ำจะไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสกับน้ำ ทั้งนี้เพราะ ทั้งไอออนบวกที่มาจากเบสแก่ และไอออนลบที่มจากกรดแก่ ต่างก็ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ เช่น NaCl เมื่อละลายน้ำได้ Na⁺ และ Cl^- ทั้ง Na⁺ ซึ่งมาจากเบสแก่ และ Cl^- ซึ่งมาจากกรดแก่ HCl จะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ไม่มีผลต่อค่า pH ของสารละลาย สารละลายจึงเป็นกลาง คือมี [H₃O⁺] และ [OH^-] ที่แตกตัวจากน้ำมีปริมาณเท่ากัน pH ของสารละลายเท่ากับ 7

2. การไฮโดรไลซีสของเกลือที่เกิดจากกรดอ่อนกับเบสแก่

เกลือประเภทนี้เมื่อละลายน้ำจะได้ไอออนลบที่มาจากกรดอ่อนที่มีสมบัติเป็นคู่เบสที่แรงพอสมควร ไอออนลบที่เกิดขึ้นจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสกับน้ำได้ OH^- ไอออนทำให้สารละลายแสดงสมบัติความเป็นเบส
ตัวอย่างเช่น NaClO เมื่อละลายน้ำจะให้ Na⁺ และ ClO^- ดังนี้

NaClO (s) Na⁺ (aq) + ClO^- (aq)
ClO^- จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส โดยรับโปรตอนจากน้ำได้เป็น HClO และ OH^- ตามสมการ

ClO^- (aq) + H₂O (l) HClO (aq) + OH^- (aq)

สำหรับ Na⁺ (aq) ไอออน ซึ่งมาจากเบสแก่ NaOH ไม่เกิดการไฮโดรไลซีส
ดังนั้นสารละลายที่เกิดจากการละลายของเกลือ NaClO ในน้ำแล้วเกิดการไฮโดรไลซีสของ ClO^- (aq) จะได้ OH^- ไอออน จึงแสดงสมบัติเป็นเบส pH ของสารละลายมีค่ามากกว่า 7

3. การไฮโดรไลซีสของเกลือที่เกิดจากกรดแก่กับเบสอ่อน

เกลือประเภทนี้เมื่อละลายน้ำจะให้ไอออนบวกที่มาจากเบสที่เป็นคู่กรด ที่มีความแรงพอสมควร ไอออนบวกนี้จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสกับน้ำให้ H₃O⁺ ทำให้สารละลายแสดงสมบัติเป็นกรด
ส่วนไอออนลบซึ่งมาจากกรดแก่ ไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส ตัวอย่างเช่น
NH₄Cl ซึ่งเกิดจากกรดแก่ HCl กับเบสอ่อน NH₃
NH₄Cl แตกตัวในน้ำได้ NH₄⁺ และ Cl^- ทั้งหมด

NH₄Cl (aq) NH₄⁺ (aq) + Cl^- (aq)

Cl^- ไม่เกิดการไฮโดรไลซีส แต่ NH₄⁺ เกิดไฮโดรไลซีส โดย NH₄⁺ จะให้โปรตอนกับ H₂O ได้เป็น NH₃(aq) และ H₃O (aq) ดังสมการ

NH₄⁺ (aq) + H₂O (l) NH₃ (aq) + H₃O+ (aq)

จะเห็นได้ว่าผลจากการไฮโดรไลซีสของ NH₄Cl จะได้ H₃O+ ดังนั้นสารละลายของเกลือ NH₄Cl จึงแสดงสมบัติเป็นกรด pH ของสารละลายมีค่าน้อยกว่า 7

4.การไฮโดรไลซีสของเกลือที่เกิดจากกรดอ่อนและเบสอ่อน

เกลือประเภทนี้เมื่อละลายน้ำได้ไอออนบวกและไอออนลบ ซึ่งไอออนทั้งสองนี้ สามารถเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสได้ทั้งคู่ ไอออนบวกของเกลือจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสได้ H₃O+ ส่วนไอออนลบได้ OH^- ดังนั้นความเป็นกรด-เบสของสารละลายจึงขึ้นอยู่กับว่าไอออนบวกหรือไอออนลบเกิดปฏิกิริยาการไฮโดรไลซีสได้ดีกว่ากัน โดยพิจารณาจากค่าคงที่ของการแตกตัวของคู่เบส (Kb) (ไอออนลบ) หรือค่าคงที่การแตกตัวของคู่กรด Ka (ไอออนบวก)
ตัวอย่างเช่น เกลือ NH₄CN ที่เกิดจากกรดอ่อน HCN และเบสอ่อน NH₄OH
NH₄OH แตกตัวในน้ำให้ NH₄⁺ และ CN^- ดังสมการ

NH₄CN (aq) NH₄⁺(aq) + CN^-(aq)

NH₄⁺ และ CN^- เกิดปฏิกิริยาการไฮโดรไลซีสดังนี้

NH₄⁺ (aq) + H₂O (l) NH₃ (aq) + H₃O+(aq) ; K_a = 5.6 x 10-10
CN^- (aq) + H₂O (l) HCN (aq) + OH^- (aq) ; K_b = 5.6 x 10-5

เนื่องจาก ค่า K_b> K_a ดังนั้นแสดงว่า CN^- เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสให้ OH^- ได้ดีกว่า NH₄⁺ ดังนั้น [OH^-] > [NH₃] สารละลายของเกลือ NH₄CN จึงแสดงสมบัติเป็นเบส pH มีค่ามากกว่า 7