Гидролиз солей — это обменная реакция ионов соли с водой, в которой образуется слабый электролит и меняется среда раствора. Гидролизуются только соли, содержащие ион слабого основания или слабой кислоты: раствор такой соли становится кислым или щелочным (у соли слабого основания и слабой кислоты среда зависит от того, какой электролит слабее, и может быть почти нейтральной). Соль сильного основания и сильной кислоты (NaCl, K2SO4) не гидролизуется, среда остаётся нейтральной. Ниже — четыре типа солей, таблица-шпаргалка, ступенчатый и необратимый гидролиз с проверенными уравнениями и алгоритм для задач на среду раствора.
Для экзамена: в спецификации ЕГЭ 2026 гидролизу солей, ионному произведению воды и pH посвящено задание 21 (базовый уровень, краткий ответ, 1 балл); такое же задание есть в проекте демоверсии 2027. Таблица растворимости на экзамене разрешена, а списка сильных и слабых кислот и оснований среди материалов нет, поэтому его нужно знать.
Что такое гидролиз и какие соли гидролизуются
Вода слабо диссоциирует: H2O ⇌ H+ + OH−. В чистой воде при 25 °C ионов H+ и OH− поровну, pH = 7, а произведение их концентраций (ионное произведение воды) равно 10−14. Ионы растворённой соли могут связать один из ионов воды в слабый электролит. Тогда второго иона в растворе становится больше: избыток H+ даёт кислую среду (pH < 7), избыток OH− — щелочную (pH > 7).
Катион слабого основания связывает OH−, анион слабой кислоты — H+, поэтому нужно знать, какие кислоты и основания сильные.
- Сильные кислоты: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4.
- Слабые кислоты: H2S, H2SO3, H2CO3, H2SiO3, H3PO4 (в школьных задачах), HF, HNO2, HCN, CH3COOH.
- Сильные основания (щёлочи): LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2.
- Слабые основания: NH3·H2O и нерастворимые гидроксиды — Mg(OH)2, Al(OH)3, Zn(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3.
Запоминалка: кто сильнее, тот и задаёт среду. Сильное основание — щелочная среда, сильная кислота — кислая.
Четыре типа солей: среда раствора и индикаторы
Все четыре случая сведены в таблицу-шпаргалку.
| Соль образована | Примеры | Что гидролизуется | Среда |
|---|---|---|---|
| Сильное основание + сильная кислота | NaCl, KNO3, Na2SO4, BaCl2 | ничего, гидролиза нет | нейтральная, pH ≈ 7 |
| Сильное основание + слабая кислота | Na2CO3, K2S, Na3PO4, CH3COONa, Na2SO3, KNO2 | анион | щелочная, pH > 7 |
| Слабое основание + сильная кислота | NH4Cl, ZnCl2, AlCl3, CuSO4, Fe(NO3)3 | катион | кислая, pH < 7 |
| Слабое основание + слабая кислота | CH3COONH4, (NH4)2CO3, NH4F | катион и анион | зависит от относительной силы электролитов |
Среду проверяют индикаторами:
| Индикатор | Кислая среда | Нейтральная среда | Щелочная среда |
|---|---|---|---|
| Лакмус | красный | фиолетовый | синий |
| Метилоранж | розовый (красный) | оранжевый | жёлтый |
| Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | малиновый |
Фенолфталеин не отличает кислую среду от нейтральной: для этого нужен лакмус или метилоранж.
Цвета даны по школьной таблице. На самом деле метилоранж меняет окраску при pH 3,1–4,4, поэтому нейтральные и слабокислые растворы (например, NH4Cl, pH около 5) выглядят жёлто-оранжевыми; лакмус (переход около pH 5–8) для различения сред надёжнее.
Сильное основание и сильная кислота: гидролиза нет
NaCl диссоциирует на Na+ и Cl−. Оба иона происходят от сильных электролитов (NaOH и HCl) и не связывают ионы воды, поэтому равновесие воды не смещается.
Сильное основание и слабая кислота: гидролиз по аниону
Анион слабой кислоты забирает у воды H+, в растворе остаётся избыток OH−. Пример — ацетат натрия:
CH3COO− + H2O ⇌ CH3COOH + OH−
CH3COONa + H2O ⇌ CH3COOH + NaOH
Слабое основание и сильная кислота: гидролиз по катиону
Катион слабого основания забирает у воды OH−, в растворе остаётся избыток H+. Пример — хлорид аммония:
NH4+ + H2O ⇌ NH3·H2O + H+
NH4Cl + H2O ⇌ NH3·H2O + HCl
Слабое основание и слабая кислота: гидролиз по катиону и аниону
Гидролизуются оба иона, а среду определяет более слабый электролит: если слабее кислота — среда щелочная, если слабее основание — кислая, если силы близки — почти нейтральная. Ацетат аммония даёт среду около нейтральной, карбонат аммония — слабощелочную, фторид аммония — слабокислую.
CH3COO− + NH4+ + H2O ⇌ CH3COOH + NH3·H2O
Закрепите на заданиях. В теме «Растворы и электролиты» банка заданий Chemistar есть задания по диссоциации, pH и среде растворов солей с разборами — в формате части 1 ЕГЭ.
Ступенчатый гидролиз: Na2CO3, Na3PO4, ZnCl2, AlCl3, CuSO4
Если соль образована многоосновной кислотой или многокислотным основанием, гидролиз идёт ступенями: на каждой ион связывает один ион воды. Заметно идёт в основном первая ступень, потому что накопившиеся OH− или H+ подавляют следующие. Если задание требует все ступени, пишите их по порядку.
Гидролиз по аниону: карбонат и фосфат натрия
| Соль, ступень | Ионное уравнение | Молекулярное уравнение |
|---|---|---|
| Na2CO3, 1 | CO32− + H2O ⇌ HCO3− + OH− | Na2CO3 + H2O ⇌ NaHCO3 + NaOH |
| Na2CO3, 2 | HCO3− + H2O ⇌ H2CO3 + OH− | NaHCO3 + H2O ⇌ H2CO3 + NaOH |
| Na3PO4, 1 | PO43− + H2O ⇌ HPO42− + OH− | Na3PO4 + H2O ⇌ Na2HPO4 + NaOH |
| Na3PO4, 2 | HPO42− + H2O ⇌ H2PO4− + OH− | Na2HPO4 + H2O ⇌ NaH2PO4 + NaOH |
| Na3PO4, 3 | H2PO4− + H2O ⇌ H3PO4 + OH− | NaH2PO4 + H2O ⇌ H3PO4 + NaOH |
Среда обоих растворов щелочная. Вторая ступень у карбоната практически не заметна: накопившиеся OH− подавляют её, а константа гидролиза по второй ступени примерно на четыре порядка меньше, чем по первой.
Гидролиз по катиону: хлориды цинка и алюминия, сульфат меди
| Соль, ступень | Ионное уравнение | Молекулярное уравнение |
|---|---|---|
| ZnCl2, 1 | Zn2+ + H2O ⇌ ZnOH+ + H+ | ZnCl2 + H2O ⇌ ZnOHCl + HCl |
| ZnCl2, 2 | ZnOH+ + H2O ⇌ Zn(OH)2 + H+ | ZnOHCl + H2O ⇌ Zn(OH)2 + HCl |
| AlCl3, 1 | Al3+ + H2O ⇌ AlOH2+ + H+ | AlCl3 + H2O ⇌ AlOHCl2 + HCl |
| AlCl3, 2 | AlOH2+ + H2O ⇌ Al(OH)2+ + H+ | AlOHCl2 + H2O ⇌ Al(OH)2Cl + HCl |
| AlCl3, 3 | Al(OH)2+ + H2O ⇌ Al(OH)3 + H+ | Al(OH)2Cl + H2O ⇌ Al(OH)3 + HCl |
| CuSO4, 1 | Cu2+ + H2O ⇌ CuOH+ + H+ | 2CuSO4 + 2H2O ⇌ (CuOH)2SO4 + H2SO4 |
| CuSO4, 2 | CuOH+ + H2O ⇌ Cu(OH)2 + H+ | (CuOH)2SO4 + 2H2O ⇌ 2Cu(OH)2 + H2SO4 |
Среда растворов кислая. У сульфата меди в молекулярной форме нужны коэффициенты 2, потому что в формуле основной соли (CuOH)2SO4 два катиона меди.
Необратимый и совместный гидролиз
Обычный гидролиз обратим, но бывает и полным. Соли слабого нерастворимого основания и слабой летучей или нерастворимой кислоты — Al2S3, Cr2S3 — водой разлагаются полностью: осадок и газ уходят из системы. В растворе таких солей нет, их получают сплавлением простых веществ, а в таблице растворимости на пересечении Al3+ и S2− стоит прочерк. Знак обратимости здесь заменяют на «=»:
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
Cr2S3 + 6H2O = 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
В проекте демоверсии ЕГЭ 2027 гидролиз сульфида алюминия в задании 17 относят к реакциям обмена, необратимым.
Совместный гидролиз идёт при смешивании растворов двух солей, одна из которых гидролизуется по катиону (Al3+, Cr3+, Fe3+), а другая — по аниону (CO32−, S2−). Ионы H+ и OH− связываются в воду, обе реакции усиливают друг друга и доходят до конца. Продукты — гидроксид и летучая кислота (или её продукт распада), а не соль: карбоната и сульфида алюминия в растворе нет.
Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4
2Al3+ + 3CO32− + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaCl
Al2(SO4)3 + 3Na2SO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3SO2↑ + 3Na2SO4
Исключение — Fe3+ с S2−: идёт ОВР (2Fe3+ + S2− = 2Fe2+ + S↓), а не совместный гидролиз.
Как смещать равновесие гидролиза
Нейтрализация идёт с выделением теплоты, поэтому обратный ей гидролиз эндотермичен. Дальше работает принцип Ле Шателье.
| Воздействие | Результат |
|---|---|
| Нагревание | Гидролиз усиливается: при кипячении раствора хлорида железа(III) образуется бурый Fe(OH)3 |
| Разбавление водой | Степень гидролиза растёт, но концентрация H+ или OH− падает, и pH приближается к 7 |
| Добавление кислоты | Гидролиз по катиону подавляется (растворы солей Al, Zn, Fe подкисляют, чтобы они не мутнели); гидролиз по аниону усиливается, у карбоната выделяется CO2 |
| Добавление щёлочи | Гидролиз по аниону подавляется; гидролиз по катиону усиливается вплоть до осадка гидроксида |
Алгоритм решения задач на среду раствора
- «Разберите» соль на основание и кислоту: Na2S — это NaOH и H2S, ZnCl2 — Zn(OH)2 и HCl.
- Определите силу каждого электролита по спискам из начала статьи.
- Выберите тип: оба сильные — нейтральная среда; сильное основание и слабая кислота — щелочная; слабое основание и сильная кислота — кислая; оба слабые — сравните силу.
- Если нужно расставить растворы по pH при одинаковой концентрации, помните порядок: сильная кислота < соль слабого основания < нейтральная соль < соль слабой кислоты < щёлочь. Внутри одного типа гидролиз сильнее у соли, образованной более слабым электролитом.
- Для уравнения запишите гидролизующийся ион и слабый электролит, затем проверьте атомы и заряды.
Пример. Расположите растворы одинаковой концентрации в порядке возрастания pH: KOH, NaCl, NH4Cl, K2CO3, HNO3. HNO3 — сильная кислота, pH самый низкий. NH4Cl гидролизуется по катиону: среда кислая, но слабее. NaCl нейтрален. K2CO3 гидролизуется по аниону: среда щелочная. KOH — сильная щёлочь, pH самый высокий. Ответ: HNO3 → NH4Cl → NaCl → K2CO3 → KOH. В демоверсии ЕГЭ 2026 задание 21 устроено так же: определить характер среды и расставить растворы по возрастанию pH.
Типичные ошибки
- «Гидролизуются все соли». NaCl, K2SO4, BaCl2, Ca(NO3)2 не гидролизуются.
- Похожие формулы. Na2SO4 нейтрален, а Na2SO3 щелочной (H2SO3 слабая); так же NaNO3 и NaNO2.
- Неверный ион справа. При гидролизе по катиону справа H+, по аниону — OH−.
- Не тот знак. Обратимый гидролиз — «⇌», полный (Al2S3) — «=».
- Сразу «конец» вместо ступеней. Запись Na2CO3 + 2H2O = H2CO3 + 2NaOH со знаком «=» неверна: гидролиз карбоната обратим и идёт в основном по первой ступени.
- Кислые соли по шаблону. NaHSO4 даёт кислую среду (ион HSO4− отщепляет H+), NaHCO3 — слабощелочную.
Частые вопросы
Какие соли не подвергаются гидролизу?
Образованные сильным основанием и сильной кислотой: NaCl, KNO3, Na2SO4, BaCl2, CaBr2. Среда их растворов нейтральная.
Почему раствор соды щелочной, если в нём нет NaOH?
Карбонат-ион связывает H+ из воды и превращается в HCO3−, а OH− остаются в избытке. Фенолфталеин в таком растворе малиновый.
Чем гидролиз отличается от диссоциации?
Диссоциация — распад вещества на ионы. Гидролиз — реакция этих ионов с водой. Сначала Na2CO3 диссоциирует на 2Na+ и CO32−, затем карбонат-ион вступает в гидролиз.
Какая среда у соли слабой кислоты и слабого основания?
Зависит от того, какой электролит слабее: слабее кислота — среда щелочная, слабее основание — кислая, силы близки — почти нейтральная.
Гидролиз обратим или необратим?
Как правило, обратим, и уравнения пишут со знаком «⇌». Необратимым он становится, когда образуются нерастворимый гидроксид и газ: Al2S3 или смесь Al2(SO4)3 с Na2CO3.
Вывод
Для гидролиза достаточно трёх навыков: знать, какие кислоты и основания сильные, а какие слабые, помнить правило «кто сильнее, тот и задаёт среду» и писать ступени гидролиза с проверкой зарядов. Полный гидролиз Al2S3 и совместный гидролиз с карбонатом — особые случаи, где вместо соли образуются гидроксид и газ.
Отработайте на практике. В банке заданий Chemistar более 2300 заданий по химии с разборами, все в формате части 1 ЕГЭ. Составили уравнение гидролиза? Валидатор реакций (после регистрации) проверит баланс атомов в молекулярном уравнении, например Na2CO3 + H2O = NaHCO3 + NaOH. Ионы с зарядами, знаки ↑ ↓ и точку в NH3·H2O он не принимает, поэтому ионное уравнение и заряды сверяйте сами. Попробуйте 7 дней бесплатно, тарифы: 590 ₽ за месяц, 1490 ₽ за 3 месяца, 4990 ₽ за год.
