Гидролиз катионов и анионов протекает быстро, так как относится к реакциям ионного обмена.

ГИДРОЛИЗ

ОСАДКООБРАЗОВАНИЕ

ХИМИЧЕСКОЕ САМООЧИЩЕНИЕ

Процессы перераспределения ЗВ в водной среде могут сопровождаться их химической трансформацией. При этом трансформация может осуществляться как в растворенном, так и в сорбированном состояниях. Рассмотрим некоторые процессы трансформации ЗВ в природных водах.

 

Многие загрязняющие вещества являются слабыми кислотами или основаниями и участвуют в кислотно-основных превращениях. Соли, образованные слабыми основаниями или слабыми кислотами, подвергаются гидролизу. Соли, образованные слабыми основаниями,. гидролизуются по катиону, соли, образованные слабыми кислотами, – по аниону. Гидролизу подвергаются катионы ТМ , Fe3+, Al3+:

Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+

Al3+ + HOH ↔ AlOH2+ + H+

Cu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+

Pb2+ + HOH ↔ PbOH+ + H+.

Эти процессы вызывают подкисление среды.

Гидролизуются анионы слабых кислот:

CO32- + HOH ↔ HCO3- + OH-

SiO32- + HOH ↔ HSiO3- + OH-

PO43- + HOH ↔ HPO42- + OH-

S2- + HOH ↔ HS- + OH-,

что способствует подщелачиванию среды.

Одновременное наличие гидролизующихся катионов и анионов вызывает в некоторых случаях полный необратимый гидролиз, который может привести к образованию осадков малорастворимых гидроксидов Fe(OH)3, Al(OH)3 и др.

Среди органических соединений гидролизу подвергаются эфиры и амиды карбоновых кислот и различных фосфорсодержащих кислот. При этом вода участвует в реакции не только как растворитель, но и как реагент:

R1–COO–R2 + HOH ↔ R1–COOH + R2OH

R1–COO–NH2 + HOH ↔ R1–COOH + NH3

R1―O―P=O + HOH ↔ H 3PO4 + R1OH + R2OH + R3OH

R2―O ⁄ |

R3―O

В качестве примера можно упомянуть дихлофос (о,о-диэтил-2,2-дихлорвинилфосфат).

C2H5―O―P=O + 2HOH ↔ H―O―P=O + 2C2H5OH

C2H5―O ⁄ | H―O ⁄ |

Cl2C=CH―O Cl2C=CH―O

 

Гидролизуются и различные галогенорганические соединения:

R–Cl + HOH ↔ R–OH + HCl

 

R–C–Cl + 2HOH ↔ R–C–OH + 2HCl ↔ R–C=O + H2O + 2HCl

\ Cl \ OH \ H

 

R–C–Cl + 3HOH ↔ R–C–OH + 3HCl ↔ R–C=O + 2H2O + 3HCl

| \ Cl | \ OH \ OH

Cl OH

Эти гидролитические процессы совершаются в другой временной шкале. Реакции гидролиза могут осуществляться как без катализатора, так и с участием в качестве катализаторов растворенных в природных водах кислот и оснований. Соответственно константа скорости гидролиза может быть представлена в виде:

p>, где (185)

- константы скорости кислотного гидролиза, гидролиза в нейтральной среде и щелочного гидролиза.

При этом можно считать гидролиз реакцией псевдопервого порядка, так как ЗВ присутствую в природных водах в следовых количествах. Концентрация воды по сравнению с их концентрациями много больше и практически считается неизменной.

.

Константы скорости гидролиза некоторых ЗВ приведены в таблице 15.

 

Таблица 15 – Константы скорости гидролиза некоторых органических веществ при 298К, pH = 7

 

Вещество Продукты гидролиза Константы гидролиза τ½, полу- период гидролиза
,с-1 , л·моль-1· с-1 , л ·моль-1·с-1
Метилхлорацетат Хлоруксусная кислота, метанол 2,1 ·10-7 8,5 ·10-5 0,57 сут.
Бромметан Метанол, бромоводород 4,7 · 10-7 ― 1,4 ·10-4 17 сут.
Этилацетат Уксусная кислота, этанол 0,15 1,1 · 10-4 0,11 ~5с
Трихлорметан Муравьиная кислота, хлороводород ― ― 6,9 ·10-5 ~3180 лет