Гидролиз солей CaSiO3

Отвечаю как пользователь, который разбирался с этим вопросом.

Что происходит при гидролизе CaSiO₃

Кальций метасиликат — это соль сильного основания (Ca(OH)₂) и очень слабой кислоты (H₂SiO₃). Поэтому гидролиз идёт по аниону и среда становится щелочной. Так как сам CaSiO₃ малорастворим, процесс включает немного растворения, а затем — гидролиз растворившейся доли.

Стадии (качественно):

1. Частичное растворение/диссоциация:

2. Анионный гидролиз (ступенчато):

Поскольку кремниевая кислота крайне слабая и склонна образовывать коллоидный гель $\mathrm{H_2SiO_3}$ (по сути — гидратированный SiO₂), равновесие смещается вправо, и в растворе накапливаются $\mathrm{OH^-}$. Это делает раствор щелочным.

Итоговое (суммарное) уравнение часто записывают так:

— то есть «соль + вода → основание + слабая кислота (выпадает в студень)».

Выводы и признаки:

• Среда щелочная (фенолфталеин розовеет, метилоранж — жёлтый).

• Из-за выпадения $\mathrm{H_2SiO_3}$ гидролиз поддерживается, а растворимость CaSiO₃ становится чуть выше простой растворимости (действует принцип Ле Шателье).

• Катион $\mathrm{Ca^{2+}}$ гидролизу практически не подвергается (происходит от сильного основания), вклад катионного гидролиза пренебрежимо мал.

Факторы, влияющие на гидролиз:

• Разбавление усиливает гидролиз (уменьшаются ионные концентрации, равновесие смещается вправо).

• Повышение температуры обычно ускоряет установление равновесия.

• Добавка щёлочи ($\mathrm{OH^-}$) подавляет гидролиз (общий ион $\mathrm{OH^-}$), а также уменьшает растворимость за счёт обратного смещения.

• Добавка кислоты резко подавляет гидролиз: $\mathrm{OH^-}$ нейтрализуются, гель $\mathrm{H_2SiO_3}$ может частично растворяться (в протонированной форме), и равновесие сдвигается влево.

• Общий ион $\mathrm{Ca^{2+}}$ (например, из CaCl₂) снижает растворимость CaSiO₃ (эффект общего иона по $K_{\text{сп}}$), но на саму константу гидролиза аниона не влияет; практически наблюдается меньшее поступление $\mathrm{SiO_3^{2-}}$ в раствор и, как следствие, меньший выход $\mathrm{OH^-}$.

Ионно-молекулярные записи (кратко):

• Основная ступень гидролиза (ведущая к щёлочной среде):

• Полная картина с осаждением слабой кислоты:

(иногда $\mathrm{Ca(OH)_2}$ выписывают молекулярно; сути не меняет — дело в образовании $\mathrm{OH^-}$).

Итого: соли типа CaSiO₃ (соль сильного основания и крайне слабой кислоты) гидролизуются по аниону, дают щелочную среду, а вследствие образования и коагуляции $\mathrm{H_2SiO_3}$ гидролиз протекает заметнее, чем у многих других слабокислотных солей, хотя ограничивается невысокой растворимостью самого CaSiO₃.