Соли можно также рассматривать как продукты полного или частичного замещения ионов водорода в молекулах кислот ионами металлов (или сложными положительными ионами, например, ионом аммония NH) или как продукт полного или частичного замещения гидроксогрупп в молекулах основных гидроксидов кислотными остатками. При полном замещении получаются средние (нормальные) соли . При неполном замещении ионов Н + в молекулах кислот получаются кислые соли , при неполном замещении групп ОН - в молекулах основания – основные соли. Примеры образования солей:
H 3 PO 4
+ 3NaOH
Na 3 PO 4
+ 3H 2 O
Na 3 PO 4 (фосфат натрия) – средняя (нормальная соль);
H 3 PO 4
+ NaOH
NaН 2 PO 4
+ H 2 O
NaН 2 PO 4 (дигидрофосфат натрия) – кислая соль;
Mq(OH) 2
+ HCl
MqOHCl + H 2 O
MqOHCl (гидроксихлорид магния) – основная соль.
Соли, образованные двумя металлами и одной кислотой, называются двойными солями . Например, сульфат калия-алюминия (алюмокалиевые квасцы) KAl(SO 4) 2 *12H 2 O.
Соли, образованные одним металлом и двумя кислотами, называются смешанными солями . Например, хлорид-гипохлорид кальция CaCl(ClO) или СaOCl 2 – кальциевая соль соляной HCl и хлорноватистой HClO кислот.
Двойные и смешанные соли при растворении в воде диссоциируют на все ионы, составляющие их молекулы.
Например,
KAl(SO 4) 2
К +
+ Al 3+
+ 2SO
;
CaCl(ClO)
Ca 2+
+
Cl -
+ ClO - .
Комплексные соли – это сложные вещества, в которых можно выделить центральный атом (комплексообразователь) и связанные с ним молекулы и ионы - лиганды . Центральный атом и лиганды образуют комплекс (внутреннюю сферу) , который при записи формулы комплексного соединения заключают в квадратные скобки. Число лигандов во внутренней сфере называется координационным числом. Молекулы и ионы, окружающие комплекс, образуют внешнюю сферу .
Центральный атом Лиганд
К 3
Координационное число
Название солей образуется из названия аниона, за которым следует название катиона.
Для солей бескислородных кислот к названию неметалла добавляется суффикс –ид, например, NaCl хлорид натрия, FeS сульфид железа (II).
При наименовании солей кислородсодержащих кислот к латинскому корню названия элемента добавляется окончание -ат для высших степеней окисления, -ит для более низких (для некоторых кислот используется приставка гипо- для низких степеней окисления неметалла; для солей хлорной и марганцовой кислот используется приставка пер- ). Например, СаСО 3 – карбонат кальция, Fe 2 (SO 4) 3 –сульфат железа (III), FeSO 3 – сульфит железа (II), КОСl – гипохлорит калия, КСlО 2 – хлорит калия, КСlО 3 – хлорат калия, КСlО 4 – перхлорат калия, КМnO 4 - перманганат калия, К 2 Сr 2 O 7 – дихромат калия.
В названиях комплексных ионов сначала указывают лиганды. Название комплексного иона завершается названием металла с указанием соответствующей степени окисления (римскими цифрами в скобках). В названиях комплексных катионов используются русские названия металлов, например, [ Cu(NH 3) 4 ]Cl 2 - хлорид тетрааммин меди (II). В названиях комплексных анионов используются латинские названия металлов с суффиксом–ат, например, К – тетрагидроксоалюминат калия.
Химические свойства солей
Смотрите свойства оснований.
Смотрите свойства кислот.
SiO 2
+ CaCO 3
CaSiO 3 +
CO 2
.
Амфотерные оксиды (они все нелетучие) вытесняют при сплавлении летучие оксиды из их солей
Al 2 O 3
+ K 2 CO 3
2KAlO 2
+ CO 2 .
5.
Соль 1
+ соль 2
соль 3
+соль 4 .
Реакция обмена между солями протекает в растворе (обе соли должны быть растворимы) только в том случае, если хотя бы один из продуктов – осадок
AqNO 3
+ NaCl
AqCl
+
NaNO 3 .
6.
Соль менее
активного металла +Металл
более
активный
Металл менее
активный +
соль.
Исключения – щелочные и щелочно-земельные металлы в растворе в первую очередь взаимодействуют с водой
Fe
+ CuCl 2
FeCl 2
+Cu.
7.
Соль
продукты
термического разложения.
I) Соли азотной кислоты. Продукты термического разложения нитратов зависят от положения металла в ряду напряжений металлов:
а)
если металл левее Mq
(исключая
Li):
MeNO 3
MeNO 2
+ O 2 ;
б)
если металл от Mq
до Сu,
а также Li:
MeNO 3
MeО
+ NO 2
+ O 2 ;
в)
если металл правее Cu:
MeNO 3
Me
+ NO 2
+ O 2 .
II) Соли угольной кислоты. Почти все карбонаты разлагаются до соответствующего металла и СО 2 . Карбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов кроме Li не разлагаются при нагревании. Карбонаты серебра и ртути разлагаются до свободного металла
МеСО 3
МеО
+ СО 2 ;
2Aq 2 CO 3
4Aq
+ 2CO 2
+ O 2 .
Все гидрокарбонаты разлагаются до соответствующего карбоната.
Me(HCO 3) 2
MeCO 3
+ CO 2
+H 2 O.
III) Соли аммония. Многие соли аммония при прокаливании разлагаются с выделением NH 3 и соответствующей кислоты или продуктов ее разложения. Некоторые соли аммония, содержащие анионы-окислители, разлагаются с выделением N 2 , NO, NO 2
NH 4 Cl
NH 3
+HCl
;
NH 4 NO 2
N 2
+2H 2 O;
(NH 4) 2 Cr 2 O 7
N 2
+ Cr 2 O 7
+ 4H 2 O.
В табл. 1 приведены названия кислот и их средних солей.
Названия важнейших кислот и их средних солей
|
Название |
||
|
Метаалюминиевая |
Метаалюминат |
|
|
Мышьяковая | ||
|
Мышьяковистая | ||
|
Метаборная |
Метаборат |
|
|
Ортоборная |
Ортоборат |
|
|
Четырехборная |
Тетраборат |
|
|
Бромоводородная | ||
|
Муравьиная | ||
|
Уксусная | ||
|
Циановодородная (синильная кислота) | ||
|
Угольная |
Карбонат |
|
Окончание табл. 1
|
Название |
||
|
Щавелевая | ||
|
Хлороводородная (соляная кислота) | ||
|
Хлорноватистая |
Гипохлорит |
|
|
Хлористая | ||
|
Хлорноватая | ||
|
Перхлорат |
||
|
Метахромистая |
Метахромит |
|
|
Хромовая | ||
|
Двухромовая |
Дихромат |
|
|
Иодоводородная | ||
|
Периодат |
||
|
Маргонцовая |
Перманганат |
|
|
Азидоводород (азотистоводородная) | ||
|
Азотистая | ||
|
Метафосфорная |
Метафосфат |
|
|
Ортофосфорная |
Ортофосфат |
|
|
Двуфосфорная |
Дифосфат |
|
|
Фтороводородная (плавиковая кислота) | ||
|
Сероводородная | ||
|
Родановодородная | ||
|
Сернистая | ||
|
Двусерная |
Дисульфат |
|
|
Пероксодвусерная |
Пероксодисульфат |
|
|
Кремниевая | ||
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача 1. Напишите формулы следующих соединений: карбонат кальция, карбид кальция, гидрофосфат магния, гидросульфид натрия, нитрат железа (III), нитрид лития, гидроксикарбонат меди (II), дихромат аммония, бромид бария, гексацианоферрат (II) калия, тетрагидроксоалюминат натрия.
Решение. Карбонат кальция – СаСО 3 , карбид кальция – СаС 2 , гидрофосфат магния – MqHPO 4 , гидросульфид натрия – NaHS, нитрат железа (III) – Fe(NO 3) 3 , нитрид лития – Li 3 N, гидроксикарбонат меди (II) – 2 CO 3, дихромат аммония – (NH 4) 2 Cr 2 O 7 , бромид бария – BaBr 2 , гексацианоферрат (II) калия – K 4 , тетрагидроксоалюминат натрия – Na.
Задача 2. Приведите примеры образования соли: а) из двух простых веществ; б) из двух сложных веществ; в) из простого и сложного веществ.
Решение.
а) железо при нагревании с серой образует сульфид железа (II):
Fe
+ S
FeS;
б) соли вступают друг с другом в обменные реакции в водном растворе, если один из продуктов выпадает в осадок:
AqNO 3
+ NaCl
AqCl
+NaNO 3 ;
в) соли образуются при растворении металлов в кислотах:
Zn
+ H 2 SO 4
ZnSO 4
+H 2 .
Задача 3. При разложении карбоната магния выделился оксид углерода (IV), который пропустили через известковую воду (взята в избытке). При этом образовался осадок массой 2,5г. Рассчитайте массу карбоната магния, взятого для реакции.
Решение.
Составляем уравнения соответствующих реакций:
MqCO 3
MqO
+CO 2 ;
CO 2
+ Ca(OH) 2
CaCO 3
+H 2 O.
2. Рассчитываем молярные массы карбоната кальция и карбоната магния, используя периодическую систему химических элементов:
М(СаСО 3) = 40+12+16*3 = 100г/моль;
М(МqСО 3) = 24+12+16*3 = 84 г/моль.
3. Вычисляем количество вещества карбоната кальция (вещества, выпавшего в осадок):
n(CaCO 3)=
.
Из уравнений реакций следует, что
n(MqCO 3)=n(CaCO 3)=0,025 моль.
Рассчитываем массу карбоната кальция, взятого для реакции:
m(MqCO 3)=n(MqCO 3)*M(MqCO 3)= 0,025моль*84г/моль=2,1г.
Ответ: m(MqCO 3)=2,1г.
Задача 4. Напишите уравнения реакций, позволяющих осуществить следующие превращения:
Mq
MqSO 4
Mq(NO 3) 2
MqO
(CH 3 COO) 2 Mq.
Решение.
Магний растворяется в разбавленной серной кислоте:
Mq
+ H 2 SO 4
MqSO 4
+H 2 .
Сульфат магния вступает в обменную реакцию в водном растворе с нитратом бария:
MqSO 4
+ Ba(NO 3) 2
BaSO 4
+Mq(NO 3) 2 .
При сильном прокаливании нитрат магния разлагается:
2Mq(NO 3) 2
2MqO+
4NO 2
+ O 2 .
4. Оксид магния - основной оксид. Он растворяется в уксусной кислоте
MqO
+ 2СН 3 СООН
(СН 3 СОО) 2 Mq
+ H 2 O.
Глинка, Н.Л. Общая химия. / Н.Л. Глинка.– М.: Интеграл-пресс, 2002.
Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. / Н.Л. Глинка. - М.: Интеграл-пресс, 2003.
Габриелян, О.С. Химия. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений. / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова. - М.: Дрофа, 2002.
Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия. / Н.С. Ахметов. – 4-е изд. - М.: Высшая школа, 2002.
Химия. Классификация, номенклатура и реакционные возможности неорганических веществ: методические указания к выполнению практической и самостоятельной работ для студентов всех форм обучения и всех специальностей
Как видно из определения, соли по составу похожи на кислоты, только вместо атомов водорода они содержат ионы металла. Поэтому их можно также назвать продуктами замещения атомов водорода в кислоте на ионы металла. Например, всем известная поваренная соль NaCl может быть рассмотрена как продукт замещения водорода в соляной кислоте НСl на ион натрия.
Заряд иона натрия 1+, а заряд иона хлора 1-. Так как соединение электронейтрально, формула поваренной соли Na + Cl - . Если же надо вывести формулу сульфида алюминия (III), поступают следующим образом.
- Обозначают заряды ионов, из которых состоит соединение: Al 3+ S 2- . Заряд иона алюминия 3+, а заряд иона серы можно определить по формуле соответствующей сероводородной кислоты H 2 S, он равен 2-.
- Находят наименьшее общее кратное числовых значений зарядов ионов алюминия и серы (3 и 2), оно равно 6.
- Находят индексы, разделив наименьшее общее кратное на величины зарядов, и записывают формулу:
Аналогично выводят формулы солей кислородсодержащих кислот, имеющих сложные ионы. Выведем, например, формулу кальциевой соли фосфорной кислоты - фосфата кальция. По таблице Менделеева определим заряд иона кальция как элемента главной подгруппы II группы (IIA группы): 2+. По формуле фосфорной кислоты Н 3 РO 4 определим заряд иона, образованного кислотным остатком: . Отсюда формула фосфата кальция имеет вид
(читают «кальций три, пэ-о-четыре дважды»).
Нетрудно заметить, что при выведении формул солей по зарядам ионов вы должны действовать так же, как при выведении формул бинарных соединений по валентности и по степеням окисления образующих их элементов.
Как образуют названия солей бескислородных кислот, вы уже рассмотрели, когда знакомились с номенклатурой бинарных соединений: соли НСl называют хлоридами, а соли H 2 S - сульфидами.
Названия солей кислородсодержащих кислот составляют из двух слов: названия иона, образованного кислотным остатком, в именительном падеже и названия иона металла - в родительном. Названия ионов кислотных остатков составляют, в свою очередь, из корней названий элементов, с суффиксами -am для высшей степени окисления и -ит для низшей степени окисления атомов элемента-неметалла, образующего сложный ион остатка кислородсодержащей кислоты. Например, соли азотной кислоты HNO 3 называют нитратами: KNO 3 - нитрат калия, а соли азотистой кислоты HNO 2 - нитритами: Ca(NO 2) 2 - нитрит кальция. Если же металл проявляет различные степени окисления, то их указывают в скобках римской цифрой, например: Fe 2+ SO 3 - сульфит железа (II) и - сульфат железа (III).
Номенклатура солей приведена в таблице 5.
Таблица 5
Номенклатура солей
По растворимости в воде соли делят на растворимые (Р), нерастворимые (Н) и малорастворимые (М). Для определения растворимости солей используют таблицу растворимости кислот, оснований и солей в воде. Если под рукой нет этой таблицы, можно воспользоваться приведёнными ниже правилами. Их легко запомнить.
- Растворимы все соли азотной кислоты - нитраты.
- Растворимы все соли соляной кислоты - хлориды, кроме AgCl (Н), РЬСl 2 (М).
- Растворимы все соли серной кислоты - сульфаты, кроме BaSO 4 (Н), PbSO 4 (Н), CaSO 4 (М), Ag 2 SO 4 (М).
- Растворимы соли натрия и калия.
- Не растворяются все фосфаты, карбонаты, силикаты и сульфиды, кроме этих солей для Na+ и К+.
Рассмотрим растворимую натриевую соль бескислородной соляной кислоты - хлорид натрия NaCl и нерастворимые кальциевые соли угольной и фосфорной кислот - карбонат кальция СаСO 3 и фосфат кальция Са 3 (РO 4) 2 .
Лабораторный опыт № 12
Ознакомление с коллекцией солей
-
Ознакомьтесь с коллекцией выданных вам образцов солей. Запишите их формулы, охарактеризуйте физические свойства, в том числе и растворимость в воде. Рассчитайте молекулярные (молярные) массы солей, а также массовые доли образующих их элементов. Найдите массу 2 моль каждой соли.
Хлорид натрия NaCl - хорошо растворимая в воде соль, известна под названием поваренная соль. Без этой соли невозможна жизнь растений, животных и человека, так как она обеспечивает важнейшие физиологические процессы в организмах: в крови соль создаёт необходимые условия для существования красных кровяных телец, в мышцах обусловливает способность к возбудимости, в желудке образует соляную кислоту, без которой было бы невозможным переваривание и усвоение пищи. Необходимость соли для жизни была известна со времён глубочайшей древности. Значение соли отражено в многочисленных пословицах, поговорках, обычаях. «Хлеб да соль» - вот одно из пожеланий, которым русские люди с давних пор обменивались друг с другом во время приёма пищи, подчёркивая равноценное с хлебом значение соли. Хлеб и соль стали символом гостеприимства и радушия русской нации.
Говорят: «Чтобы узнать человека, надо с ним пуд соли съесть». Оказывается, ждать не так уж долго: за два года двое съедают пуд соли (16 кг), так как в год каждый человек с пищей потребляет от 3 до 5,5 кг соли.
В названиях многих городов и посёлков разных стран присутствует слово соль: Соликамск, Соль-Илецк, Усолье, Усолье-Сибирское, Солт-Лейк-Сити, Солтвиль, Зальцбург и т. д.
Соль образует мощные отложения в земной коре. В Соль-Илецке, например, толщина пласта соли превышает полтора километра. Соли, находящейся в озере Баскунчак в Астраханской области, хватит нашей стране на 400 лет. Огромные количества соли содержат в себе воды морей и океанов. Солью, извлечённой из Мирового океана, можно было бы засыпать всю сушу земного шара слоем в 130 м. Во многих странах Азии и Африки соль добывают из соляных озёр (рис. 66, а), а в европейских странах - часто из соляных шахт (рис. 66, б).
Рис. 66.
Добыча соли:
а - из соляных озёр; б - из шахт
Хлорид натрия широко используют в химической промышленности для получения натрия, хлора, соляной кислоты, в медицине, для приготовления пищи, для консервирования продуктов питания (соление и квашение овощей) и т. д.
Карбонат кальция СаСO 3 - нерастворимая в воде соль, из которой многочисленные морские животные (моллюски, раки, простейшие) строят покровы своего тела - раковины (рис. 67) и кораллы.
Рис. 67.
Эти красивые раковины состоят преимущественно из карбоната кальция
Остатки коралловых полипов, с которыми вы познакомились на уроках биологии, образуют тропические острова (атоллы) и коралловые рифы (рис. 68). Наиболее известен Большой Барьерный риф в Австралии. Скапливаясь после гибели своих «хозяев» на дне водоёмов и главным образом морей, эти раковины за десятки и сотни миллионов лет сформировали мощные пласты соединений кальция, давших начало образованию горных пород - известняков СаСO 3 .
Рис. 68.
Красивейшие морские организмы - кораллы - строят свой скелет из карбоната кальция. Остатки их образуют коралловые атоллы и рифы
Эту же формулу имеет и строительный камень - мрамор, и столь привычный каждому стоящему у доски школьнику мел, который добывают из карьеров или меловых гор (рис. 69). Из известняка получают негашёную и гашёную известь, его применяют в строительстве. Мрамор идёт на изготовление статуй, им отделаны станции метро.
Рис. 69.
Меловые горы
Из карбоната кальция наземные животные «строят» свои скелеты - внутреннюю опору для мягких тканей, которые в десятки раз превышают вес самой опоры.
Фосфат кальция Са 3 (РO 4) 2 , нерастворимый в воде, - это основа минералов фосфоритов и апатитов. Из них производят фосфорные удобрения, без которых было бы невозможно получение высоких урожаев в сельском хозяйстве. Фосфат кальция также входит в состав костей животных.
Ключевые слова и словосочетания
- Соли.
- Номенклатура солей.
- Составление формул солей.
- Растворимые, нерастворимые и малорастворимые соли.
- Хлорид натрия (поваренная соль).
- Карбонат кальция (мел, мрамор, известняк).
- Фосфат кальция.
Работа с компьютером
- Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
- Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока - сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.
Вопросы и задания
- Составьте формулы солей натрия, кальция и алюминия для следующих кислот: азотной, серной и фосфорной. Дайте их названия. Какие из солей растворимы в воде?
- Запишите формулы следующих солей: а) карбоната калия, сульфида свинца (II), нитрата железа (III); б) хлорида свинца (IV), фосфата магния, нитрата алюминия.
- Из перечисленных формул: H 2 S, K 2 SO 3 , КОН, SO 3 , Fe(OH) 3 , FeO, N 2 O 3 , Cu 3 (PO 4) 2 , Cu 2 O, P 2 O 5 , H 3 PO 4 - выпишите формулы: а) оксидов; б) кислот; в) оснований; г) солей. Дайте названия веществ.
Химические свойства средних солей
Взаимодействие средних солей с металлами
Реакция соли с металлом протекает в том случае, если исходный свободный металл более активен, чем тот, который входит в состав исходной соли. Узнать о том, какой металл более активен, можно, воспользовавшись электрохимическим рядом напряжений металлов.
Так, например, железо взаимодействует с сульфатом меди в водном растворе, поскольку является более активным, чем медь (левее в ряду активности):
В то же время железо не реагирует с раствором хлорида цинка, поскольку оно менее активно, чем цинк:
Следует отметить, что такие активные металлы, как щелочные и щелочноземельные, при их добавлении к водным растворам солей будут прежде всего реагировать не с солью, а входящей в состав растворов водой.
Взаимодействие средних солей с гидроксидами металлов
Оговоримся, что под гидроксидами металлов в данном случае понимаются соединения вида Me(OH) x .
Для того чтобы средняя соль реагировала с гидроксидом металла, должны одновременно (!) выполняться два требования:
- в предполагаемых продуктах должен быть обнаружен осадок или газ;
- исходная соль и исходный гидроксид металла должны быть растворимы.
Рассмотрим пару случаев, для того чтобы усвоить данное правило.
Определим, какие из реакций ниже протекают, и напишем уравнения протекающих реакций:
- 1) PbS + KOH
- 2) FeCl 3 + NaOH
Рассмотрим первое взаимодействие сульфида свинца и гидроксида калия. Запишем предполагаемую реакцию ионного обмена и пометим ее слева и справа «шторками», обозначив таким образом, что пока не известно, протекает ли реакция на самом деле:
В предполагаемых продуктах мы видим гидроксид свинца (II), который, судя по таблице растворимости, нерастворим и должен выпадать в осадок. Однако, вывод о том, что реакция протекает, пока сделать нельзя, так как мы не проверили удовлетворение еще одного обязательного требования – растворимости исходных соли и гидроксида. Сульфид свинца – нерастворимая соль, а значит реакция не протекает, так как не выполняется одно из обязательных требований для протекания реакции между солью и гидроксидом металла. Т.е.:
Рассмотрим второе предполагаемое взаимодействие между хлоридом железа (III) и гидроксидом калия. Запишем предполагаемую реакцию ионного обмена и пометим ее слева и справа «шторками», как и в первом случае:
В предполагаемых продуктах мы видим гидроксид железа (III), который нерастворим и должен выпадать в осадок. Однако сделать вывод о протекании реакции пока еще нельзя. Для этого надо еще убедиться в растворимости исходных соли и гидроксида. Оба исходных вещества растворимы, значит мы можем сделать вывод о том, что реакция протекает. Запишем ее уравнение:
Реакции средних солей с кислотами
Средняя соль реагирует с кислотой в том случае, если образуется осадок или слабая кислота.
Распознать осадок среди предполагаемых продуктов практически всегда можно по таблице растворимости. Так, например, серная кислота реагирует с нитратом бария, поскольку в осадок выпадает нерастворимый сульфат бария:
Распознать слабую кислоту по таблице растворимости нельзя, поскольку многие слабые кислоты растворимы в воде. Поэтому список слабых кислот следует выучить. К слабым кислотам относят H 2 S, H 2 CO 3 , H 2 SO 3 , HF, HNO 2 , H 2 SiO 3 и все органические кислоты.
Так, например, соляная кислота реагирует с ацетатом натрия, поскольку образуется слабая органическая кислота (уксусная):
Следует отметить, что сероводород H 2 S является не только слабой кислотой, но и плохо растворим в воде, в связи с чем выделяется из нее в виде газа (с запахом тухлых яиц):
Кроме того, обязательно следует запомнить, что слабые кислоты — угольная и сернистая — являются неустойчивыми и практически сразу же после образования разлагаются на соответствующий кислотный оксид и воду:
Выше было сказано, что реакция соли с кислотой идет в том случае, если образуется осадок или слабая кислота. Т.е. если нет осадка и в предполагаемых продуктах присутствует сильная кислота, то реакция не пойдет. Однако есть случай, формально не попадающий под это правило, когда концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород при действии на твердые хлориды:
Однако, если брать не концентрированную серную кислоту и твердый хлорид натрия, а растворы этих веществ, то реакция действительно не пойдет:
Реакции средних солей с другими средними солями
Реакция между средними солями протекает в том случае, если одновременно (!) выполняются два требования:
- исходные соли растворимы;
- в предполагаемых продуктах есть осадок или газ.
Например, сульфат бария не реагирует с карбонатом калия, поскольку несмотря на то что в предполагаемых продуктах есть осадок (карбонат бария), не выполняется требование растворимости исходных солей.
В то же время хлорид бария реагирует с карбонатом калия в растворе, поскольку обе исходные соли растворимы, а в продуктах есть осадок:
Газ при взаимодействии солей образуется в единственном случае – если смешивать при нагревании раствор любого нитрита с раствором любой соли аммония:
Причина образования газа (азота) заключается в том, что в растворе одновременно находятся катионы NH 4 + и анионы NO 2 — , образующие термически неустойчивый нитрит аммония, разлагающийся в соответствии с уравнением:
Реакции термического разложения солей
Разложение карбонатов
Все нерастворимые карбонаты, а также карбонаты лития и аммония термически неустойчивы и разлагаются при нагревании. Карбонаты металлов разлагаются до оксида металла и углекислого газа:
а карбонат аммония дает три продукта – аммиак, углекислый газ и воду:
Разложение нитратов
Абсолютно все нитраты разлагаются при нагревании, при этом тип разложения зависит от положения металла в ряду активности. Схема разложения нитратов металлов представлена на следующей иллюстрации:
Так, например, в соответствии с этой схемой уравнения разложения нитрата натрия, нитрата алюминия и нитрата ртути записываются следующим образом:
Также следует отметить специфику разложения нитрата аммония:
Разложение солей аммония
Термическое разложение солей аммония чаще всего сопровождается образованием аммиака:
В случае, если кислотный остаток обладает окислительными свойствами, вместо аммиака образуется какой-либо продукт его окисления, например, молекулярный азот N 2 или оксид азота (I):
Химические свойства кислых солей
Отношение кислых солей к щелочам и кислотам
Кислые соли реагируют с щелочами. При этом, если щелочь содержит тот же металл, что и кислая соль, то образуются средние соли:
Также, если в кислотном остатке кислой соли осталось два или более подвижных атомов водорода, как, например, в дигидрофосфате натрия, то возможно образование как средней:
так и другой кислой соли с меньшим числом атомов водорода в кислотном остатке:
Важно отметить, что кислые соли реагируют с любыми щелочами, в том числе и теми, которые образованы другим металлом. Например:
Кислые соли, образованные слабыми кислотами, реагируют с сильными кислотами аналогично соответствующим средним солям:
Термическое разложение кислых солей
Все кислые соли при нагревании разлагаются. В рамках программы ЕГЭ по химии из реакций разложения кислых солей следует усвоить, как разлагаются гидрокарбонаты. Гидрокарбонаты металлов разлагаются уже при температуре более 60 о С. При этом образуются карбонат металла, углекислый газ и вода:
Последние две реакции являются основной причиной образования накипи на поверхности водонагревательных элементов в электрических чайниках, стиральных машинах и т.д.
Гидрокарбонат аммония разлагается без твердого остатка с образованием двух газов и паров воды:
Химические свойства основных солей
Основные соли всегда реагируют со всеми сильными кислотами. При этом могут образоваться средние соли, если использовались кислота с тем же кислотным остатком, что и в основной соли, или смешанные соли, если кислотный остаток в основной соли отличается от кислотного остатка реагирующей с ней кислоты:
Также для основных солей характерны реакции разложения при нагревании, например:
Химические свойства комплексных солей (на примере соединений алюминия и цинка)
В рамках программы ЕГЭ по химии следует усвоить химические свойства таких комплексных соединений алюминия и цинка, как тетрагидроксоалюминаты и третрагидроксоцинкаты.
Тетрагидроксоалюминатами и тетрагидроксоцинкатами называют соли, анионы которых имеют формулы — и 2- соответственно. Рассмотрим химические свойства таких соединений на примере солей натрия:
Данные соединения, как и другие растворимые комплексные, хорошо диссоциируют, при этом практически все комплексные ионы (в квадратных скобках) остаются целыми и не диссоциируют дальше:
Действие избытка сильной кислоты на данные соединения приводит к образованию двух солей:
При действии же на них недостатка сильных кислот в новую соль переходит только активный металл. Алюминий и цинк в составе гидроксидов выпадают в осадок:
Осаждение гидроксидов алюминия и цинка сильными кислотами не является удачным выбором, поскольку сложно добавить строго необходимое для этого количество сильной кислоты, не растворив при этом часть осадка. По этой причине для этого используют углекислый газ, обладающий очень слабыми кислотными свойствами и благодаря этому не способный растворить осадок гидроксида:
В случае тетрагидроксоалюмината осаждение гидроксида также можно проводить, используя диоксид серы и сероводород:
В случае тетрагидроксоцинката осаждение сероводородом невозможно, поскольку в осадок вместо гидроксида цинка выпадает его сульфид:
При упаривании растворов тетрагидроксоцинката и тетрагидроксоалюмината с последующим прокаливанием данные соединения переходят соответственно в цинкат и алюминат.
Соли – сложные вещества, которые являются продуктом полного или неполного замещения атомов водорода кислоты на атомы металла, или замещения гидроксогрупп основания кислотным остатком.
В зависимости от состава соли делятся на средние (Na2SO4, K3PO4), кислые (NaHCO3, MgHPO4), основные (FeOHCl2, Al(OH)2Cl, (CaOH)2CO3, двойные (KAl(SO4)2), комплексные (Ag[(NH3)2]Cl, K4).
Средние соли
Средними солями называются соли, которые являются продуктом полного замещения атомов водорода соответствующей кислоты на атомы металла или ион NH4+. Например:
H2CO3 ® (NH4)2CO3; H3PO4 ® Na3PO4
Название средней соли образуется из названия аниона, за которым следует название катиона. Для солей бескислородных кислот наименование соли составляется из латинского названия неметалла с добавлением суффикса –ид , например, NaCl – хлорид натрия. Если неметалл проявляет переменную степень окисления, то после его названия в скобках римскими цифрами указывается степень окисления металла: FeS – сульфид железа (II), Fe2S3 – сульфид железа (III).
Для солей кислородсодержащих кислот к латинскому корню названия элемента добавляется окончание –ат для высших степеней окисления, -ит для более низких. Например,
K2SiO3 – силикат калия, KNO2 – нитрит калия,
KNO3 – нитрат калия, K3PO4 – фосфат калия,
Fe2(SO4)3 – сульфат железа (III), Na2SO3 – сульфит натрия.
Для солей некоторых кислот используется приставка –гипо для более низких степеней окисления и –пер для высоких степеней окисления. Например,
KClO – гипохлорит калия, KClO2 – хлорит калия,
KClO3 – хлорат калия, KClO4 – перхлорат калия.
Способы получения средних солей:
Взаимодействием металлов с неметаллами, кислотами и солями:
2Na + Cl2 = 2NaCl
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Взаимодействием оксидов:
основных с кислотами BaO + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + H2O
кислотных со щелочами 2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O
основных оксидов с кислотными Na2O + CO2 = Na2CO3
Взаимодействием кислот с основаниями и с амфотерными гидроксидами:
KOH + HCl = KCl + H2O
Cr(OH)3 + 3HNO3 = Cr(NO3)3 + 3H2O
Взаимодействием солей с кислотами, со щелочами и солями:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
FeCl3 + 3KOH = 3KCl + Fe(OH)3¯
Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4¯ + 2NaCl
Химические свойства средних солей:
Взаимодействие с металлами
Zn + Hg(NO3)2 = Zn(NO3)2 + Hg
Взаимодействие с кислотами
AgNO3 + HCl = AgCl¯ + HNO3
Взаимодействие со щелочами
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2¯ + Na2SO4
Взаимодействие с солями
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3¯ + 2NaCl
Разложение солей
NH4Cl = NH3 + HCl
CaCO3 = CaO + CO2
(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O
Кислые соли
Кислые соли – это продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот на атомы металла.
Например: H2CO3 ® NaHCO3
H3PO4 ® NaH2PO4 ® Na2HPO4
При наименовании кислой соли к названию соответствующей средней соли добавляется приставка гидро- , которая указывает на наличие атомов водорода в кислотном остатке.
Например, NaHS – гидросульфид натрия, Na2HPO4 – гидрофосфат натрия, NaH2PO4 – дигидрофосфат натрия.
Кислые соли могут быть получены:
Действием избытка многоосновных кислот на основные оксиды, щелочи и средние соли:
K2O + 2H2S = 2KHS + H2O
NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O
K2SO4 + H2SO4 = 2KHSO4
Действием избытка кислотных оксидов на щелочи
NaOH + CO2 = NaHCO3
Химические свойства кислых солей:
Взаимодействие с избытком щелочи
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O
Взаимодействие с кислотами
Ca(HCO3)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O + 2CO2
Разложение
Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O
Основные соли
Основные соли – это продукты неполного замещения гидроксогруппы в молекулах многокислотных оснований на кислотные остатки.
Mg(OH)2 ® MgOHNO3
Fe(OH)3 ®Fe(OH)2Cl ® FeOHCl2
При наименовании основной соли к названию соответствующей средней соли добавляется приставка гидроксо- , которая указывает на наличие гидроксогруппы. Например CrOHCl2 – гидроксохлорид хрома (III), Cr(OH)2Cl – дигидроксохлорид хрома (III).
Основные соли могут быть получены:
Неполной нейтрализации оснований кислотами
Когда слышишь слово "соль", то первая ассоциация, конечно же, поваренная, без которой любое блюдо покажется невкусным. Но ведь это не единственное вещество, которое относится к классу химических веществ соли. Примеры, состав и химические свойства солей вы сможете найти в этой статье, а также научитесь правильно составлять название любой из них. Прежде чем продолжить, давайте договоримся, в этой статье мы рассмотрим только неорганические средние соли (полученные при реакции неорганических кислот с полным замещением водорода).
Определение и химический состав
Одно из определений соли звучит так:
- (т. е. состоящее из двух частей), в состав которого входят ионы металлов и кислотный остаток. То есть это вещество, получившееся в результате реакции кислоты и гидроксида (оксида) любого металла.
Есть еще одно определение:
- Это соединение, представляющее собой продукт полного или частичного замещения ионов водорода кислоты ионами металла (подходит для средних, основных и кислых).
Оба определение правильные, но не отражают всю суть процесса получения соли.
Классификация солей
Рассматривая различных представителей класса солей, можно заметить, что они бывают:
- Кислородсодержащими (соли серной, азотной, кремниевой и других кислот, в состав кислотного остатка которых входит кислород и еще один неметалл).
- Бескислородными, т. е. соли, образованные при реакции остаток которой не содержит кислород, — соляная, бромоводородная, сероводородная и другие.
По количеству замещенных водородов:
- Одноосновные: соляная, азотная, иодоводородная и другие. В состав кислоты входит один ион водорода.
- Двухосновные: два иона водорода замещены ионами металлов при образовании соли. Примеры: серная, сернистая, сероводородная и другие.
- Трехосновные: в составе кислоты три иона водорода замещены металлическими ионами: фосфорная.
Есть и другие типы классификаций по составу и свойствам, но мы не станем их разбирать, так как цель статьи немного другая.
Учимся называть правильно
У любого вещества есть название, которое понятно только жителям определенного региона, его еще называют тривиальным. Поваренная соль — пример разговорного названия, по международной номенклатуре оно будет называться уже по-другому. Но в разговоре абсолютно любой человек, знакомый с номенклатурой названий, без проблем поймет, что речь идет о веществе с химической формулой NaCl. Эта соль является производной от соляной кислоты, а соли ее называют хлоридами, то есть называется она хлорид натрия. Нужно просто выучить названия солей, приведенных ниже в таблице, а затем добавить название металла, образовавшего соль.
Но так просто составляется название, если у металла неизменная валентность. А теперь рассмотрим с названием), у которой металл с переменной валентностью — FeCl 3. Вещество называется хлорид железа трехвалентного. Именно такое название правильное!
| Формула кислоты | Название кислоты | Кислотный остаток (формула) | Номенклатурное название | Пример и тривиальное название |
| HCl | соляная | Cl - | хлорид | NaCl (поваренная соль, каменная соль) |
| HI | иодоводородная | I - | иодид | NaI |
| HF | фтороводородная | F - | фторид | NaF |
| HBr | бромоводородная | Br - | бромид | NaBr |
| H 2 SO 3 | сернистая | SO 3 2- | сульфит | Na 2 SO 3 |
| H 2 SO 4 | серная | SO 4 2- | сульфат | CaSO 4 (ангидрит) |
| HClO | хлорноватистая | ClO - | гипохлорит | NaClO |
| HClO 2 | хлористая | ClO 2 - | хлорит | NaClO 2 |
| HClO 3 | хлорноватая | ClO 3 - | хлорат | NaClO 3 |
| HClO 4 | хлорная | ClO 4 - | перхлорат | NaClO 4 |
| H 2 CO 3 | угольная | CO 3 2- | карбонат | CaCO 3 (известняк, мел, мрамор) |
| HNO 3 | азотная | NO 3 - | нитрат | AgNO 3 (ляпис) |
| HNO 2 | азотистая | NO 2 - | нитрит | KNO 2 |
| H 3 PO 4 | фосфорная | PO 4 3- | фосфат | AlPO 4 |
| H 2 SiO 3 | кремниевая | SiO 3 2- | силикат | Na 2 SiO 3 (жидкое стекло) |
| HMnO 4 | марганцовая | MnO 4 - | перманганат | KMnO 4 (марганцовка) |
| H 2 CrO 4 | хромовая | CrO 4 2- | хромат | CaCrO 4 |
| H 2 S | сероводородная | S- | сульфид | HgS (киноварь) |
Химические свойства
Как класс, соли по своим химическим свойствам характеризуются тем, что могут взаимодействовать со щелочами, кислотами, солями и более активными металлами:
1. При взаимодействии со щелочами в растворе обязательным условием реакции является выпадение в осадок одного из получаемых веществ.
2. При взаимодействии с кислотами реакция проходит, если образуется летучая кислота, нерастворимая кислота или нерастворимая соль. Примеры:
- К летучим кислотам относится угольная, так как она легко распадается на воду и углекислый газ: MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2.
- Нерастворимая кислота — кремниевая, образуется в результате реакции силиката с другой кислотой.
- Одним из признаков химической реакции является выпадение осадка. Какие соли можно посмотреть в таблице растворимости.
3. Взаимодействие солей между собой происходит только в случае связывания ионов, т. е. одна из образовавшихся солей выпадает в осадок.
4. Чтобы определить, пойдет ли реакция между металлом и солью, нужно обратиться к таблице напряжения металлов (иногда ее еще называют рядом активности).
Только более активные металлы (расположенные левее) могут вытеснять из соли металл. Примером является реакция железного гвоздя с медным купоросом:
CuSO 4 + Fe= Cu + FeSO 4
Такие реакции свойственны большинству представителей класса солей. Но есть и более специфические реакции в химии, свойства соли индивидуальные отражающие, например разложение при накаливании или образование кристаллогидратов. Каждая соль индивидуальна и по-своему необычна.