Рассмотрим важнейшие способы получения солей.
Реакция нейтрализации . Растворы кислоты и основания смешивают в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль. Например:
2 . Реакция кислот с основными оксидами . Фактически, это вариант реакции нейтрализации. Например:
3 . Реакция оснований с кислотными оксидами . Это также вариант реакции нейтрализации:
4 . Реакция основных и кислотных оксидов между собой :
5 . Реакция кислот с солями . Этот способ подходит, например, в том случае, если образуется нерастворимая соль, выпадающая в осадок:
6 . Реакция оснований с солями . Для таких реакций подходят только щелочи (растворимые основания). В этих реакциях образуется другое основание и другая соль. Важно, чтобы новое основание не было щелочью и не могло реагировать с образовавшейся солью. Например:
7. Реакция двух различных солей. Реакцию удается провести только в том случае, если хотя бы одна из образующихся солей нерастворима и выпадает в осадок:
Выпавшую в осадок соль отфильтровывают, а оставшийся раствор упаривают и получают другую соль. Если же обе образующиеся соли хорошо растворимы в воде, то реакции не происходит: в растворе существуют лишь ионы, не взаимодействующие между собой:
NaCl + KBr = Na + + Cl + K + + Br
Если такой раствор упарить, то мы получим смесь солей NaCl, KBr, NaBr и KCl, но чистые соли в таких реакциях получить не удается.
8 . Реакция металлов с кислотами . Соли образуются и в окислительно-восстановительных реакциях. Например, металлы, расположенные левее водорода в ряду активности металлов (таблица 4-3), вытесняют из кислот водород и сами соединяются с ними, образуя соли:
9 . Реакция металлов с неметаллами . Эта реакция внешне напоминает горение. Металл «сгорает» в токе неметалла, образуя мельчайшие кристаллы соли, которые выглядят, как белый «дым»:
10 . Реакция металлов с солями . Более активные металлы, расположенные в ряду активности левее , способны вытеснять менее активные (расположенные правее ) металлы из их солей:
Рассмотрим химические свойства солей.
Наиболее распространенные реакции солей – реакции обмена и окислительно-восстановительные реакции. Сначала рассмотрим примеры окислительно-восстановительных реакций.
1 . Окислительно-восстановительные реакции солей .
Поскольку соли состоят из ионов металла и кислотного остатка, их окислительно-восстановительные реакции условно можно разбить на две группы: реакции за счет иона металла и реакции за счет кислотного остатка, если в этом кислотном остатке какой-либо атом способен менять степень окисления.
А) Реакции за счет иона металла.
Поскольку в солях содержится ион металла в положительной степени окисления, они могут участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, где ион металла играет роль окислителя. Восстановителем чаще всего служит какой-нибудь другой (более активный) металл:
Принято говорить, что более активные металлы способны вытеснять другие металлы из их солей. Металлы, находящиеся в ряду активности левее (см. параграф 8.3), являются более активными.
Б) Реакции за счет кислотного остатка.
В кислотных остатках часто имеются атомы, способные изменять степень окисления. Отсюда –многочисленные окислительно-восстановительные реакции солей с такими кислотными остатками. Например:
|
соль иодоводородной кислоты | |||||||||||||||
|
соль марганцевой кислоты |
хлорид марганца | |||||||||
2 . Обменные реакции солей .
Такие реакции могут происходить, когда соли реагируют: а) с кислотами, б) с щелочами, в) с другими солями. При проведении обменных реакций берут растворы солей. Общим требованием для таких реакций является образование малорастворимого продукта, который удаляется из раствора в виде осадка. Например:
а) CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ (осадок) + H 2 SO 4
AgNO 3 + HCl = AgCl↓ (осадок) + HNO 3
б) FeCl 3 + 3 NaOH = Fe(OH) 3 ↓ (осадок) + 3 NaCl
CuSO 4 + 2 KOH = Cu(OH) 2 ↓ (осадок) + K 2 SO 4
в) BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ (осадок) + 2 KCl
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ (осадок) + 2 NaCl
Если хотя бы один продукт таких обменных реакций не уходит из сферы реакции в виде осадка (иногда – в виде газа), то при смешивании растворов образуется только смесь ионов, на которые при растворении распадаются исходная соль и реагент. Таким образом, обменная реакция произойти не может.
В предыдущих разделах постоянно встречались реакции, в которых образуются соли.
Солями называются вещества, в которых атомы металла связаны с кислотными остатками.
Исключением являются соли аммония, в которых с кислотными остатками связаны не атомы металла, а частицы NH 4 + . Примеры типичных солей приведены ниже.
NaCl – хлорид натрия,
Na 2 SO 4 – сульфат натрия,
СаSO 4 – сульфат кальция,
СаCl 2 – хлорид кальция,
(NH 4) 2 SO 4 – сульфат аммония.
Формула соли строится с учетом валентностей металла и кислотного остатка. Практически все соли – ионные соединения, поэтому можно говорить, что в солях связаны между собой ионы металла и ионы кислотных остатков:
Na + Cl – – хлорид натрия
Ca 2+ SO 4 2– – сульфат кальция и т.д.
Названия солей составляются из названия кислотного остатка и названия металла. Главным в названии является кислотный остаток. Названия солей в зависимости от кислотного остатка показаны в таблице 4.6. В верхней части таблицы приведены кислородсодержащие кислотные остатки, в нижней – бескислородные.
Таблица 4-6. Построение названий солей.
|
Соль какой кислоты |
Кислот-ный остаток |
Валент-ность остатка |
Название солей | |
|
Азотная HNO 3 |
Ca(NO 3)2 нитрат кальция |
|||
|
Кремниевая H 2 SiO 3 |
силикаты |
Na 2 SiO 3 силикат натрия |
||
|
Серная H 2 SO 4 |
сульфаты |
PbSO 4 сульфат свинца |
||
|
Угольная H 2 CO 3 |
карбонаты |
Na 2 CO 3 карбонат натрия |
||
|
Фосфорная H 3 PO 4 |
AlPO 4 фосфат алюминия |
|
Бромоводородная HBr |
NaBr бромид натрия |
|||
|
Иодоводородная HI |
KI иодид калия |
|||
|
Сероводородная H 2 S |
сульфиды |
FeS сульфид железа (II) |
||
|
Соляная HCl |
NH 4 Cl хлорид аммония |
|||
|
Фтороводородная HF |
CaF 2 фторид кальция |
Из таблицы 4-6 видно, что названия кислородсодержащих солей имеют окончания «ат », а названия бескислородных солей – окончания «ид ».
В некоторых случаях для кислородсодержащих солей может использоваться окончание «ит ».Например, Na 2 SO 3 – сульфит натрия. Это делается для того, чтобы различать соли серной кислоты (H 2 SO 4) и сернистой кислоты (H 2 SO 3) и в других таких же случаях.
Все соли разделяются на средние, кислые и основные . Средние соли содержат только атомы металла и кислотного остатка. Например, все соли из таблицы 4-6 являются средними солями.
Любую соль можно получить соответствующей реакцией нейтрализации. Например, сульфит натрия образуется в реакции между сернистой кислотой и основанием (едким натром). При этом на 1 моль кислоты требуется взять 2 моля основания:
Если взять только 1 моль основания – то есть меньше, чем требуется для полной нейтрализации, то образуется кислая соль – гидросульфит натрия:
Кислые соли образуются многоосновными кислотами. Одноосновные кислоты кислых солей не образуют.
Кислые соли, помимо ионов металла и кислотного остатка, содержат ионы водорода.
Названия кислых солей содержат приставку «гидро» (от слова hydrogenium – водород). Например:
NaHCO 3 – гидрокарбонат натрия,
K 2 HPO 4 – гидрофосфат калия,
KH 2 PO 4 – дигидрофосфат калия.
Основные соли образуются при неполной нейтрализации основания. Названия основных солей образуют с помощью приставки «гидроксо». Ниже приведен пример, показывающий отличие основных солей от обычных (средних):
Основные соли, помимо ионов металла и кислотного остатка, содержат гидроксильные группы.
Основные соли образуются только из многокислотных оснований. Однокислотные основания таких солей образовать не могут.
В таблице 4.6 приведены международные названия солей. Однако полезно знать также русские названия и некоторые исторически сложившиеся, традиционные названия солей, имеющих важное значение (таблица 4.7).
Таблица 4.7. Международные, русские и традиционные названия некоторых важных солей.
|
Международное название |
Русское название |
Традиционное название |
Применение |
|
|
Карбонат натрия |
Натрий углекислый |
В быту – как моющее и чистящее средство |
||
|
Гидрокарбонат натрия |
Натрий углекислый кислый |
Питьевая сода |
Пищевой продукт: выпечка кондитерских изделий |
|
|
Карбонат калия |
Калий углекислый |
Применяется в технике |
||
|
Сульфат натрия |
Натрий сернокислый |
Глауберова соль |
Лекарственное средство |
|
|
Сульфат магния |
Магний сернокислый |
Английская соль |
Лекарственное средство |
|
|
Хлорат калия |
Калий хлорнова-токислый |
Бертолетова соль |
Применяется в зажигательных смесях для головок спичек |
Например, ни в коем случае нельзя путать соду Na 2 CO 3 и питьевую соду NaHCO 3 . Если нечаянно использовать в пищу соду вместо питьевой соды , можно получить тяжелый химический ожог.
В химии и в технике до сих пор сохраняется много старинных названий. Например, каустическая сода – вовсе не соль, а техническое название гидроксида натрия NaOH. Если обыкновенной содой можно почистить раковину или посуду, то каустическую соду ни при каких обстоятельствах брать в руки или использовать в быту нельзя!
Строение солей аналогично строению соответствующих кислот и оснований. Ниже приведены структурные формулы типичных средних, кислых и основных солей.
Приведем строение и название основной соли, формула которой выглядит: 2 CO 3 – дигидроксокарбонат железа (III). При рассмотрении структурной формулы такой соли становится ясно, что эта соль –продукт частичной нейтрализации гидроксида железа (III) угольной кислотой:
Что такое соли?
Соли – это такие сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков. В некоторых случаях соли в своем составе могут содержать водород.
Если мы внимательно подойдем к рассмотрению этого определения, то заметим, что по своему составу соли чем-то похожи на кислоты, только с той разницей, что кислоты состоят из атомов водорода, а соли содержат ионы металла. Из этого следует, что соли являются продуктами замещения атомов водорода в кислоте на ионы металла. Так, к примеру, если взять известную каждому поваренную соль NaCl, то ее можно рассматривать как продукт замещения водорода в соляной кислоте НС1 на ион натрия.
Но бывают и исключения. Взять, например, соли аммония, в них кислотные остатки с частицей NH4+, а не с атомами металла.
Типы солей
А теперь давайте более подробно рассмотрим классификацию солей.
Классификация:
К кислым солям относятся такие, в которых атомы водорода в кислоте частично заменены атомами металла. Их можно получить с помощью нейтрализации основания избытком кислоты.
К средним солям или как их еще нормальным, относятся такие соли, у которых в молекулах кислоты все атомы водорода замещены на атомы металла, например, таких, как Na2CO3, KNO3 и т.д.
К основным солям относятся те, где у которых происходить неполное или частичное замещение гидроксильных групп оснований кислотными остатками, такими, как: Аl(OH)SO4 , Zn(OH)Cl и т.д.
В составе двойных солей находится два различных катиона, которые получаются с помощью кристаллизации из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами.
Но, а к смешанным солям относятся такие, в составе которых находятся два различных аниона.
Также существуют комплексные соли, в состав которых входит комплексный катион или комплексный анион.
Физические свойства солей
Мы уже с вами знаем, что соли являются твердыми веществами, но следует знать, им свойственна различная растворимость в воде.
Если рассматривать соли с точки зрения растворимости в воде, то их можно поделить на такие группы, как:
Растворимые (Р),
- нерастворимые (Н)
- малорастворимые (М).
Номенклатура солей
Чтобы определить степень растворимости солей, можно обратиться к таблице растворимости кислот, оснований и солей в воде.
Как правило, все названия солее состоят из названий аниона, который представлен в именительном падеже и катиона, который стоит в родительном падеже.
Например: Na2SO4 - сульфат (И.п.) натрия (Р.п.).
Кроме того, для металлов в скобках указывают переменную степень окисления.
Возьмем для примера:
FeSO4 - сульфат железа (II).
Также следует знать, что существует международная номенклатура названия солей каждой кислоты, зависящая от латинского названия элемента. Так, например, соли серной кислоты, называются сульфатами. К примеру, СаSO4 – носит название сульфата кальция. А вот хлоридами называют соли соляной кислоты. Например, всем нам знакомая, NaCl называется хлоридом натрия.
Если же соли двухосновных кислот, то к их названию прибавляют частицу «би» или «гидро».
Например: Mg(HCl3)2 – будет звучать, как бикарбонат или гидрокарбонат магния.
Если в трехосновной кислоте один из атомов водорода заменить на металл, то следует еще добавить приставку «дигидро» и мы получим:
NaH2PO4 – дигидрофосфат натрия.
Химические свойства солей
А сейчас перейдем к рассмотрению химических свойств солей. Дело в том, что они определяются свойствами катионов и анионов, которые входят в их состав.
Значение соли для человеческого организма
В обществе давно идут дискуссии о вреде и пользе соли, которую она оказывает на организм человека. Но какой бы точки зрения не придерживались оппоненты, следует знать, что поваренная соль это минеральное природное вещество, которое жизненно необходимо для нашего организма.
Также следует знать, что при хронической нехватке в организме хлорида натрия, можно получить летальный исход. Ведь, если вспомнить уроки биологии, то нам известно, что тело человека на семьдесят процентов состоит из воды. А благодаря соли происходят процессы регулирования и поддержки водного баланса в нашем организме. Поэтому исключать употребление соли ни в коем случае нельзя. Конечно же, безмерное употребление соли так же ни к чему хорошему не приведет. И тут напрашивается вывод, что все должно быть в меру, так как ее недостаток, также как и избыток могут привести к нарушению баланса в нашем рационе.
Применение солей
Соли нашли свое применение, как в производственных целях, так и в нашей повседневной жизни. А сейчас давайте рассмотрим более детально и узнаем, где и какие соли чаще всего применяются.
Соли соляной кислоты
Из этого вида солей чаще всего используют хлорид натрия и хлорид калия. Поваренную соль, которую мы с вами употребляем в пищу добывают из морской, озерной воды, а также на соляных шахтах. И если хлорид натрия мы употребляем в пищу, то в промышленности его используют для получения хлора и соды. А вот хлорид калия незаменим в сельском хозяйстве. Его применяют, как калийное удобрение.
Соли серной кислоты
Что же касается солей серной кислоты, то они нашли широкое применение в медицине и строительстве. С ее помощью изготавливают гипс.
Соли азотной кислоты
Соли азотной кислоты, или как их еще называют нитраты, применяются в сельском хозяйстве в качестве удобрений. Самыми значимыми среди этих солей является нитрат натрия, нитрат калия, нитрат кальция и нитрат аммония. Их еще называют селитрами.
Ортофосфаты
Среди ортофосфатов, одним из наиболее важных, является ортофосфат кальция. Эта соль входит в основу таких минералов, как фосфориты и апатиты, которые необходимы при изготовлении фосфорных удобрений.
Соли угольной кислоты
Соли угольной кислоты или карбонат кальция можно встретит в природе, в виде мела, известняка и мрамора. Его используют для изготовления извести. А вот карбонат калия применяется, как составляющая сырья при производстве стекла и мыла.
Конечно, о соли вы знаете много интересного, но есть и такие факты, о которых вы вряд ли догадывались.
Вам, наверное, известен тот факт, что на Руси гостей было принято встречать с хлебом и солью, но злили вы, что за соль даже платили налог.
Известно ли вам, что были такие времена, когда соль ценилась больше золота. В древние времена римским воинам даже жалование платили солью. А самым дорогим и важным гостям в знак уважения преподносили горсть соли.
А знаете ли вы, что такое понятие, как «заработная плата» произошло от английского слова salary.
Оказывается, что поваренную соль можно применять в медицинских целях, так как она является отличным антисептиком и обладает ранозаживляющим и бактерицидным свойством. Ведь, наверное, каждый из вас наблюдал, будучи на море, что ранки на коже и мозоли в соленой морской воде заживают намного быстрее.
А знаете, почему зимой в гололед принято посыпать дорожки солью. Оказывается, если на лед насыпать соли, то лед превращается в воду, так как температура ее кристаллизации снизится на 1-3 градуса.
А известно ли вам, сколько соли человек употребляет в течение года. Оказывается, что за год мы с вами съедаем около восьми килограммов соли.
Оказывается, что людям, живущим в жарких странах, нужно употреблять соли в четыре раза больше, чем тем, кто живет в холодных климатических зонах, потому что во время жары выделяется большое количество пота, а с ним и выводятся соли с организма.
Солями называются сложные вещества, молекулы которых, состоят из атомов металлов и кислотных остатков (иногда могут содержать водород). Например, NaCl – хлорид натрия, СаSO 4 – сульфат кальция и т. д.
Практически все соли являются ионными соединениями, поэтому в солях между собой связаны ионы кислотных остатков и ионы металла:
Na + Cl – – хлорид натрия
Ca 2+ SO 4 2– – сульфат кальция и т.д.
Соль является продуктом частичного или полного замещения металлом атомов водорода кислоты. Отсюда различают следующие виды солей:
1. Средние соли – все атомы водорода в кислоте замещены металлом: Na 2 CO 3 , KNO 3 и т.д.
2. Кислые соли – не все атомы водорода в кислоте замещены металлом. Разумеется, кислые соли могут образовывать только двух- или многоосновные кислоты. Одноосновные кислоты кислых солей давать не могут: NaHCO 3 , NaH 2 PO 4 ит. д.
3. Двойные соли – атомы водорода двух- или многоосновной кислоты замещены не одним металлом, а двумя различными: NaKCO 3 , KAl(SO 4) 2 и т.д.
4. Соли основные можно рассматривать как продукты неполного, или частичного, замещения гидроксильных групп оснований кислотными остатками: Аl(OH)SO 4 , Zn(OH)Cl и т.д.
По международной номенклатуре название соли каждой кислоты происходит от латинского названия элемента. Например, соли серной кислоты называются сульфатами: СаSO 4 – сульфат кальция, Mg SO 4 – сульфат магния и т.д.; соли соляной кислоты называются хлоридами: NaCl – хлорид натрия, ZnCI 2 – хлорид цинка и т.д.
В название солей двухосновных кислот добавляют частицу «би» или «гидро»: Mg(HCl 3) 2 – бикарбонат или гидрокарбонат магния.
При условии, что в трехосновной кислоте замещён на металл только один атом водорода, то добавляют приставку «дигидро»: NaH 2 PO 4 – дигидрофосфат натрия.
Соли – это твёрдые вещества, обладающие самой различной растворимостью в воде.
Химические свойства солей
Химические свойства солей определяются свойствами катионов и анионов, которые входят в их состав.
1. Некоторые соли разлагаются при прокаливании:
CaCO 3 = CaO + CO 2
2. Взаимодействуют с кислотами с образованием новой соли и новой кислоты. Для осуществление этой реакции необходимо, чтобы кислота была более сильная чем соль, на которую воздействует кислота:
2NaCl + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2HCl.
3. Взаимодействуют с основаниями , образуя новую соль и новое основание:
Ba(OH) 2 + Mg SO 4 → BaSO 4 ↓ + Mg(OH) 2 .
4. Взаимодействуют друг с другом с образованием новых солей:
NaCl + AgNO 3 → AgCl + NaNO 3 .
5. Взаимодействуют с металлами, которые стоят в раду активности до металла, который входит в состав соли:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu↓.
Остались вопросы? Хотите знать больше о солях?
Чтобы получить помощь репетитора – .
Первый урок – бесплатно!
blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
Загрузка...