Определение солей в рамках теории диссоциации. Соли принято делить на три группы: средние, кислые и основные. В средних солях все атомы водорода соответствующей кислоты замещены на атомы металла, в кислых солях они замещены только частично, в основных солях группы ОН соответствующего основания частично замещены на кислотные остатки.
Существуют также некоторые другие типы солей, например двойные соли, в которых содержатся два разных катиона и один анион: СаСО 3 MgCO 3 (доломит), КСl NaCl (сильвинит), KAl(SO 4) 2 (алюмокалиевые квасцы); смешанные соли, в которых содержится один катион и два разных аниона: СаОСl 2 (или Са(ОСl)Сl); комплексные соли, в состав которых входит комплексный ион, состоящий из центрального атома, связанного с несколькими лигандами : K 4 (желтая кровяная соль), K 3 (красная кровяная соль), Na, Cl; гидратные соли (кристаллогидраты), в которых содержатся молекулы кристаллизационной воды: CuSO 4 5H 2 O(медный купорос), Na 2 SO 4 10Н 2 О (глауберова соль).
Название солей образуют из названия аниона, за которым следует название катиона.
Для солей бескислородных кислот к названию неметалла добавляют суффикс ид, например хлорид натрия NaCl, сульфид железа(Н) FeS и др.
При наименовании солей кислородсодержащих кислот к латинскому корню названия элемента добавляют в случае высших степеней окисления окончание — am , в случае низших степеней окисления окончание -ит. В названиях некоторых кислот для обозначения низших степеней окисления неметалла используют приставку гипо-, для солей хлорной и марганцовой кислот используют приставку пер-, например: карбонат кальция СаСО 3 , сульфат железа(III) Fe 2 (SO 4) 3 , сульфит железа(II) FeSO 3 , гипохлорит калия КОСl, хлорит калия КОСl 2 , хлорат калия КОСl 3 , перхлорат калия КОСl 4 , перманганат калия КМnO 4 , дихромат калия К 2 Сг 2 O 7 .
Кислые и основные соли можно рассматривать как продукт неполного превращения кислот и оснований. По международной номенклатуре атом водорода, входящий в состав кислой соли, обозначают приставкой гидро-, группу ОН - приставкой гидрокси, NaHS - гидросульфид натрия, NaHSO 3 - гидросульфит натрия, Mg(OH)Cl - гидроксихлорид магния, Аl(ОН) 2 Сl - дигидроксихлорид алюминия.
В названиях комплексных ионов сначала указывают лиганды, завершают названием металла с указанием соответствующей степени окисления (римскими цифрами в скобках). В названиях комплексных катионов используют русские названия металлов, например: Cl 2 - хлорид тетраамминмеди(П), 2 SO 4 - сульфат диамминсеребра(1). В названиях комплексных анионов используют латинские названия металлов с суффиксом -ат, например: К[Аl(ОН) 4 ] - тетрагидроксиалюминат калия, Na - тетра- гидроксихромат натрия, K 4 - гексацианоферрат(Н) калия.
Названия гидратных солеи (кристаллогридратов ) образуются двумя способами. Можно воспользоваться системой названий комплексных катионов, описанной выше; например, медный купорос SO 4 Н 2 0 (или CuSO 4 5Н 2 O) можно назвать сульфат тетрааквамеди(П). Однако для наиболее известных гидратных солей чаще всего число молекул воды (степень гидратации) указывают численной приставкой к слову «гидрат», например: CuSO 4 5Н 2 O - пентагидрат сульфата меди(И), Na 2 SO 4 10Н 2 О - декагидрат сульфата натрия, СаСl 2 2Н 2 O - дигидрат хлорида кальция.
Растворимость солей
По растворимости в воде соли делятся на растворимые (Р), нерастворимые (Н) и малорастворимые (М). Для определения растворимости солей пользуются таблицей растворимости кислот, оснований и солей в воде. Если таблицы под рукой нет, то можно воспользоваться правилами. Их легко запомнить.
1. Растворимы все соли азотной кислоты - нитраты.
2. Растворимы все соли соляной кислоты - хлориды, кроме AgCl (Н) , PbCl 2 (М) .
3. Растворимы все соли серной кислоты - сульфаты, кроме BaSO 4 (Н) , PbSO 4 (Н) .
4. Растворимы соли натрия и калия.
5. Не растворяются все фосфаты, карбонаты, силикаты и сульфиды, кроме солей Na + и K + .
Из всех химических соединений соли являются наиболее многочисленным классом веществ. Это твердые вещества, они отличаются друг от друга по цвету и растворимости в воде. В начале XIX в. шведский химик И. Берцелиус сформулировал определение солей как продуктов реакций кислот с основаниями или соединений, полученных заменой атомов водорода в кислоте металлом. По этому признаку различают соли средние, кислые и основные. Средние, или нормальные, соли - это продукты полного замещения атомов водорода в кислоте на металл.
Например:
Na 2 CO 3 - карбонат натрия;
CuSO 4 - сульфат меди (II) и т. д.
Диссоциируют такие соли на катионы металла и анионы кислотного остатка:
Na 2 CO 3 = 2Na + + CO 2 —
Кислые соли - это продукты неполного замещения атомов водорода в кислоте на металл. К кислым солям относят, например, питьевую соду NaHCO 3 , которая состоит из катиона металла Na + и кислотного однозарядного остатка HCO 3 — . Для кислой кальциевой соли формула записывается так: Ca(HCO 3) 2. Названия этих солей складываются из названий средних солей с прибавлением приставки гидро- , например:
Mg(HSO 4) 2 - гидросульфат магния.
Диссоциируют кислые соли следующим образом:
NaHCO 3 = Na + + HCO 3 —
Mg(HSO 4) 2 = Mg 2+ + 2HSO 4 —
Основные соли - это продукты неполного замещения гидроксогрупп в основании на кислотный остаток. Например, к таким солям относится знаменитый малахит (CuOH) 2 CO 3 , о котором вы читали в произведениях П. Бажова. Он состоит из двух основных катионов CuOH + и двухзарядного аниона кислотного остатка CO 3 2- . Катион CuOH + имеет заряд +1, поэтому в молекуле два таких катиона и один двухзарядный анион CO 3 2- объединены в электронейтральную соль.
Названия таких солей будут такими же, как и у нормальных солей, но с прибавлением приставки гидроксо- , (CuOH) 2 CO 3 - гидроксокарбонат меди (II) или AlOHCl 2 - гидроксохлорид алюминия. Большинство основных солей нерастворимы или малорастворимы.
Последние диссоциируют так:
AlOHCl 2 = AlOH 2 + + 2Cl —
Свойства солей
Первые две реакции обмена были подробно рассмотрены ранее.
Третья реакция также является реакцией обмена. Она протекает между растворами солей и сопровождается образованием осадка, например:
Четвертая реакция солей связана с положением металла в электрохимическом ряду напряжений металлов (см. «Электрохимический ряд напряжений металлов»). Каждый металл вытесняет из растворов солей все другие металлы, расположенные правее его в ряду напряжений. Это соблюдается при выполнении следующих условий:
1) обе соли (и реагирующая, и образующаяся в результате реакции) должны быть растворимыми;
2) металлы не должны взаимодействовать с водой, поэтому металлы главных подгрупп I и II групп (для последней начиная с Са) не вытесняют другие металлы из растворов солей.
Способы получения солей
Способы получения и химические свойства солей. Соли могут быть получены из неорганических соединений практически любого класса. Наряду с этими способами соли бескислородных кислот могут быть получены при непосредственном взаимодействии металла и неметалла (Cl, S ит. д.).
Многие соли устойчивы при нагревании. Однако соли аммония, а также некоторые соли малоактивных металлов, слабых кислот и кислот, в которых элементы проявляют высшие или низшие степени окисления, при нагревании разлагаются.
СаСO 3 = СаО + СO 2
2Ag 2 CO 3 = 4Ag + 2СO 2 + O 2
NH 4 Cl = NH 3 + НСl
2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2
2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3
4FeSO 4 = 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2
2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2
NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
2КСlO 3 =MnO 2 = 2KCl + 3O 2
4KClO 3 = 3КСlO 4 + KCl
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.
Соли можно рассматривать как продукты, полученные путём замещения атомов водорода в кислотах на металлы или ионы аммония, или гидроксогрупп в основаниях на кислотные остатки. В зависимости от этого выделяют средние, кислые и основные соли. Рассмотрим, как составить формулы этих солей.
Средние соли
Средними или нормальными называют те соли, в которых присутствуют только атомы металлов и кислотные остатки. Их рассматривают как продукты полного замещения атомов H в кислотах или ОН− групп в основаниях.
Составим формулу средней соли, образованной фосфорной кислотой H3PO4 и основанием Ca(OH)2. Для этого на первом месте запишем формулу металла, а на втором — кислотного остатка. Металл в данном случае — Ca, остаток — PO4.
Далее определим валентности этих частиц. Кальций, будучи металлом второй группы, двухвалентен. Валентность остатка трёхосновной фосфорной кислоты равна трём. Запишем эти значения римскими цифрами над формулами частиц: для элемента Ca – а II, а для PO4 –III.
Если полученные значения сокращаются на одно и то же число, то предварительно производим сокращение, если нет — сразу записываем их арабскими цифрами накрест. То есть индекс 2 пишем у фосфата, а 3 — у кальция. Получаем: Ca3(PO4)2
Ещё проще воспользоваться значениями зарядов этих частиц. Они записаны в таблице растворимости. У Ca – 2+, а у PO4 – 3-. Остальные действия будут теми же, что и при составлении формул по валентности.
Кислые и основные соли
Теперь составим формулу кислой соли, образованной этими же веществами. Кислыми называют соли, в которых не все атомы H из соответствующей кислоты замещены металлами.
Предположим, что из трех атомов H в фосфорной кислоте только два замещены катионами металлов. Составление формулы вновь начинаем с записи металла и кислотного остатка.
Валентность остатка HPO4 равна двум, так как в кислоте H3PO4 заместили два атома H. Записываем значения валентностей. В этом случае II и II сокращаются на 2. Индекс 1, как уже было сказано выше, в формулах не указывают. Получаем в итоге формулу CаHPO4
Можно воспользоваться и значениями зарядов. Величину заряда частицы HPO4 определяем следующим образом: заряд H равен 1+, заряд PO4 — 3-. Итого в сумме +1 + (-3) = -2. Запишем полученные значения над символами частиц: 2 и 2 сокращаются на 2, индекс 1 в формулы солей не записывают. В итоге получается формула CaHPO4 — гидрофосфат кальция.
Если при образовании соли не все группы ОН- в основании замещены на кислотные остатки, соль называют основной.
Запишем формулу основной соли, образованной серной кислотой (H2SO4) и гидроксидом магния(Mg(OH)2).
Из определения следует, что в состав основной соли входит кислотный остаток. В данном случае это SO4. Валентность его равна II, заряд 2-. Вторая частица — это продукт неполного замещения групп ОН в основании, то есть MgOH. Его валентность равна I (убрали одну одновалентную группу ОН), заряд +1 (сумма зарядов Mg 2+ и ОН −.
Обратите внимание на названия кислых и основных солей. Их называют так же, как и нормальные, только с добавлением приставки «гидро» к названию кислой соли и «гидроксо» к основной.
Двойные и комплексные соли
Двойными называют соли, в которых один кислотный остаток соединен с двумя металлами. Например, в составе алюмокалиевых квасцов на один сульфат-ион приходится ион калия и ион алюминия. Составим формулу:
- Запишем формулы всех металлов и кислотного остатка: KAl SO4.
- Проставим заряды: K (+), Al (3+) и SO4 (2-). В сумме заряд катионов 4+, а анионов — 2-. Сокращаем 4 и 2 на 2.
- Записываем итог: KAl(SO4)2 — сульфат алюминия-калия.
Комплексные соли содержат комплексный анион или катион: Na — тетрагидроксоалюминат натрия, Cl — хлорид диамминмеди (II). Подробнее комплексные соединения будут рассмотрены в отдельной главе.
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.
Основы деления солей на отдельные группы были заложены в трудах французского химика и аптекаря Г. Руэля (\(1703\)–\(1770\)) . Именно он в \(1754\) г. предложил разделить известные к тому времени соли на кислые, основные и средние (нейтральные). В настоящее время выделяют и другие группы этого чрезвычайно важного класса соединений.
Средние соли
Средними называют соли, в состав которых входят металлический химический элемент и кислотный остаток.
В состав солей аммония вместо металлического химического элемента входит одновалентная группа аммония NH 4 I .
Примеры средних солей:
Na I Cl I - хлорид натрия;
Al 2 III SO 4 II 3 - сульфат алюминия;
NH I 4 NO 3 I - нитрат аммония.
Кислые соли
Кислыми называют соли, в состав которых, кроме металлического химического элемента и кислотного остатка, входят атомы водорода.
Обрати внимание!
Составляя формулы кислых солей, следует иметь в виду, что валентность остатка от кислоты численно равна количеству атомов водорода, входивших в состав молекулы кислоты и замещённых металлом.
При составлении названия такого соединения к названию соли добавляется приставка «гидро », если в остатке от кислоты имеется один атом водорода, и «дигидро », если в остатке от кислоты содержатся два атома водорода.
Примеры кислых солей:
Ca II HCO 3 ⏞ I 2 - гидрокарбонат кальция;
Na 2 I HPO 4 ⏞ II - гидрофосфат натрия;
Na I H 2 PO 4 ⏞ I - дигидрофосфат натрия.
Простейшим примером кислых солей может служить пищевая сода, т. е. гидрокарбонат натрия \(NaHCO_3\).
Основные соли
Основными называют соли, в состав которых, кроме металлического химического элемента и кислотного остатка, входят гидроксогруппы.
Основные соли можно рассматривать как продукт неполной нейтрализации многокислотного основания.
Обрати внимание!
Составляя формулы таких веществ, следует иметь в виду, что валентность остатка от основания численно равна количеству гидроксогрупп, «ушедших» из состава основания.
При составлении названия основной соли к названию соли добавляется приставка «гидроксо », если в остатке от основания имеется одна гидроксогруппа, и «дигидроксо », если в остатке от основания содержатся две гидроксогруппы.
Примеры основных солей:
MgOH ⏞ I Cl I - гидроксохлорид магния;
Fe OH ⏞ II NO 3 2 I - гидроксонитрат железа(\(III\));
Fe OH 2 ⏞ I NO 3 I - дигидроксонитрат железа(\(III\)).
Известным примером основных солей может служить налёт зелёного цвета гидроксокарбоната меди(\(II\)) \((CuOH)_2CO_3\), образующийся с течением времени на медных предметах и предметах, изготовленных из сплавов меди, если они контактируют с влажным воздухом. Такой же состав имеет и минерал малахит.
Комплексные соли
Комплексные соединения - разнообразный класс веществ. Заслуга в создании теории, объясняющей их состав и строение, принадлежит лауреату Нобелевской премии по химии \(1913\) г. швейцарскому учёному А. Вернеру (\(1866\)–\(1919\)). Правда, термин «комплексные соединения» в \(1889\) г. был введён другим выдающимся химиком, лауреатом Нобелевской премии \(1909\) г. В. Оствальдом (\(1853\)–\(1932\)).
В составе катиона или аниона комплексных солей имеется элемент-комплексообразователь , связанный с так называемыми лигандами . Число лигандов, которое присоединяет комплексообразователь, называется координационным числом . Например, координационное число двухвалентной меди, а также бериллия, цинка, равно \(4\). Координационное число алюминия, железа, трёхвалентного хрома равно \(6\).
В названии комплексного соединения число лигандов, соединённое с комплексообразователем, отображается греческими числительными: \(2\) - «ди », \(3\) - «три », \(4\) - «тетра », \(5\) - «пента », \(6\) - «гекса ». В качестве лигандов могут выступать как электрически нейтральные молекулы, так и ионы.
Название комплексного аниона начинается с указания состава внутренней сферы.
Если в качестве лигандов выступают анионы, к их названию добавляется окончание «–о »:
\(–Cl\) - хлоро-, \(–OH\) - гидроксо-, \(–CN\) - циано-.
Если лигандами являются электрически нейтральные молекулы воды, используется название «аква », а если аммиака - название «аммин ».
Затем называют комплексообразователь, используя его латинское название и окончание «–ат », после чего без пробела римскими цифрами в скобках указывают степень окисления (если комплексообразователь может иметь несколько степеней окисления).
После обозначения состава внутренней сферы указывают название катиона внешней сферы - той, что в химической формуле вещества находится вне квадратных скобок.
Пример:
K 2 Zn OH 4 - тетрагидроксоцинкат калия,
K 3 Al OH 6 - гексагидроксоалюминат калия,
K 4 Fe CN 6 - гексацианоферрат(\(II\)) калия.
В школьных учебниках формулы комплексных солей более сложного состава, как правило, упрощаются. Например, формулу тетрагидроксодиакваалюмината калия K Al H 2 O 2 OH 4 принято записывать как формулу тетрагидроксоалюмината.
Если комплексообразователь входит в состав катиона, то название внутренней сферы составляют так же, как в случае комплексного аниона, но используют русское название комплексообразователя и в скобках указывают степень его окисления.
Пример:
Ag NH 3 2 Cl - хлорид диамминсеребра,
Cu H 2 O 4 SO 4 - сульфат тетрааквамеди(\(II\)).
Кристаллогидраты солей
Гидратами называют продукты присоединения воды к частичкам вещества (термин образован от греческого hydor - «вода»).
Многие соли выпадают в осадок из растворов в виде кристаллогидратов - кристаллов, содержащих молекулы воды. В кристаллогидратах молекулы воды прочно связаны с катионами или анионами, образующими кристаллическую решётку. Многие соли такого вида по сути являются комплексными соединениями. Хотя многие из кристаллогидратов известны с незапамятных времён, начало систематическому изучению их состава положил голландский химик Б. Розебом (\(1857\)–\(1907\)).
В химических формулах кристаллогидратов принято указывать соотношение количества вещества соли и количество вещества воды.
Обрати внимание!
Точка, которая делит химическую формулу кристаллогидрата на две части, в отличие от математических выражений не обозначает действие умножения и читается как предлог «с».
.
Загрузка...