Группы солей химия. Химические и физические свойства солей. Реакции средних солей с кислотами

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.

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.

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:

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 NH4+. Примеры типичных солей приведены ниже.

NaCl - хлорид натрия,

Na2SO4 - сульфат натрия,

СаSO4 - сульфат кальция,

СаCl2 - хлорид кальция,

(NH4)2SO4 - 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

Ca2+SO42- - 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.

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, Na2SO3 - сульфит натрия. Это делается для того, чтобы различать соли серной кислоты (H2SO4) и сернистой кислоты (H2SO3) 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:

NaHCO3 - гидрокарбонат натрия,

K2HPO4 - гидрофосфат калия,

KH2PO4 - 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

Например, ни в коем случае нельзя путать соду Na2CO3 и питьевую соду NaHCO3. 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: 2CO3 - дигидроксокарбонат железа (III). При рассмотрении структурной формулы такой соли становится ясно, что эта соль -продукт частичной нейтрализации гидроксида железа (III) угольной кислотой:

Соли. Получение и химические свойства

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:

Соли - это продукты замещения водорода кислоты металлом или гидроксогрупп оснований кислотными остатками.

Например,

H 2 SO 4 + Zn = ZnSO 4 + Н 2

кислота соль

NaOH + НС1 = NaCl + H 2 O

основание кислота соль

С позиций теории электролитической диссоциации, соли – это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы,отличные от катионов водорода, и анионы, отличные от анионов ОН - .

Классификация. Соли бывают средние, кислые, основные, двойные, комплексные.

Средняя соль - это продукт полного замещения водорода кислоты металлом или гидроксогруппы основания кислотным остатком. Например, Na 2 SO 4 , Ca(NO 3) 2 - средние соли.

Кислая соль - продукт неполного замещения водорода многоосновной кислоты металлом. Например, NaHSO 4 , Са(НСО 3) 2 - кислые соли.

Основная соль - продукт неполного замещения гидроксогрупп многокислотного основания кислотными остатками. Например, Mg(OН)С1, Bi(OH)Cl 2 - основные соли

Если атомы водорода в кислоте замещаются атомами разных металлов или гидроксогруппы оснований замещаются различными кислотными остатками, то образуются двойные соли. Например, KAl(SO 4) 2 , Са(ОС1)С1. Двойные соли существуют только в твердом состоянии.

Комплексные соли - это соли, в состав которых входят комплексные ионы. Например, соль K 4 - комплексная, так как в ее состав входит комплексный ион 4- .

Составление формул солей. Можно сказать, что соли состоят из остатков оснований и остатков кислот. При составлении формул солей нужно помнить правило: абсолютная величина произведения заряда остатка основания на число остатков основания равна абсолютной величине произведения заряда кислотного остатка на число кислотных остатков. Для тх = пу, где K - остаток основания, A - кислотный остаток, т - заряд остатка основания, n - заряд кислотного остатка, х - число остатков основания, у - число кислотных остатков. Например,

Номенклатура солей . Названия солей составляют из

названия аниона (кислотного остатка (табл.. 15)) в именительном падеже и названия катиона (остатка основания (табл. 17)) в родительном падеже (без слова «ион»).

Для названия катиона используют русское название соответствующего металла или группы атомов (в скобках римскими цифрами указывают степень окисления металла, если это необходимо).

Анионы бескислородных кислот называют, используя окончание –ид (NH 4 F – фторид аммония, SnS – сульфид олова (II), NaCN – цианид натрия). Окончания названий анионов кислородсодержащих кислот зависят от степени окисления кислотообразующего элемента:

Названия кислых и основных солей образуются по тем же общим правилам, что и названия средних солей. При этом название аниона кислой соли снабжают приставкой гидро- , указывающей на наличие незамещенных атомов водорода (число атомов водорода указывают греческими числительными приставками). Катион основной соли получает приставку гидроксо- , указывающую на наличие незамещенных гидроксогрупп.

Например,

MgС1 2 – хлорид магния

Ba 3 (РО 4) 2 – ортофосфат бария

Na 2 S – сульфид натрия

CaHPO 4 – гидрофосфат кальция

K 2 SO 3 – сульфит калия

Ca(H 2 PO 4) 2 – дигидрофосфат кальция

А1 2 (SO 4) 3 – сульфат алюминия

Mg(OH)Cl – хлорид гидроксомагния

КА1(SO 4) 2 – сульфат калия-алюминия

(MgOH) 2 SO 4 – сульфат гидроксомагния

KNaHPO 4 – гидрофосфат калия-натрия

MnCl 2 – хлорид марганца (II)

Са(OCI)C1 – хлорид-гипохлорит кальция

MnSO 4 – сульфат марганца (II)

К 2 S – cульфид калия

NaHCO 3 – гидрокарбонат натрия

К 2 SO 4 – сульфат калия

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.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Соли – это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов (ион аммония или комплексные ионы) и анионы кислотных остатков:

NaNO 3 ↔ Na + + NO 3 — ;

NH 4 NO 3 ↔ NH 4 + + NO 3 — ;

KAl(SO 4) 2 ↔ K + + Al 3+ + 2SO 4 2- ;

Cl 2 ↔ 2+ + 2Cl — .

Соли принято делить на три группы – средние (NaCl), кислые (NaHCO 3) и основные (Fe(OH)Cl). Кроме этого различают двойные (смешанные) и комплексные соли. Двойные соли образованы двумя катионами и одним анионом. Они существуют только в твердом виде.

Химические свойства солей

а) кислые соли

Кислые соли при диссоциации дают катионы металла (иона аммония), ионы водорода и анионы кислотного остатка:

NaHCO 3 ↔ Na + + H + + CO 3 2- .

Кислые соли – продукты неполного замещения атомов водорода соответствующей кислоты на атомы металла.

Кислые соли термически неустойчивы и при нагревании разлагаются с образованием средних солей:

Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O.

Для кислых солей характерны реакции нейтрализации со щелочами:

Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O.

б) основные соли

Основные соли при диссоциации дают катионы металла, анионы кислотного остатка и ионы ОН — :

Fe(OH)Cl ↔ Fe(OH) + + Cl — ↔ Fe 2+ + OH — + Cl — .

Основные соли – продукты неполного замещения гидроксильных групп соответствующего основания на кислотные остатки.

Основные соли, также, как и кислые, термически неустойчивы и при нагревании разлагаются:

2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O.

Для основных солей характерны реакции нейтрализации с кислотами:

Fe(OH)Cl + HCl ↔ FeCl 2 + H 2 O.

в) средние соли

Средние соли при диссоциации дают только катионы металла (ион аммония) и анионы кислотного остатка (см. выше). Средние соли – продукты полного замещения атомов водорода соответствующей кислоты на атомы металла.

Большинство средних солей термически неустойчивы и при нагревании разлагаются:

CaCO 3 = CaO + CO 2 ;

NH 4 Cl = NH 3 + HCl;

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO +4NO 2 + O 2 .

В водном растворе средние соли подвергаются гидролизу:

Al 2 S 3 +6H 2 O ↔ 2Al(OH) 3 + 3H 2 S;

K 2 S + H 2 O ↔ KHS + KOH;

Fe(NO 3) 3 + H 2 O ↔ Fe(OH)(NO 3) 2 + HNO 3 .

Средние соли вступают в реакции обмена с кислотами, основаниями и другими солями:

Pb(NO 3) 2 + H 2 S = PbS↓ + 2HNO 3 ;

Fe 2 (SO 4) 3 + 3Ba(OH) 2 = 2Fe(OH) 3 ↓ + 3BaSO 4 ↓;

CaBr 2 + K 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2KBr.

Физические свойства солей

Чаще всего соли – кристаллические вещества с ионной кристаллической решеткой. Соли имеют высокие температуры плавления. При н.у. соли – диэлектрики. Растворимость солей в воде различна.

Получение солей

а) кислые соли

Основные способы получения кислых солей – неполная нейтрализация кислот, действие избытка кислотных оксидов на основания, а также действие кислот на соли:

NaOH + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + H 2 O;

Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO 3) 2 ;

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 .

б) основные соли

Основные соли получают путем осторожного добавления небольшого количества щелочи к раствору средней соли, либо действием солей слабых кислот на средние соли:

AlCl 3 + 2NaOH = Al(OH) 2 Cl + 2NaCl;

2MgCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = 2 CO 3 ↓ + CO 2 + 2NaCl.

в) средние соли

Основные способы получения средних солей – реакции взаимодействия кислот с металлами, основными или амфотерными оксидами и основаниями, а также реакции взаимодействия оснований с кислотными или амфотерными оксидами и кислотами, реакции взаимодействия кислотных и основных оксидов и реакции обмена:

Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 ;

Ag 2 O + 2HNO 3 = 2AgNO 3 + H 2 O;

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O;

2KOH + SO 2 = K 2 SO 3 + H 2 O;

CaO + SO 3 = CaSO 4 ;

BaCl 2 + MgSO 4 = MgCl 2 + BaSO 4 ↓.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2