Видеоурок 1: Классификация неорганических солей и их номенклатура

Видеоурок 2: Способы получения неорганических солей. Химические свойства солей

Лекция: Характерные химические свойства солей: средних, кислых, основных; комплексных (на примере соединений алюминия и цинка)

Характеристика солей

Соли – это такие химические соединения, состоящие из катионов металлов (или аммония) и кислотных остатков.

Соли так же следует рассматривать в виде продукта взаимодействия кислоты и основания. В итоге данного взаимодействия, могут образовываться:

нормальные (средние),

• основные соли.

Нормальные соли образуются при достаточном для полного взаимодействия количестве кислоты и основания. К примеру:

Н 3 РО 4 + 3КОН → К 3 РО 4 + 3Н 2 О.

Названия нормальных солей состоят из двух частей. В начале называется анион (кислотный остаток), затем катион. Например: хлорид натрия - NaCl, сульфат железа(III) - Fe 2 (SО 4) 3 , карбонат калия - K 2 CO 3 , фосфат калия - K 3 PO 4 и др.

Кислые соли образуются при избытке кислоты и недостаточном количестве щелочи, потому как при этом катионов металла становится недостаточно для замещения всех катионов водорода, имеющихся в молекуле кислоты. К примеру:

Н 3 РО 4 + 2КОН = К 2 НРО 4 + 2Н 2 О;

Н 3 РО 4 + КОН = КН 2 РО 4 + Н 2 О.

В составе кислотных остатков данного вида солей вы всегда увидите водород. Кислые соли всегда возможны для многоосновных кислот, а для одноосновных нет.

В названиях кислых солей ставится приставка гидро- к аниону. Например: гидросульфат железа(III)- Fe(HSO 4) 3 , гидрокарбонат калия - KHCO 3 , гидрофосфат калия - K 2 HPO 4 и др.

Основные соли образуются при избытке основания и недостаточном количестве кислоты, потому как в данном случае анионов кислотных остатков недостаточно для полного замещения гидроксогрупп, имеющихся в основании. К примеру:

Cr(OH) 3 + HNO 3 → Cr(OH) 2 NO 3 + H 2 O;

Cr(OH) 3 + 2HNO 3 → CrOH(NO 3) 2 + 2H 2 O.

Таким образом основные соли в составе катионов содержат гидроксогруппы. Основные соли возможны для многокислотных оснований, а для однокислотных нет. Некоторые основные соли способны самостоятельно разлагаться, при этом выделяя воду, образуя оксосоли, обладающие свойствами основных солей. К примеру:

Sb(OH) 2 Cl → SbOCl + H 2 O;

Bi(OH) 2 NO 3 → BiONO 3 + H 2 O.

Название основных солей строится следующим образом: к аниону добавляется приставка гидроксо- . Например: гидроксосульфат железа(III) - FeOHSO 4 , гидроксосульфат алюминия - AlOHSO 4 , дигидроксохлорид железа (III) - Fe(OH) 2 Cl и др.

Многие соли, находясь в твердом агрегатном состоянии, являются кристаллогидратами: CuSO4.5H2O; Na2CO3.10H2O и т.д.

Химические свойства солей

Соли – это достаточно твердые кристаллические вещества, имеющие ионную связь между катионами и анионами. Свойства солей обусловлены их взаимодействием с металлами, кислотами, основаниями и солями.

Типичные реакции нормальных солей

С металлами реагируют хорошо. При этом, более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей. К примеру:

Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu;

Cu + Ag 2 SO 4 → CuSO 4 + 2Ag.

С кислотами, щелочами и другими солями реакции проходят до конца, при условии образования осадка, газа или малодиссоциируемых соединений. Например, в реакциях солей с кислотами образуются такие вещества, как сероводород H 2 S – газ; сульфат бария BaSO 4 – осадок; уксусная кислота CH 3 COOH – слабый электролит, малодиссоциируемое соединение. Вот уравнения данных реакций:

K 2 S + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + H 2 S;

BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 + 2HCl;

CH 3 COONa + HCl → NaCl + CH 3 COOH.

В реакциях солей со щелочами образуются такие вещества, как гидроксид никеля (II) Ni(OH) 2 – осадок; аммиак NH 3 – газ; вода H 2 О – слабый электролит, малодиссоциируемое соединение:

NiCl 2 + 2KOH → Ni(OH) 2 + 2KCl;

NH 4 Cl + NaOH → NH 3 +H 2 O +NaCl.

Соли реагируют между собой, если образуется осадок:

Ca(NO 3) 2 + Na 2 CO 3 → 2NaNO 3 + CaCO 3 .

Или в случае образования более устойчивого соединения:

Ag 2 CrO 4 + Na 2 S → Ag 2 S + Na 2 CrO 4 .

В этой реакции из кирпично-красного хромата серебра образуется черный сульфид серебра, ввиду того, что он является более нерастворимым осадком, чем хромат.

Многие нормальные соли разлагаются при нагревании с образованием двух оксидов – кислотного и основного:

CaCO 3 → СаО + СО 2 .

Нитраты разлагаются другим, отличным от остальных нормальных солей образом. При нагревании нитраты щелочных и щелочноземельных металлов выделяют кислород и превращаются в нитриты:

2NaNО 3 → 2NaNО 2 + О 2 .

Нитраты почти всех других металлов разлагаются до оксидов:

2Zn(NO 3) 2 → 2ZnO + 4NO 2 + O 2 .

Нитраты некоторых тяжелых металлов (серебра, ртути и др) разлагаются при нагревании до металлов:

2AgNO 3 → 2Ag + 2NO 2 + О 2 .

Особое положение занимает нитрат аммония, который до температуры плавления (170 о С) частично разлагается по уравнению:

NH 4 NO 3 → NH 3 + HNO 3 .

При температурах 170 - 230 о С, по уравнению:

NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O.

При температурах выше 230 о С - со взрывом, по уравнению:

2NH 4 NO 3 → 2N 2 + O 2 + 4H 2 O.

Хлорид аммония NH 4 Cl разлагается с образованием аммиака и хлороводорода:

NH 4 Cl → NH 3 + НCl.

Типичные реакции кислых солей

Они вступают во все те реакции, в которые вступают кислоты. Со щелочами реагируют следующим образом, если в составе кислой соли и щелочи имеется один и тот же металл, то в результате образуется нормальная соль. К примеру:

NаHCO 3 + NаOH → Nа 2 CO 3 + H 2 O .

Если же щелочь содержит другой металл, то образуются двойные соли. Пример образования карбоната лития - натрия:

NаHCO 3 + LiOH → Li NаCO 3 + H 2 O .

Типичные реакции основных солей

Данные соли вступают в те же реакции, что и основания. С кислотами реагируют следующим образом, если в составе основной соли и кислоты имеется один и тот же кислотный остаток, то в результате образуется нормальная соль. К примеру:

Cu(OH )Cl + HCl → CuCl 2 + H 2 O .

Если же кислота содержит другой кислотный остаток, то образуются двойные соли. Пример образования хлорида меди - брома:

Cu(OH )Cl + HBr → CuBr Cl + H 2 O .

Комплексные соли

Комплексное соединение - соединение, в узлах кристаллической решетки которого содержатся комплексные ионы.

Рассмотрим комплексные соединения алюминия - тетрагидроксоалюминаты и цинка - тетрагидроксоцинкаты. В квадратных скобках формул данных веществ указываются комплексные ионы.

Химические свойства тетрагидроксоалюмината натрия Na и тетрагидроксоцинката натрия Na 2 :

1. Как и все комплексные соединения выше названные вещества диссоциируются:

• Na → Na + + - ;
• Na 2 → 2Na + + - .

Имейте ввиду, что дальнейшая диссоциация комплексных ионов невозможна.

2. В реакциях с избытком сильных кислот образуют две соли. Рассмотрим реакцию тетрагидроксоалюмината натрия с разбавленным раствором хлороводорода:

• Na + 4HCl → AlCl 3 + NaCl + H 2 O .

Мы видим образование двух солей: хлорида алюминия, хлорида натрия и воды. Подобная реакция произойдет и в случае с тетрагидроксоцинкатом натрия.

3. Если же сильной кислоты будет недостаточно, допустим вместо 4 HCl мы взяли 2 HCl, то соль образует наиболее активный металл, в данном случае натрий активнее, значит образуется хлорид натрия, а образовавшиеся гидроксиды алюминия и цинка выпадут в осадок. Этот случай рассмотрим на уравнении реакции с тетрагидроксоцинкатом натрия:

Na 2 + 2HCl → 2NaCl + Zn (OH) 2 ↓ +2H 2 O .

Кислые соли

Задания на применение знаний о кислых солях встречаются в вариантах работ ЕГЭ
на разных уровнях сложности (А, В и С). Поэтому при подготовке учащихся к сдаче ЕГЭ
нужно рассмотреть следующие вопросы.

1. Определение и номенклатура.

Кислые соли – это продукты неполного замещения атомов водорода многоосновных кислот на металл. Номенклатура кислых солей отличается от средних только добавлением приставки «гидро…» или «дигидро…» к названию соли, например: NaHCO 3 – гидрокарбонат натрия, Са(Н 2 РО 4) 2 – дигидрофосфат кальция.

2. Получение.

Кислые соли получаются при взаимодействии кислот с металлами, оксидами металлов, гидроксидами металлов, солями, аммиаком, если кислота в избытке.

Например:

Zn + 2H 2 SO 4 = H 2 + Zn(HSO 4) 2 ,

CaO + H 3 PO 4 = CaHPO 4 + H 2 O,

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

Na 2 S + HCl = NaHS + NaCl,

NH 3 + H 3 PO 4 = NH 4 H 2 PO 4 ,

2NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4) 2 HPO 4 .

Также кислые соли получаются при взаимодействии кислотных оксидов со щелочами, если оксид в избытке. Например:

CO 2 + NaOH = NaHCO 3 ,

2SO 2 + Ca(OH) 2 = Ca(HSO 3) 2 .

3. Взаимопревращения.

Средняя соль кислая соль; например:

K 2 СО 3 KНСО 3 .

Чтобы из средней соли получить кислую, нужно добавить избыток кислоты или соответствующего оксида и воды:

K 2 СО 3 + Н 2 О + СО 2 = 2KНСО 3 .

Чтобы из кислой соли получить среднюю, нужно добавить избыток щелочи:

KНСО 3 + KОН = K 2 СО 3 + Н 2 О.

Гидрокарбонаты разлагаются с образованием карбонатов при кипячении:

2KНСО 3 K 2 СО 3 + Н 2 О + СО 2 .

4. Свойства.

Кислые соли проявляют свойства кислот, взаимодействуют с металлами, оксидами металлов, гидроксидами металлов, солями.

Например:

2KНSO 4 + Mg = H 2 + MgSO 4 + K 2 SO 4 ,

2KHSO 4 + MgO = H 2 O + MgSO 4 + K 2 SO 4 ,

2KHSO 4 + 2NaOH = 2H 2 O + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 ,

2KHSO 4 + Cu(OH) 2 = 2H 2 O + K 2 SO 4 + CuSO 4 ,

2KHSO 4 + MgCO 3 = H 2 O + CO 2 + K 2 SO 4 + MgSO 4 ,

2KHSO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + K 2 SO 4 + 2HCl.

5. Задачи на кислые соли. Образование одной соли.

При решении задач на избыток и недостаток нужно помнить о возможности образования кислых солей, поэтому сначала составляют уравнения всех возможных реакций. После нахождения количеств реагирующих веществ делают вывод о том, какая соль получится, и решают задачу по соответствующему уравнению.

З а д а ч а 1. Через раствор, содержащий 60 г NaOH, пропустили 44,8 л СО 2 . Найти массу образовавшейся соли.

Р е ш е н и е

(NaOH) = m /M = 60 (г)/40 (г/моль) = 1,5 моль;

(СО 2) = V /V m = 44,8 (л)/22,4 (л/моль) = 2 моль.

Поскольку (NaOH) : (CO 2) = 1,5: 2 = 0,75: 1, то делаем вывод, что СО 2 в избытке, следовательно, получится кислая соль:

NaOH + CO 2 = NaHCO 3 .

Количество вещества образовавшейся соли равно количеству вещества прореагировавшего гидроксида натрия:

(NaHCO 3) = 1,5 моль.

m (NaHCO 3) = M = 84 (г/моль) 1,5 (моль) = 126 г.

Ответ: m (NaHCO 3) = 126 г.

З а д а ч а 2. Оксид фосфора(V) массой 2,84 г растворили в 120 г 9%-й ортофосфорной кислоты. Полученный раствор прокипятили, затем к нему добавили 6 г гидроксида натрия. Найти массу полученной соли.

Дано:	Найти: m (соли).
m (P 2 O 5) = 2,84 г,
m(р-ра)(H 3 PO 4) = 120 г,
(H 3 PO 4) = 9 %,
m (NaOH) = 6 г.

Р е ш е н и е

(P 2 O 5) = m /M = 2,84 (г)/142 (г/моль) = 0,02 моль,

следовательно, 1 (H 3 PO 4 получ.) = 0,04 моль.

m (H 3 PO 4) = m (р-ра) = 120 (г) 0,09 = 10,8 г.

2 (H 3 PO 4) = m /M = 10,8 (г)/98 (г/моль) = 0,11 моль,

(H 3 PO 4) = 1 + 2 = 0,11 + 0,04 = 0,15 моль.

(NaOH) = m /M = 6 (г)/40 (г/моль) = 0,15 моль.

Поскольку

(H 3 PO 4) : (NaOH) = 0,15: 0,15 = 1: 1,

то получится дигидрофосфат натрия:

(NaH 2 PO 4) = 0,15 моль,

m (NaH 2 PO 4) = M = 120 (г/моль) 0,15 (моль) = 18 г.

Ответ: m (NaH 2 PO 4) = 18 г.

З а д а ч а 3. Сероводород объемом 8,96 л пропустили через 340 г 2%-го раствора аммиака. Назовите соль, получившуюся в результате реакции, и определите ее массу.

Ответ: гидросульфид аммония,
m (NH 4 HS) = 20,4 г.

З а д а ч а 4. Газ, полученный при сжигании 3,36 л пропана, прореагировал с 400 мл 6%-го раствора гидроксида калия ( = 1,05 г/мл). Найти состав полученного раствора и массовую долю соли в полученном растворе.

Ответ: (KНСО 3) = 10,23 %.

З а д а ч а 5. Весь углекислый газ, полученный при сжигании 9,6 кг угля, пропустили через раствор, содержащий 29,6 кг гидроксида кальция. Найти массу полученной соли.

Ответ: m (Ca(HCO 3) 2) = 64,8 кг.

З а д а ч а 6. В 9,8 кг 20%-го раствора серной кислоты растворили 1,3 кг цинка. Найти массу полученной соли.

Ответ: m (ZnSO 4) = 3,22 кг.

6. Задачи на кислые соли. Образование смеси двух солей.

Это более сложный вариант задач на кислые соли. В зависимости от количества реагирующих веществ возможно образование смеси двух солей.

Например, при нейтрализации оксида фосфора(V) щелочью в зависимости от молярного соотношения реагентов могут образоваться следующие продукты:

P 2 O 5 + 6NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O,

(P 2 O 5):(NaOH) = 1:6;

P 2 O 5 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 4 + H 2 O,

(P 2 O 5):(NaOH) = 1:4;

P 2 O 5 + 2NaOH + H 2 O = 2NaH 2 PO 4 ,

(P 2 O 5):(NaOH) = 1:2.

Следует помнить, что при неполной нейтрализации возможно образование смеси двух соединений. При взаимодействии 0,2 моль Р 2 О 5 с раствором щелочи, содержащим 0,9 моль NaOH, молярное соотношение находится между 1:4 и 1:6. В этом случае образуется смесь двух солей: фосфата натрия и гидрофосфата натрия.

Если раствор щелочи будет содержать 0,6 моль NaOH, то молярное соотношение будет другим: 0,2:0,6 = 1:3, оно находится между 1:2 и 1:4, поэтому получится смесь двух других солей: дигидрофосфата и гидрофосфата натрия.

Эти задачи можно решать разными способами. Мы будем исходить из предположения, что одновременно происходят две реакции.

А л г о р и т м р е ш е н и я

1. Составить уравнения всех возможных реакций.

2. Найти количества реагирующих веществ и по их соотношению определить уравнения двух реакций, которые происходят одновременно.

3. Обозначить количество одного из реагирующих веществ в первом уравнении как х моль, во втором – у моль.

4. Выразить через х и у количества другого реагирующего вещества согласно молярным соотношениям по уравнениям.

5. Составить систему уравнений с двумя неизвестными.

З а д а ч а 1. Оксид фосфора(V), полученный при сжигании 6,2 г фосфора, пропустили через 200 г 8,4%-го раствора гидроксида калия. Какие вещества и в каких количествах получаются?

Дано:	Найти: 1 ; 2 .
m (P) = 6,2 г,
m (р-ра KОН) = 200 г,
(KОН) = 8,4 %.

Р е ш е н и е

(P) = m /M = 6,2 (г)/31 (г/моль) = 0,2 моль,

Ответ. ((NH 4) 2 HPO 4) = 43,8 %,
(NH 4 H 2 PO 4) = 12,8 %.

З а д а ч а 4. К 50 г раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей 11,76 % прибавили 150 г раствора гидроксида калия с массовой долей 5,6 %. Найти состав остатка, полученного при выпаривании раствора.

Ответ: m (K 3 PO 4) = 6,36 г,
m (K 2 HPO 4) = 5,22 г.

З а д а ч а 5. Сожгли 5,6 л бутана (н.у.) и образовавшийся углекислый газ пропустили через раствор, содержащий 102,6 г гидроксида бария. Найти массы полученных солей.

Ответ: m (BaCO 3) = 39,4 г,
m (Ba(HCO 3) 2) = 103,6 г.

Известно большое число реакций, приводящих к образованию солей. Приведем наиболее важные из них.

1. Взаимодействие кислот с основаниями (реакция нейтрализации):

N аОН + Н NO 3 = N а NO 3 + Н 2 О

Al (OH ) 3 + 3НС1 = AlCl 3 + 3Н 2 О

2. Взаимодействие металлов с кислотами:

F е + 2 HCl = FeCl 2 + Н 2 

Zn + Н 2 S О 4 разб. = ZnSO 4 + Н 2 

3. Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами:

С uO + Н 2 SO 4 = С uSO 4 + Н 2 О

ZnO + 2 HCl = Zn С l 2 + Н 2 О

4. Взаимодействие кислот с солями:

FeCl 2 + H 2 S = FeS  + 2 HCl

AgNO 3 + HCI = AgCl  + HNO 3

Ba(NO 3 ) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4  + 2HNO 3

5. Взаимодействие растворов двух различных солей:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = Ва SO 4  + 2N аС l

Pb(NO 3 ) 2 + 2NaCl = Р b С 1 2  + 2NaNO 3

6. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами (щелочей с амфотерными оксидами):

Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3  + Н 2 О,

2 N аОН (тв.) + ZnO Na 2 ZnO 2 + Н 2 О

7. Взаимодействие основных оксидов с кислотными:

Са O + SiO 2 Са SiO 3

Na 2 O + SO 3 = Na 2 SO 4

8. Взаимодействие металлов с неметаллами:

2К + С1 2 = 2КС1

F е + S F е S

9. Взаимодействие металлов с солями.

Cu + Hg(NO 3 ) 2 = Hg + Cu(NO 3 ) 2

Pb(NO 3 ) 2 + Zn = Р b + Zn(NO 3 ) 2

10. Взаимодействие растворов щелочей с растворами солей

CuCl 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaCl

NaHCO 3 + NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

1. Применение солей.

Ряд солей являются соединениями необходимыми в значительных количествах для обеспечения жизнедеятельности животных и растительных организмов (соли натрия, калия, кальция, а также соли, содержащие элементы азот и фосфор). Ниже, на примерах отдельных солей, показаны области применения представителей данного класса неорганических соединений, в том числе, в нефтяной промышленности.

N аС1 - хлорид натрия (соль пищевая, поваренная соль). О широте использования этой соли говорит тот факт, что мировая добыча этого вещества составляет более 200 млн. т.

Эта соль находит широкое применение в пищевой промышленности, служит сырьем для получения хлора, соляной кислоты, гидроксида натрия, кальцинированной соды (Na 2 CO 3 ). Хлорид натрия находит разнообразное применение в нефтяной промышленности, например, как добавка в буровые растворы для повышения плотности, предупреждения образования каверн при бурении скважин, как регулятор сроков схватывания цементных тампонажных составов, для понижения температуры замерзания (антифриз) буровых и цементных растворов.

КС1 - хлорид калия. Входит в состав буровых растворов, способствующих сохранению устойчивости стенок скважин в глинистых породах. В значительных количествах хлорид калия используется в сельском хозяйстве в качестве макроудобрения.

Na 2 CO 3 - карбонат натрия (сода). Входит в состав смесей для производства стекла, моющих средств. Реагент для увеличения щелочности среды, улучшения качества глин для глинистых буровых растворов. Используется для устранения жесткости воды при ее подготовке к использованию (например, в котлах), широко используется для очистки природного газа от сероводорода и для производства реагентов для буровых и тампонажных растворов.

Al 2 (SO 4 ) 3 - сульфат алюминия. Компонент буровых растворов, коагулянт для очистки воды от тонкодисперсных взвешенных частиц, компонент вязкоупругих смесей для изоляции зон поглощения в нефтяных и газовых скважинах.

N а 2 В 4 О 7 - тетраборат натрия (бура). Является эффективным реагентом - замедлителем схватывания цементных растворов, ингибитором термоокислительной деструкции защитных реагентов на основе эфиров целлюлозы.

B а S О 4 - сульфат бария (барит, тяжелый шпат). Используется в качестве утяжелителя (  4,5 г/см 3) буровых и тампонажных растворов.

Fе 2 SO 4 - сульфат железа (П) (железный купорос). Используется для приготовления феррохромлигносульфоната - реагента-стабилизатора буровых растворов, компонент высокоэффективных эмульсионных буровых растворов на углеводородной основе.

F еС1 3 - хлорид железа (Ш). В сочетании со щелочью используется для очистки воды от сероводорода при бурении скважин водой, для закачки в сероводородсодержащие пласты с целью снижения их проницаемости, как добавка к цементам с целью повышения их стойкости к действию сероводорода, для очистки воды от взвешенных частиц.

CaCO 3 - карбонат кальция в виде мела, известняка. Является сырьем для производства негашеной извести СаО и гашеной извести Ca(OH) 2 . Используется в металлургии в качестве флюса. Применяется при бурении нефтяных и газовых скважин в качестве утяжелителя и наполнителя буровых растворов. Карбонат кальция в виде мрамора с определенным размером частиц применяется в качестве расклинивающего агента при гидравлическом разрыве продуктивных пластов с целью повышения нефтеотдачи.

CaSO 4 - сульфат кальция. В виде алебастра (2СаSО 4 · Н 2 О) широко используется в строительстве, входит в состав быстротвердеющих вяжущих смесей для изоляции зон поглощений. При добавке к буровым растворам в виде ангидрита (СаSО 4) или гипса (СаSО 4 · 2Н 2 О) придает устойчивость разбуриваемым глинистым породам.

CaCl 2 - хлорид кальция. Используется для приготовления буровых и тампонажных растворов для разбуривания неустойчивых пород, сильно снижает температуру замерзания растворов (антифриз). Применяется для создания растворов высокой плотности, не содержащих твердой фазы, эффективных для вскрытия продуктивных пластов.

N а 2 Si О 3 - силикат натрия (растворимое стекло). Используется для закрепления неустойчивых грунтов, для приготовления быстросхватывающихся смесей для изоляции зон поглощений. Применяется в качестве ингибитора коррозии металлов, компонента некоторых буровых тампонажных и буферных растворов.

AgNO 3 - нитрат серебра. Используется для химического анализа, в том числе пластовых вод и фильтратов буровых растворов на содержание ионов хлора.

Na 2 SO 3 - сульфит натрия. Используется для химического удаления кислорода (деаэрация) из воды в целях борьбы с коррозией при закачке сточных вод. Для ингибирования термоокислительной деструкции защитных реагентов.

Na 2 Cr 2 О 7 - бихромат натрия. Используется в нефтяной промышленности в качестве высокотемпературного понизителя вязкости буровых растворов, ингибитора коррозии алюминия, для приготовления ряда реагентов.

1. Основания взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:

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

2. С кислотными оксидами, образуя соль и воду:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

3. Щелочи реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами, образуя соль и воду:

2NaOH + Cr 2 O 3 = 2NaCrO 2 + H 2 O

KOH + Cr(OH) 3 = KCrO 2 + 2H 2 O

4. Щелочи взаимодействуют с растворимыми солями, образуя, либо слабое основание, либо осадок, либо газ:

2NaOH + NiCl 2 = Ni(OH) 2 ¯ + 2NaCl

основание

2KOH + (NH 4) 2 SO 4 = 2NH 3 ­ + 2H 2 O + K 2 SO 4

Ba(OH) 2 + Na 2 CO 3 = BaCO 3 ¯ + 2NaOH

5. Щелочи реагируют с некоторыми металлами, которым соответствуют амфотерные оксиды:

2NaOH + 2Al + 6H 2 O = 2Na + 3H 2 ­

6. Действие щелочи на индикатор:

OH - + фенолфталеин ® малиновый цвет

OH - + лакмус ® синий цвет

7. Разложение некоторых оснований при нагревании:

Сu(OH) 2 ® CuO + H 2 O

Амфотерные гидроксиды – химические соединения, проявляющие свойства и оснований, и кислот. Амфотерные гидроксиды соответствуют амфотерным оксидам (см. п.3.1).

Амфотерные гидроксиды записывают, как правило, в форме основания, но их можно представить и в виде кислоты:

Zn(OH) 2 Û H 2 ZnO 2

основание к-та

Химические свойства амфотерных гидроксидов

1. Амфотерные гидроксиды взаимодействуют с кислотами и кислотными оксидами:

Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O

Be(OH) 2 + SO 3 = BeSO 4 + H 2 O

2. Взаимодействуют со щелочами и основными оксидами щелочных и щелочноземельных металлов:

Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O;

H 3 AlO 3 кислота метаалюминат натрия

(H 3 AlO 3 ® HAlO 2 + H 2 O)

2Al(OH) 3 + Na 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 O

Все амфотерные гидроксиды являются слабыми электролитами

Соли

Соли – это сложные вещества, состоящие из ионов металла и кислотного остатка. Соли представляют собой продукты полного или частичного замещения ионов водорода ионами металла (или аммония) у кислот. Типы солей: средние (нормальные), кислые и основные.

Средние соли – это продукты полного замещения катионов водорода у кислот ионами металла (или аммония) :Na 2 CO 3 , NiSO 4 , NH 4 Cl и т.д.

Химические свойства средних солей

1. Соли взаимодействуют с кислотами, щелочами и другими солями, образуя, либо слабый электролит, либо осадок; либо газ:

Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ¯ + 2HNO 3

Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 ¯ + 2NaOH

CaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl¯ + Ca(NO 3) 2

2CH 3 COONa + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2CH 3 COOH

NiSO 4 + 2KOH = Ni(OH) 2 ¯ + K 2 SO 4

основание

NH 4 NO 3 + NaOH = NH 3 ­ + H 2 O + NaNO 3

2. Соли взаимодействуют с более активными металлами. Более активный металл вытесняет менее активный из раствора соли (прил. 3).

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu

Кислые соли – это продукты неполного замещения катионов водорода у кислот ионами металла (или аммония): NaHCO 3 , NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 и т.д. Кислые соли могут быть образованы только многоосновными кислотами. Практически все кислые соли хорошо растворимы в воде.

Получение кислых солей и перевод их в средние

1. Кислые соли получают при взаимодействии избытка кислоты или кислотного оксида с основанием:

H 2 CO 3 + NaOH = NaHCO 3 + H 2 O

CO 2 + NaOH = NaHCO 3

2. При взаимодействии избытка кислоты с основным оксидом:

2H 2 CO 3 + CaO = Ca(HCO 3) 2 + H 2 O

3. Кислые соли получают из средних солей, добавляя кислоту:

· одноименную

Na 2 SO 3 + H 2 SO 3 = 2NaHSO 3 ;

Na 2 SO 3 + HCl = NaHSO 3 + NaCl

4. Кислые соли переводят в средние, используя щелочь:

NaHCO 3 + NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

Основные соли – это продукты неполного замещения гидроксогрупп (ОН - ) основания кислотным остатком: MgOHCl, AlOHSO 4 и т.д. Основные соли могут быть образованы только слабыми основаниями многовалентных металлов. Эти соли, как правило, труднорастворимы.

Получение основных солей и перевод их в средние

1. Основные соли получают при взаимодействии избытка основания с кислотой или кислотным оксидом:

Mg(OH) 2 + HCl = MgOHCl¯ + H 2 O

гидроксо-

хлорид магния

Fe(OH) 3 + SO 3 = FeOHSO 4 ¯ + H 2 O

гидроксо-

сульфат железа (III)

2. Основные соли образуются из средней соли при добавлении недостатка щелочи:

Fe 2 (SO 4) 3 + 2NaOH = 2FeOHSO 4 + Na 2 SO 4

3. Основные соли переводят в средние, добавляя кислоту (лучше ту, которая соответствует соли):

MgOHCl + HCl = MgCl 2 + H 2 O

2MgOHCl + H 2 SO 4 = MgCl 2 +MgSO 4 + 2H 2 O

ЭЛЕКТРОЛИТЫ

Электролиты – это вещества, распадающиеся на ионы в растворе под влиянием полярных молекул растворителя (Н 2 О). По способности к диссоциации (распаду на ионы) электролиты условно делят на сильные и слабые. Сильные электролиты диссоциируют практически полностью (в разбавленных растворах), а слабые распадаются на ионы лишь частично.

К сильным электролитам относятся:

· сильные кислоты (см. с. 20);

· сильные основания – щелочи (см. с. 22);

· практически все растворимые соли.

К слабым электролитам относятся:

· слабые кислоты (см. с. 20);

· основания – не щелочи;

Одной из основных характеристик слабого электролита является константа диссоциации – К . Например, для одноосновной кислоты,

HA Û H + + A - ,

где, – равновесная концентрация ионов H + ;

– равновесная концентрация анионов кислоты А - ;

– равновесная концентрация молекул кислоты,

Или для слабого основания,

MOH Û M + + OH - ,

,

где, – равновесная концентрация катионов M + ;

– равновесная концентрация гидроксид ионов ОН - ;

– равновесная концентрация молекул слабого основания.

Константы диссоциации некоторых слабых электролитов (при t = 25°С)

Вещество	К	Вещество	К
HCOOH	K = 1,8×10 -4	H 3 PO 4	K 1 = 7,5×10 -3
CH 3 COOH	K = 1,8×10 -5		K 2 = 6,3×10 -8
HCN	K = 7,9×10 -10		K 3 = 1,3×10 -12
H 2 CO 3	K 1 = 4,4×10 -7	HClO	K = 2,9×10 -8
	K 2 = 4,8×10 -11	H 3 BO 3	K 1 = 5,8×10 -10
HF	K = 6,6×10 -4		K 2 = 1,8×10 -13
HNO 2	K = 4,0×10 -4		K 3 = 1,6×10 -14
H 2 SO 3	K 1 = 1,7×10 -2	H 2 O	K = 1,8×10 -16
	K 2 = 6,3×10 -8	NH 3 × H 2 O	K = 1,8×10 -5
H 2 S	K 1 = 1,1×10 -7	Al(OH) 3	K 3 = 1,4×10 -9
	K 2 = 1,0×10 -14	Zn(OH) 2	K 1 = 4,4×10 -5
H 2 SiO 3	K 1 = 1,3×10 -10		K 2 = 1,5×10 -9
	K 2 = 1,6×10 -12	Cd(OH) 2	K 2 = 5,0×10 -3
Fe(OH) 2	K 2 = 1,3×10 -4	Cr(OH) 3	K 3 = 1,0×10 -10
Fe(OH) 3	K 2 = 1,8×10 -11	Ag(OH)	K = 1,1×10 -4
	K 3 = 1,3×10 -12	Pb(OH) 2	K 1 = 9,6×10 -4
Cu(OH) 2	K 2 = 3,4×10 -7		K 2 = 3,0×10 -8
Ni(OH) 2	K 2 = 2,5×10 -5

Каждый день мы сталкиваемся с солями и даже не задумываемся, какую роль они играют в нашей жизни. А ведь без них и вода была бы не такой вкусной, и пища не приносила бы удовольствия, и растения не росли, да и жизнь на земле не могла бы существовать, не будь в нашем мире соли. Так что же это за вещества и какие свойства солей делают их незаменимыми?

Что такое соли

По своему составу это самый многочисленный класс, отличающийся разнообразием. Еще в 19 веке химик Й. Верцелиус дал определение соли — это продукт реакции между кислотой и основанием, при которой водородный атом заменяется металлическим. В воде обычно соли диссоциируют на металл или аммоний (катион) и кислотный остаток (анион).

Получить соли можно следующими способами:

• путем взаимодействия металла и неметалла, в этом случае она будет бескислородная;
• при взаимодействии металла с кислотой получается соль и выделяется водород;
• металл может вытеснять другой металл из раствора;
• при взаимодействии двух оксидов — кислотного и основного (еще их называют оксидом неметалла и оксидом металла соответственно);
• при реакции оксида металла и кислоты получаются соль и вода;
• реакция между основанием и оксидом неметалла также дает соль и воду;
• с помощью реакции ионного обмена, при этом могут реагировать разные растворимые в воде вещества (основания, кислоты, соли), но протекать реакция будет, если образуется газ, вода или соли слаборастворимые (нерастворимые) в воде.

Только от химического состава свойства солей и зависят. Но для начала разберемся в их классах.

Классификация

В зависимости от состава выделяют следующие классы солей:

• по содержанию кислорода (кислородсодержащие и бескислородные);
• по взаимодействию с водой (растворимые, малорастворимые и нерастворимые).

Такая классификация отражает все многообразие веществ не полностью. Современная и наиболее полная классификация, отражающая не только состав, но и свойства солей, представлена в следующей таблице.

Соли
Нормальные	Кислые	Основные	Двойные	Смешанные	Комплексные
Водород полностью замещен	Атомы водорода замещены на металл не полностью	Группы оснований замещены на кислотный остаток не полностью	В составе два металла и один кислотный остаток	В составе один металл и два кислотных остатка	Сложные вещества, состоящие из комплексного катиона и аниона или катиона и комплексного аниона
NaCl	KHSO 4	FeOHSO 3	KNaSO 4	CaClBr	SO 4

Физические свойства

Как бы ни был широк класс этих веществ, но общие физические свойства солей выделить возможно. Это вещества немолекулярного строения, с ионной кристаллической решеткой.

Очень высокие точки плавления и кипения. При нормальных условиях все соли не проводят электричество, но в растворе большинство из них прекрасно проводит ток.

Цвет может быть самым разным, он зависит от иона металла, входящего в ее состав. Сульфат железа (FeSO 4) — зеленый, хлорид железа (FeCl 3) — темно-красный, а хромат калия (K 2 CrO 4) красивого ярко-желтого цвета. Но большинство солей все-таки бесцветные или белые.

Растворимость в воде также бывает различной и зависит от состава ионов. В принципе, все физические свойства солей имеют особенность. Они зависят от того, ион какого металла и какой кислотный остаток включены в состав. Продолжим рассматривать соли.

Химические свойства солей

Здесь тоже есть важная особенность. Как и физические, химические свойства солей зависят от их состава. А также от того, к какому классу они относятся.

Но общие свойства солей можно все-таки выделить:

• многие из них разлагаются при нагревании с образованием двух оксидов: кислотного и основного, а бескислородные — металла и неметалла;
• взаимодействуют соли и с другими кислотами, но реакция идет, только если в составе соли кислотный остаток слабой или летучей кислоты или в результате получается нерастворимая соль;
• взаимодействие со щелочью возможно, если катион образует нерастворимое основание;
• возможна реакция и между двумя разными солями, но только если одна из вновь образовавшихся солей не растворяется в воде;
• может происходить и реакция с металлом, но она возможна, только если брать металл, расположенный правее в ряду напряжения от металла, содержащегося в соли.

Химические свойства солей, относящихся к нормальным, рассмотрены выше, другие же классы реагируют с веществами несколько иначе. Но отличие идет только по продуктам на выходе. В основном все химические свойства солей сохраняются, как и требования к протеканию реакций.