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.
В таблице 15 приведены названия часто встречающихся кислот, их молекулярные и структурные формулы, а также формульные единицы и названия соответствующих солей.
Таблица помогает составлять химические формулы солей бескислородных и кислородсодержащих кислот. Для образования химических формул солей надо атомы водорода в кислотах заменить на атомы металлов с учётом их валентности.
Приведённые названия кислот и солей соответствуют принятой международной номенклатуре.
Название бескислородных кислот образуются по правилам для бинарных соединений.
Названия солей начинаются с названия кислотного остатка в именительном падеже. Это название образуется из корня латинского названия химического элемента, образующего кислоту, и окончания "ат" или "ит" в случае солей кислородсодержащих кислот, для солей бескислородных кислот – "ид". Затем в солях бескислородных кислот называется металл в родительном падеже. Причём если атом металла может иметь разную валентность, то её отмечают римской цифрой (в скобках) после названия химического элемента (без пробела). Например, хлорид железа(II) и хлорид олова(IV).
Включение в таблицу названий молекулярных и структурных формул часто встречающихся кислот позволяет легко запомнить приведённые в ней сведения.
Названия кислот типа H n XO m составляют с учётом валентности (степени окисления) центрального атома:
– атом X имеет высшую (или единственную) валентность (степень окисления): H 2 SО 4 – серная; HNО 3 – азотная; Н 2 СО 3 – угольная;
– атом X имеет промежуточные степени окисления: H 2 SO 3 – сернистая; HNО 2 – азотистая; НСlО – хлорноватистая.
Таблица 15
Составление химических формул солей
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ КЛАССОВ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Таблица 16 показывает в виде схемы взаимосвязь неорганических веществ разных классов. Изучение свойств веществ показывает, что можно при помощи химических реакций переходить от простых веществ к сложным и от одних сложных веществ к другим. Связь между веществами разных классов, основанная на их взаимопревращениях и отражающая единство их происхождения, называется генетической .
Вещества по составу подразделяются на простые и сложные. Среди простых веществ различают металлы и неметаллы. Эти две группы веществ могут образовывать многочисленные сложные вещества. К основным классам неорганических соединений принадлежат оксиды, гидроксиды и соли. Связь между этими классами веществ обозначена при помощи стрелок.
По таблице можно проследить переходы металлов и неметаллов в оксиды и гидроксиды:
Эти две цепочки превращений аналогичны и роднят металлы и неметаллы.
Однако надо подчеркнуть, что простое вещество металл является родоначальником сложных веществ, обладающих оснóвными свойствами (оснóвных оксидов и оснований). Простое вещество неметалл выступает в качестве родоначальника сложных веществ, проявляющих кислотные свойства (кислотных оксидов и кислот).
Различие свойств кислотных и оснóвных оксидов, а также свойств кислот и оснований приводит к их взаимодействию друг с другом с образованием солей. Таким образом, соли генетически связаны с исходными веществами – металлами и неметаллами – посредством их оксидов и гидроксидов.
Так как соли представляют собой продукты реакций кислот и оснований, то по составу различают средние (нормальные), кислые и оснóвные соли. Кислые соли содержат в своём составе атомы водорода, оснóвные – гидроксогруппы. Названия кислых солей складываются из названий солей с прибавлением слова "гидро", а основных – "гидроксо".
Существуют также двойные соли (соли двух металлов), к ним относят, например, алюмокалиевые квасцы KA1(SО 4) 2 · 12Н 2 О, смешанные соли NаСl · NаF, СаВrСl, комплексные соли Nа 2 , К 3 , К 4 , включая кристаллогидраты СuSО 4 · 5Н 2 О (медный купорос), Nа 2 SО 4 · 10Н 2 О (глауберова соль)
Необходимо научиться составлять химические формулы гидроксидов (кислородсодержащих кислот и оснований) для атома элемента Э с валентностью "n". Гидроксиды получают по реакции присоединения воды к соответствующим оксидам. При этом не имеет значение, происходит ли эта реакция в реальных условиях. Например, химическую формулу угольной кислоты получают сложением всех атомов по уравнению реакции
СО 2 + Н 2 О = Н 2 СО 3 .
Химические формулы метафосфорной , пирофосфорной и ортофосфорной кислот составляют из формулы оксида фосфора(V)1 и соответственно одной, двух и трёх молекул воды:
Р 2 О 5 + Н 2 О = 2НРО 3 ;
Р 2 О 5 + 2Н 2 О = Н 4 Р 2 О 7 ;
Р 2 О 5 + 3Н 2 О = 2Н 3 РО 4 .
Приведённая схема взаимосвязи между классами неорганических веществ не охватывает всего многообразия химических соединений. В этой схеме в качестве бинарных веществ выступают оксиды,
Таблица 16
Для того чтобы ответить на вопрос, что такое соль, обычно долго задумываться не приходится. Это химическое соединение в повседневной жизни встречается достаточно часто. Об обычной поваренной соли и говорить не приходится. Подробное внутреннее строение солей и их соединений изучает неорганическая химия.
Определение соли
Четкий ответ на вопрос, что такое соль, можно найти в трудах М. В. Ломоносова. Такое имя он присвоил хрупким телам, которые могут растворяться в воде и не воспламеняются под воздействием высоких температур или открытого огня. Позднее определение выводили не из их физических, а из химических свойств данных веществ.
Школьные учебники неорганической химии дают достаточно ясное понятие того, что такое соль. Так называются продукты замещения химической реакции, при которой атомы водорода кислоты в соединении замещаются на металл. Примеры типичных соединений солей: NaCL, MgSO 4 . Легко увидеть, что любую эту запись можно разделить на две половины: в левой составляющей формулы всегда будет записан металл, а в правой - кислотный остаток. Стандартная формула соли выглядит следующим образом:
Me n m Кислотный остаток m n .
Физические свойства соли
Химия, как точная наука, вкладывает в название того или иного вещества всю возможную информацию о его составе и возможностях. Так, все наименования солей в современной интерпретации состоят из двух слов: одна часть имеет название металлического составляющего в именительном падеже, вторая - содержит описание кислотного остатка.
Эти соединения не имеют молекулярного строения, поэтому при обычных условиях они представляют собой твердые кристаллические вещества. Многие соли обладают кристаллической решеткой. Кристаллы этих веществ тугоплавки, поэтому для их плавления нужны очень высокие температуры. Например, сульфид бария плавится при температуре около 2200 о С.
По растворимости соли делятся на растворимые, малорастворимые и нерастворимые. Примером первых могут служить хлорид натрия, нитрат калия. К малорастворимым относят сульфит магния, хлорид свинца. Нерастворимые - это карбонат кальция. Информация о растворимости того или иного вещества содержится в справочной литературе.
Рассматриваемый продукт химической реакции обычно не имеет запаха и обладает разным вкусом. Предположение о том, что все соли соленые - ошибочно. Чистый соленый вкус имеет только один элемент этого класса - наша старая знакома поваренная соль. Существуют сладкие соли бериллия, горькие - магния и безвкусные - например, карбонат кальция (мел обыкновенный).
Большинство данных веществ бесцветно, но среди них имеются и такие, которые имеют характерные окрасы. Например, железа (II) сульфат отличается характерным зеленым цветом, калия перманганат - фиолетовый, а кристаллы хромата калия - ярко-желтые.
Классификация соли
Химия разделяет все виды неорганических солей на несколько основных признаков. Соли, получающиеся при полном замещении водорода в кислоте, называют нормальными или средними. Например, сульфат кальция.
Соль, которая является производной от реакции неполного замещения, называется кислой или основной. Примером такого образования может быть реакция гидросульфата калия:
Основная соль получается при такой реакции, в которой гидроксогруппа не полностью замещается на кислотный остаток. Вещества данного вида могут быть образованны теми металлами, чья валентность равна двум или больше. Типичная формула соли этой группы может быть выведена из такой реакции:
Нормальные, средние и кислые химические соединения образуют классы солей и являются стандартной классификацией этих соединений.
Двойная и смешанная соль
Примером смешанной является кальциевая соль соляной и хлорноватистой кислоты: CaOCl 2.
Номенклатура
Соли, образованные металлами с переменной валентностью, имеют дополнительное обозначение: после формулы в скобках пишут римскими цифрами валентность. Так, существует сульфат железа FeSO 4 (II) и Fe 2 (SO4) 3 (III). В названии солей имеется приставка гидро-, если в ее составе существуют незамещенные атомы водорода. Например, гидрофосфат калия обладает формулой K 2 HPO 4 .
Свойства солей в электролитах
Теория электролитической диссоциации дает собственное толкование химическим свойствам. В свете этой теории соль может быть определена как слабый электролит, который в растворенном виде диссоциирует (распадается) в воде. Таким образом, раствор соли можно представить как комплекс положительных отрицательных ионов, причем первые - это не атомы водорода Н + , а вторые - не атомы гидроксогруппы ОН - . Ионов, которые присутствовали бы во всех видах растворов солей, не существует, поэтому какими-либо общими свойствами они не обладают. Чем меньше заряды ионов, образующих раствор соли, тем лучше они диссоциируют, тем лучше электропроводимость такой жидкой смеси.
Растворы кислых солей
Кислые соли в растворе распадаются на сложные отрицательные ионы, представляющие собой кислотный остаток, и простые анионы, являющиеся положительно заряженными частицами металла.
Например, реакция растворения гидрокарбоната натрия ведет к распаду соли на ионы натрия и остаток НСО 3 - .
Полная формула выглядит таким образом: NaHCO 3 = Na + + HCO 3 - , HCO 3 - = H + + CO 3 2- .
Растворы основных солей
Диссоциация основных солей ведет к образованию анионов кислоты и сложных катионов, состоящих из металлов и гидроксокрупп. Эти сложные катионы, в свою очередь, также способны распадаться в процессе диссоциации. Поэтому в любом растворе соли основной группы присутствуют ионы ОН - . Например, диссоциация хлорида гидроксомагния протекает следующим образом:
Распространение солей
Что такое соль? Этот элемент является одним из самых распространенных химических соединений. Всем известны поваренная соль, мел (карбонат кальция) и прочее. Среди солей карбонатной кислоты самым распространенным является карбонат кальция. Он является составной частью мрамора, известняка, доломита. А еще карбонат кальция — основа для формирования жемчуга и кораллов. Это химическое соединение является неотъемлемой составляющей для формирования твердых покровов у насекомых и скелетов у хордовых животных.
Поваренная соль известна нам с детства. Врачи предостерегают от ее чрезмерного употребления, но в умеренных количествах она крайне необходима для осуществления жизненных процессов в организме. А нужна она для поддержания правильного состава крови и вырабатывания желудочного сока. Физрастворы, неотъемлемая часть инъекций и капельниц, есть не что иное, как раствор поваренной соли.
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».
.Основания могут взаимодействовать:
- с неметаллами -
6KOH + 3S → K2SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O;
- с кислотными оксидами -
2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O;
- с солями (выпадение осадка, высвобождение газа) -
2KOH + FeCl 2 → Fe(OH) 2 + 2KCl.
Существую также другие способы получения:
- взаимодействие двух солей -
CuCl 2 + Na 2 S → 2NaCl + CuS↓;
- реакция металлов и неметаллов -
- соединение кислотных и основных оксидов -
SO 3 + Na 2 O → Na 2 SO 4 ;
- взаимодействие солей с металлами -
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu.
Химические свойства
Растворимые соли являются электролитами и подвержены реакции диссоциации. При взаимодействии с водой они распадаются, т.е. диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы - катионы и анионы соответственно. Катионами являются ионы металлов, анионами - кислотные остатки. Примеры ионных уравнений:
- NaCl → Na + + Cl − ;
- Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3 + + 3SO 4 2− ;
- CaClBr → Ca2 + + Cl - + Br - .
Помимо катионов металлов в солях могут присутствовать катионы аммония (NH4 +) и фосфония (PH4 +).
Другие реакции описаны в таблице химических свойств солей.
Рис. 3. Выделение осадка при взаимодействии с основаниями.
Некоторые соли в зависимости от вида разлагаются при нагревании на оксид металла и кислотный остаток или на простые вещества. Например, СаСO 3 → СаO + СО 2 , 2AgCl → Ag + Cl 2 .
Что мы узнали?
Из урока 8 класса химии узнали об особенностях и видах солей. Сложные неорганические соединения состоят из металлов и кислотных остатков. Могут включать водород (кислые соли), два металла или два кислотных остатка. Это твёрдые кристаллические вещества, которые образуются в результате реакций кислот или щелочей с металлами. Реагируют с основаниями, кислотами, металлами, другими солями.
