double arrow

ЭНЕРГЕТИКА И НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ)

Соли

С точки зрения теории электролитической диссоциации соли - это вещества, диссоциирующие в растворах или в расплавах с образованием положительно заряженных ионов, отличных от ионов водорода, и отрицательно заряженных ионов, отличных от гидроксид – ионов.

Соли рассматривают обычно как продукты полного или частичного замещения атомов водорода в молекуле кислоты атомами металла или продукты полного или частичного замещения гидроксогрупп в молекуле основания кислотными остатками. При полном замещении получаются средние (или нормальные) соли, диссоциирующие в растворах или в расплавах с образованием катионов металлов и анионов кислотных остатков (исключение – соли аммония). При неполном замещении водорода кислоты получаются кислые соли, при неполном замещении гидроксогрупп основания – основные соли. Диссоциация кислых и основных солей рассматривается в разделе 8. Кислые соли могут быть образованы только многоосновными кислотами (H2SO4, H2SO3, H2S,H3PO4 и т. д.), а основные соли – многокислотными основаниями (Mg (OH)2,Ca (OH)2, Al (OH)3 и т. д.).

Примеры образования солей:

Ca (OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O,

CaSO4 (сульфат кальция) – нормальная (средняя) соль;

H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O,

NaHSO4 (гидросульфат натрия) – кислая соль, полученная в результате недостатка взятого основания;

Cu (OH)2 + HCl = CuOHCl + H2O,

CuOHCl (хлорид гидроксомеди (II)) – основная соль, полученная в результате недостатка взятой кислоты.

Химические свойства солей:

I. Соли вступают в реакции ионного обмена, если при этом образуется осадок, слабый электролит или выделяется газ:




с щелочами реагируют соли, катионам металлов которых соответствуют нерастворимые основания:

CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu (OH)2↓;

с кислотами взаимодействуют соли:

а) катионы которых образуют с анионом новой кислоты нерастворимую соль:

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl;

б) анионы которой отвечают неустойчивой угольной или какой-либо летучей кислоте (в последнем случае реакция проводится между твердой солью и концентрированной кислотой):

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑,

NaClтв + H2SO4конц = NaHSO4 + HCl↑;

в) анионы которой отвечают малорастворимой кислоте:

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl;

г) анионы которой отвечают слабой кислоте:

2CH3COONa + H2SO4 = Na2SO4 + 2CH3COOH;

cоли взаимодействуют между собой, если одна из образующихся новых солей нерастворима или разлагается (полностью гидролизуется) с выделением газа или осадка:



AgNO3 + NaCl = NaNO3+ AgCl↓,

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al (OH)3↓ + 6NaCl + 3CO2.

II. Соли могут вступать во взаимодействие с металлами, если металл, которому соответствует катион соли, находится в“Ряду напряжений “правее реагирующего свободного металла (более активный металл вытесняет менее активный металл из раствора его соли):

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.

III. Некоторые соли разлагаются при нагревании:

CaCO3 = CaO + CO2.

IV. Некоторые соли способны реагировать с водой и образовывать кристаллогидраты:

CuSO4 + 5H2O = CuSO4٭ 5H2O ΔH<0

белого цвета сине-голубого цвета

Выделение теплоты и изменение цвета – признаки химических реакций.

V. Соли подвергаются гидролизу. Подробно этот процесс будет описан в разделе 8.10.

VI. Химические свойства кислых и основных солей отличаются от свойств средних солей тем, что кислые соли вступают также во все реакции, характерные для кислот, а основные соли вступают во все реакции, характерные для оснований. Например:

NaHSO4 + NaOH= Na2SO4 + H2O,

MgOHCl + HCl = MgCl2 + H2O.

Получение солей:

1. Взаимодействие основного оксида с кислотой :

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.

2. Взаимодействие металла с солью другого металла:

Mg + ZnCl2 = MgCl2 + Zn.

3. Взаимодействие металла с кислотой:

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2.

4. Взаимодействие основания с кислотным оксидом:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.

5. Взаимодействие основания с кислотой:

Fe(OH)3 + 3HCl= FeCl3 + 3H2O.

6. Взаимодействие соли с основанием:

FeCl2 + 2KOH = Fe(OH)2 ¯ + 2KCl.

7. Взаимодействие двух солей:

Ba(NO3)2 + K2SO4 = BaSO4 ¯ + 2KNO3.

8. Взаимодействие металла с неметаллом:

2K + S = K2S.

9. Взаимодействие кислоты с солью:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2.

10. Взаимодействие кислотного и основного оксидов:

CaO + CO2 = CaCO3.

Номенклатура солей.Согласно международным номенклатурным правилам, названия средних солей образуются из названия кислотного остатка в именительном падеже и названия металла в родительном падеже с указанием в скобках римскими цифрами его степени окисления (если это величина переменная). Название кислотного остатка состоит из корня латинского наименования кислотообразующего элемента, соответствующего окончанияи в некоторых случаях приставки.

Кислотные остатки бескислородных кислот получают окончание ид. Например: SnS – сульфид олова (II), Na2Se – селенид натрия. Окончания названий кислотных остатков кислородсодержащих кислот зависят от степени окисления кислотообразующего элемента. Для высшей его степени окисления (“-ная “ или “-овая “ кислота) применяется окончание -ат. Например, соли азотной кислоты HNO3 называются нитратами, серной кислоты H2SO4 - сульфатами, хромовой кислоты H2CrO4 – хроматами. Для более низкой степени окисления кислотообразующего элемента (“...истая кислота “) применяется окончание ит. Так, соли азотистой кислоты HNO2 называются нитритами, сернистой кислоты H2SO3 – сульфитами. Если существует кислота с еще более низкой степенью окисления кислотообразующего элемента (“-оватистая кислота “ ), ее анион получает приставку гипо- и окончание -ит. Например, соли хлорноватистой кислоты HClО называют гипохлоритами.

Соли некоторых кислот в соответствии с исторически сложившейся традицией сохранили названия, отличающиеся от систематических. Так, соли марганцовой кислоты HMnO4 называют перманганатами, хлорной кислоты HClO4 – перхлоратами, йодной кислоты HIO4 – периодатами. Соли марганцовистой кислоты H2MnO4, хлорноватой HClO3 и йодноватой HIO3 кислот называют соответственно манганатами, хлоратами и йодатами.

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; количество незамещенных атомов водорода указывают греческими числительными приставками. Например, Na2HPO4 – гидроортофосфат натрия, NaH2PO4 – дигидроортофосфат натрия.

Аналогично катион основной соли получает приставку гидроксо-, указывающую на наличие незамещенных гидроксогрупп. Число гидроксильных групп указывают греческим числительным. Например, Cr(OH)2NO3 – нитрат дигидроксохрома (III).

Названия важнейших кислот и их кислотных остатков приведены табл. 4.1.

Таблица 4.1

Названия и формулы кислот и их кислотных остатков

Название кислоты Формула кислоты Кислотный остаток Название кислотного остатка
Азотная HNO3 NO3 нитрат
Азотистая HNO2 NO2 нитрит
Бромоводородная HBr Br ‾ бромид
Йодоводородная HI I ‾ йодид
Кремниевая H2SiO3 SiO3 силикат
Марганцовая HMnO4 MnO4¯ перманганат
Марганцовистая H2MnO4 MnO42¯ манганат
Метафосфорная HPO3 PO3¯ метафосфат
Мышьяковая H3AsO4 AsO43¯ арсенат

Продолжение табл. 4.1

Мышьяковистая H3AsO3 AsO33¯ арсенит
Ортофосфорная H3PO4 PO43¯ ортофосфат (фосфат)
Пирофосфорная H4P2O7 P2O74¯ пирофосфат (дифосфат)
Двухромовая H2Cr2O7 Cr2O72¯ дихромат
Родановодородная HCNS CNS¯ роданид
Серная H2SO4 SO42¯ сульфат
Сернистая H2SO3 SO32¯ сульфит
Фосфористая H3PO3 PO33¯ фосфит
Фтороводородная (плавиковая) HF фторид
Хлороводородная (соляная) HCl Cl¯ хлорид
Хлорная HClO4 ClO4¯ перхлорат
Хлорноватая HClO3 ClO3¯ хлорат
Хлористая HClO2 ClO2¯ хлорит
Хлорноватистая HClO ClO¯ гипохлорит
Хромовая H2CrO4 CrO42¯ хромат
Циановодородная (синильная) HCN CN¯ цианид

Эти вопросы входят в круг задач науки химической термодинамики, которая изучает взаимные превращения различных видов энергии в зависимости от условий протекания процесса, устанавливает количественные законы этих переходов, а также направление и пределы самопроизвольного протекания химических реакций при заданных условиях.






Сейчас читают про: