Билет 17

Соли – это продукт полного или частичного замещения атомов водорода в молекуле кислоты на металл или же продукт полного или частичного замещения гидроксигрупп в основании на кислотный остаток

Соли принято делить на три группы: средние, кислые и основные. В средних солях все атомы водорода соответствующей кислоты замещены на металла, в кислых солях они замещенытолько 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: СаСО₃^.МgСО₃ (доломит), КСl^.NaСl (сильвинит), КАl(SО₄)₂ (алюмокалиевые квасцы); смешанные соли, в которых содержится один катион и два разных аниона: СаОСl₂ (или Са(ОСl)Сl); комплексные соли, в состав которых входит комплексный ион, состоящий из центрального атома, связанного с несколькими лигандами: K₄[Fе(СN)₆] (желтая кровяная соль), К₃[Fе(СN)₆] (красная кровяная соль. Название солей образуется из названия аниона, за которым следует название катиона.

Для солей бескислородных кислот к названию неметалла добавляется суффикс-ид, например хлорид натрия NаСl, сульфид железа(II) FеS и др.

Кислые и основные соли можно рассматривать как продукт неполного превращения кислот и оснований. По международной номенклатуре атом водорода, входящий в состав кислой соли, обозначается приставкой гидро- а группа ОН — приставкой гидрокси-: NаНS — гидросульфид натрия, NаНSО₃ — гидросульфит натрия, Mg(ОН)Сl—гидроксихлоридмагния, Аl(ОН)₂Сl —дигидроксихлорид алюминия.

В названиях комплексных ионов сначала указываются лиганды. Название комплексного иона завершается названием металла с указанием соответствующей степени окисления (римскими цифрами в скобках).

В названиях комплексных катионов используются русские названия металлов, например: [Cu(NН₃)₄]Сl₂— хлоридтетраамминмеди (II), (Аg(NH₃)₂)₂SO₄ —сульфат диамминсеребра (I).

Соли тесно связаны со всеми остальными классами неорганических соединений и могут быть получены практически из любого класса.

Соли бескислородных кислот, кроме того,могут быть получены при непосредственном взаимодействии металлов и неметаллов (Сl, S и т.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:

СаСО₃ = СаО + СО₂,

2Ag₂СО_З= 4Аg + 2СО₂ + О₂,

NН₄Сl = NН₃ + НСl,

2КNО_З= 2КNО₂ + О₂,

2FеSО₄ = Fе₂О₃ + SО₂ + SО₃,

4FеSО₄= 2Fе₂О_З + 4SО₂ + О₂,

2Сu(NО₃)₂ = 2СuО + 4NО₂ + О₂,

2АgNО₃ = 2Аg + 2NO₂ + O₂,

NН₄NО₃ = N₂О + 2H₂O

(NН₄)₂Сr₂О₇ = Сr₂О₃+ N₂ + 4H₂O,

2KClО₃2КCl + 3O₂,

4KClO₃ = ЗКClO₄ + КСl.

При химических реакциях солей проявляются особенности как катионов, так и анионов, входящих в их состав. Ионы металлов, находящиеся в растворах, могут вступать в реакции с другими анионами с образованием нерастворимых соединений или же в окислительно-восстановительные реакции:

Ag⁺ + Br^- = AgBr↓,

Cu²⁺ + 2OH^- = Cu(OH)₂↓,

Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu,

Cu + 2Ag⁺ = Cu²⁺ + 2Ag,

Fe²⁺- e = Fe³⁺

Первые две реакции показывают, что соли могут реагировать с кислотами, солями или основаниями,а последние три указывают на окислительные и восстановительные свойства солей.

С другой стороны, анионы, входящие в состав солей, могут соединяться с катионами с образованием осадков или малодиссоциированных соединений,а также участвовать в окислительно-восстановительных реакциях:

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓,

SO₃^2- + 2H⁺ = SO₂↑ + H₂O,

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN₆)]^4- = Fe₄[Fe(CN)₆]₃,

^{«берлинская}^лазурь^»

3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^3- = Fe₃[Fe(CN)₆]₂,

^{«турнбуллева синь»}

S^2- + 2H⁺ = H₂S↑,

NO₃^-+ 2H⁺ + e = NO₂↑ + H₂O.

Таким образом, соли могут реагировать с солями, кислотами (по типу обмена), металлами и неметаллами.

Взаимодействие с металлами. Каждый левее стоящий металл в ряду напряжений вытесняет последующий из раствора его соли.

Fe+CuCI₂=Cu+FeCI₂Fe°+Cu²++2CI=Cu°+Fe²++2CI
Fe°+Cu²+=Cu°+Fe²+

или Fe°–2e→ Fe²+ │ окисляется (восстановитель)
Cu²++2e→ Cu° │ восстанавливается (окислитель)

Взаимодействие со щелочами. В результате обязательно должно образоваться нерастворимое основание.

CuCI₂+2NaOH=Cu(OH)₂ +2NaCl

4. Взаимодействие растворимых солей между собой с образованием осадка. Рассмотрим алгоритм составления уравнения реакций

NaCI+AgNO₃= NaNO₃+AgCl

Получение солей

1. Реакция нейтрализации.. После выпаривания воды получают кристаллическую соль.

H₂SO₄	+	2 KOH	=	K₂SO₄	+	2 H₂O
				сульфат калия

2. Реакция кислот с основными оксидами.

H₂SO₄	+	CuO	=	CuSO₄	+	H₂O
				сульфат меди

3. Реакция оснований с кислотными оксидами

Ca(OH)₂	+	CO₂	=	CaCO₃↓	+	H₂O
				карбонат кальция

4. Реакция основных и кислотных оксидов между собой:

CaO	+	SO₃	=	CaSO₄
				сульфат кальция

5. Реакция кислот с солями. Этот способ подходит, например, в том случае, если образуется нерастворимая соль, выпадающая в осадок:

H₂S	+	CuCl₂	=	CuS↓ (осадок)	+	2 HCl
				сульфид меди

6. Реакция оснований с солями. Для таких реакций подходят только щелочи (растворимые основания). В этих реакциях образуется другое основание и другая соль. Важно, чтобы новое основание не было щелочью и не могло реагировать с образовавшейся солью.

3 NaOH	+	FeCl₃	=	Fe(OH)₃↓	+	3 NaCl
				(осадок)		хлорид натрия

7. Реакция двух различных солей. Реакцию удается провести только в том случае, если хотя бы одна из образующихся солей нерастворима и выпадает в осадок:

AgNO₃	+	KCl	=	AgCl↓ (осадок)	+	KNO₃
				хлорид серебра		нитрат калия

Выпавшую в осадок соль отфильтровывают, а оставшийся раствор упаривают и получают другую соль. Если же обе образующиеся соли хорошо растворимы в воде, то реакции не происходит: в растворе существуют лишь ионы, не взаимодействующие между собой:

NaCl + KBr = Na⁺ + Cl^- + K⁺ + Br^-

Если такой раствор упарить, то мы получим смесь солей NaCl, KBr, NaBr и KCl, но чистые соли в таких реакциях получить не удается.

8. Реакция металлов с кислотами.

Fe	+	H₂SO₄(разб.)	=	FeSO₄	+	H₂
				сульфат железа II

9. Реакция металлов с неметаллами. Эта реакция внешне напоминает горение. Металл "сгорает" в токе неметалла, образуя мельчайшие кристаллы соли, которые выглядят, как белый "дым":

2 K	+	Cl₂	=	2 KCl
				хлорид калия

10. Реакция металлов с солями. Более активные металлы, расположенные в ряду активности левее, способны вытеснять менее активные (расположенные правее) металлы из их солей:

Zn	+	CuSO₄	=	Cu	+	ZnSO₄
				порошок меди		сульфат цинка

Теперь рассмотрим химические свойства солей.

Наиболее распространенные реакции солей – реакции обмена и окислительно-восстановительные реакции. Сначала рассмотрим примеры окислительно-восстановительных реакций.

1. Окислительно-восстановительные реакции солей.

Поскольку соли состоят из ионов металла и кислотного остатка, их окислительно-восстановительные реакции условно можно разбить на две группы: реакции за счет иона металла и реакции за счет кислотного остатка, если в этом кислотном остатке какой-либо атом способен менять степень окисления.

а) Реакции за счет иона металла.

Поскольку в солях содержится ион металла в положительной степени окисления, они могут участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, где ион металла играет роль окислителя. Восстановителем чаще всего служит какой-нибудь другой (более активный) металл. Приведем пример:

Hg²⁺SO₄	+	Sn⁰	=	Hg⁰	+	Sn²⁺SO₄
соль менее активного металла (окислитель)		более активный металл (восстановитель)

Принято говорить, что более активные металлы способны вытеснять другие металлы из их солей. Металлы, находящиеся в ряду активности, являются более активными.

б) Реакции за счет кислотного остатка.

В кислотных остатках часто имеются атомы, способные изменять степень окисления. Отсюда –многочисленные окислительно-восстановительные реакции солей с такими кислотными остатками. Например:

Na₂S^–2	+	Br₂⁰	=	S⁰	+	2 NaBr^–1
соль сероводородной кислоты				сера

2 KI^–1	+	H₂O₂^–1	+	H₂SO₄	=	I₂⁰	+	K₂SO₄	+	2 H₂O^–2
соль иодоводородной кислоты						иод

2 KMn⁺⁷O₄	+	16 HCl^–1	=	5 Cl₂⁰	+	2 KCl	+	2 Mn⁺²Cl₂	+	8 H₂O
соль марганцевой кислоты								хлорид марганца

2 Pb(N⁺⁵O₃^–2)₂	=	2 PbO	+	4 N⁺⁴O₂	+	O₂⁰
соль азотной кислоты	при нагревании

2. Обменные реакции солей.

Такие реакции могут происходить, когда соли реагируют: а) с кислотами, б) с щелочами, в) с другими солями. При проведении обменных реакций берут растворы солей. Общим требованием для таких реакций является образование малорастворимого продукта, который удаляется из раствора в виде осадка. Например:

а) CuSO₄ + H₂S = CuS↓ (осадок) + H₂SO₄

AgNO₃ + HCl = AgCl↓ (осадок) + HNO₃

б) FeCl₃ + 3 NaOH = Fe(OH)₃↓ (осадок) + 3 NaCl

CuSO₄ + 2 KOH = Cu(OH)₂↓ (осадок) + K₂SO₄

в) BaCl₂ + K₂SO₄ = BaSO₄↓ (осадок) + 2 KCl

CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ (осадок) + 2 NaCl

Если хотя бы один продукт таких обменных реакций не уходит из сферы реакции в виде осадка (иногда – в виде газа), то при смешивании растворов образуется только смесь ионов, на которые при растворении распадаются исходная соль и реагент. Таким образом, обменная реакция произойти не может.

Применение солей началось с незапамятных времен. Большинство солей широко используются в промышленности и в быту. Например, всем известно применение поваренной соли, т.е. хлорида натрия в быту. В промышленности он используется для получения гидроксида натрия, соды, хлора, натрия и т.д. Соли азотной и ортофосфорной кислот в основном являются минеральными удобрениями. Многие средства защиты растений от болезней, вредителей, некоторые лекарственные вещества тоже относятся к классу солей.

2. Крахмал, нахождение в природе, практическое значение, гидролиз крахмала.

КРАХМАЛ, главный резервный полисахарид растений; накапливается в виде зерен в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях. Бесцв. аморфное в-во, не раств. в холодной воде, диэтиловом эфире,этаноле, в горячей воде образует клейстер; В зернах крахмала содержатся 98-99,5%полисахаридов и 0,5-2% неуглеводных компонентов (в т.ч. липиды, белки, зольные элементы). Крахмал представляет собой смесь линейного (амилозы) и разветвленного (амилопектина) полисахаридов. Амилозапостроена гл. обр. из остатков a-D-глюкопиранозы с 1:4 - связями. В зависимости от вида растения молекула м.амилозы колеблется от 150 тыс. (рисовый, кукурузный крахмал) до 500 тыс. (картофельный крахмал).Молекулы амилопектина сильно разветвлены и состоят из фрагментов амилозы (ок. 20 моносахаридных остатков), связанных между собой