Химические свойства солей
Соли следует рассматривать в виде продукта взаимодействия кислоты и основания. В итоге могут образовываться:
- нормальные (средние) - образуются при достаточном для полного взаимодействия количестве кислоты и основания. Названия нормальных соле й состоят из двух частей. В начале называется анион (кислотный остаток), затем катион.
- кислые - 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. В составе кислотных остатков данного вида солей вы всегда увидите водород. Кислые соли образуются только многоосновными кислотами и проявляют свойства как солей, так и кислот. В названиях кислых солей ставится приставка гидро- к аниону.
- 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. 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. Название основных солей строится следующим образом: к аниону добавляется приставка гидроксо- .
Типичные реакции нормальных солей
- С металлами реагируют хорошо. При этом, более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей.
- С кислотами, щелочами и другими солями реакции проходят до конца, при условии образования осадка, газа или малодиссоциируемых соединений.
- 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:
- Соли реагируют между собой, если образуется осадок или в случае образования более устойчивого соединения.
- Многие нормальные соли разлагаются при нагревании с образованием двух оксидов – кислотного и основного
- Нитраты разлагаются другим, отличным от остальных нормальных солей образом. При нагревании нитраты щелочных и щелочноземельных металлов выделяют кислород и превращаются в нитриты:
- Нитраты почти всех других металлов разлагаются до оксидов:
- Нитраты некоторых тяжелых металлов (серебра, ртути и др) разлагаются при нагревании до металлов:
Типичные реакции кислых солей
- Они вступают во все те реакции, в которые вступают кислоты. Со щелочами реагируют, если в составе кислой соли и щелочи имеется один и тот же металл, то в результате образуется нормальная соль.
- Если же щелочь содержит другой металл, то образуются двойные соли.
Типичные реакции основных солей
- Данные соли вступают в те же реакции, что и основания. С кислотами реагируют, если в составе основной соли и кислоты имеется один и тот же кислотный остаток, то в результате образуется нормальная соль.
- Если же кислота содержит другой кислотный остаток, то образуются двойные соли.
Комплексные соли - соединение, в узлах кристаллической решетки которого содержатся комплексные ионы.
Данный урок посвящен изучению общих химических свойств еще одного класса неорганических веществ – солей. Вы узнаете с какими веществами могут взаимодействовать соли и каковы условия протекания таких реакций.
Тема: Классы неорганических веществ
Урок: Химические свойства солей
1. Взаимодействие солей с металлами
Соли – сложные вещества, состоящие из атомов металла и кислотных остатков.
Поэтому свойства солей будут связаны с наличием в составе вещества того или иного металла или кислотного остатка. Например, большинство солей меди в растворе имеют голубоватую окраску. Соли марганцовой кислоты (перманганаты) в основном фиолетовые. Знакомство с химическими свойствами солей начнем со следующего опыта.
В первый стакан с раствором сульфата меди (II) опустим железный гвоздь. Во второй стакан с раствором сульфата железа (II) опустим медную пластинку. В третий стакан с раствором нитрата серебра тоже опустим медную пластинку. Через некоторое время мы увидим, что железный гвоздь покрылся слоем меди, медная пластинка из третьего стакана покрылась слоем серебра, а с медной пластинкой из второго стакана ничего не произошло.
Рис. 1. Взаимодействие растворов солей с металлами
Объясним результаты опыта. Реакции произошли только в том случае, если металл, реагирующий с солью, был более активен, чем металл, входящий в состав соли. Сравнить активность металлов между собой можно по их положению в ряду активности. Чем левее расположен металл в этом ряду, тем у него большая способность вытеснить другой металл из раствора соли.
Уравнения проведенных реакций:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
При взаимодействии железа с раствором сульфата меди (II) образуется чистая медь и сульфат железа (II). Эта реакция возможна, т. к. железо имеет большую реакционную способность, чем медь.
Cu + FeSO4 → реакция не идет
Реакция между медью и раствором сульфата железа (II) не протекает, т. к. медь не может заместить железо из раствора соли.
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
При взаимодействии меди с раствором нитрата серебра образуется серебро и нитрат меди (II). Медь замещает серебро из раствора его соли, т. к. медь расположена в ряду активности левее серебра.
Растворы солей могут взаимодействовать с более активными металлами, чем металл в составе соли. Эти реакции относятся к типу замещения.
2. Взаимодействие растворов солей друг с другом
Рассмотрим еще одно свойство солей. Растворенные в воде соли могут взаимодействовать между собой. Проведем опыт.
Смешаем растворы хлорида бария и сульфата натрия. В результате выпадет белый осадок сульфата бария. Очевидно, что прошла реакция.
Уравнение реакции: BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl
Растворенные в воде соли могут вступать в реакцию обмена, если в результате образуется нерастворимая в воде соль.
3. Взаимодействие солей со щелочами
Выясним, взаимодействуют ли соли с щелочами, проведя следующий опыт.
В раствор сульфата меди (II) прильем раствор гидроксида натрия. В результате выпадает синий осадок.
Рис. 2. Взаимодействие раствора сульфата меди(II) со щелочью
Уравнение проведенной реакции: CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
Данная реакция является реакцией обмена.
Соли могут взаимодействовать со щелочами, если в результате реакции образуется нерастворимое в воде вещество.
4. Взаимодействие солей с кислотами
В раствор карбоната натрия прильем раствор соляной кислоты. В результате мы видим выделение пузырьков газа. Объясним результаты опыта, записав уравнение данной реакции:
Na2CO3 + 2HCl= 2NaCl + H2CO3
H2CO3 = H2O + CO2
Угольная кислота - вещество нестойкое. Она разлагается на углекислый газ и воду. Данная реакция является реакцией обмена.
Соли могут вступать в реакцию обмена с кислотами, если в результате реакции выделяется газ или образуется осадок.
1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П. А. Оржековский, Н. А. Титов, Ф. Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.107-111)
2. Ушакова О. В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О. В. Ушакова, П. И. Беспалов, П. А. Оржековский; под. ред. проф. П. А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с.108-110)
3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.:Астрель, 2013. (§34)
4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§40)
5. Химия: неорг. химия: учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§33)
6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
Дополнительные веб-ресурсы
1. Взаимодействия кислот с солями.
2. Взаимодействия металлов с солями.
Домашнее задание
1) с. 109-110 №№ 4,5 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О. В. Ушакова, П. И. Беспалов, П. А. Оржековский; под. ред. проф. П. А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
2) с.193 №№ 2,3 из учебника П. А. Оржековского, Л. М. Мещеряковой, М. М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.
Соли — органические и неорганические химические вещества сложного состава. В химической теории нет строгого и окончательного определения солей. Их можно охарактеризовать как соединения:
— состоящие из анионов и катионов;
— получаемые в результате взаимодействия кислот и оснований;
— состоящие из кислотных остатков и ионов металлов.
Кислотные остатки могут быть связаны не с атомами металлов, а с ионами аммония (NH 4)+, фосфония (РН 4)+, гидроксония (Н 3 О)+ и некоторыми другими.
Виды солей
— Кислотные, средние, оснóвные. Если в кислоте все протоны водорода заменены ионами металла, то такие соли называют средними, например, NaCl. Если водород замещен лишь частично, то такие соли — кислые, напр. KHSO 4 и NaH 2 PO 4 . Если гидроксильные группы (OH)- основания замещены кислотным остатком не полностью, то тогда соль — оснóвная, напр. CuCl(OH), Аl(OH)SO 4 .
— Простые, двойные, смешанные. Простые соли состоят из одного металла и одного кислотного остатка, например, K 2 SO 4 . В двойных солях два металла, например KAl(SO 4) 2 . В смешанных солях два кислотных остатка, напр. AgClBr.
— Органические и неорганические.
— Комплексные соли с комплексным ионом: K 2 , Cl 2 и другие.
— Кристаллогидраты и кристаллосольваты.
— Кристаллогидраты с молекулами кристаллизационной воды. CaSO 4 *2H 2 O.
— Кристаллосольваты с молекулами растворителя. Например, LiCl в жидком аммиаке NH 3 дает сольват LiCl*5NH 3 .
— Кислородосодержащие и не содержащие кислород.
— Внутренние, иначе называемые биполярными ионами.
Свойства
Большинство солей — твердые вещества с высокой температурой плавления, не проводящие ток. Растворимость в воде — важная характеристика, на ее основании реактивы делят на водорастворимые, малорастворимые и не растворимые. Многие соли растворяются в органических растворителях.
Соли реагируют:
— с более активными металлами;
— с кислотами, основаниями, другими солями, если в ходе взаимодействия получаются вещества, в дальнейшей реакции не участвующие, например, газ, нерастворимый осадок, вода. Разлагаются при нагревании, гидролизируются в воде.
В природе соли широко распространены в виде минералов, рассолов, залежей солей. Их добывают также из морской воды, горных руд.
Соли необходимы человеческому организму. Соли железа нужны для пополнения гемоглобина, кальция — участвуют в образовании скелета, магния — регулируют деятельность желудочно-кишечного тракта.
Применение солей
Соли активно используются в производстве, быту, сельском хозяйстве, медицине, пищепроме, химическом синтезе и анализе, в лабораторной практике. Вот лишь некоторые сферы их применения:
— Нитраты натрия , калия, кальция и аммония (селитры); кальций фосфорнокислый, 
хлорид калия — сырье для производства удобрений.
— Хлорид натрия необходим для получения пищевой поваренной соли, применяется в химпроме для производства хлора, соды, едкого натра.
— Гипохлорит натрия — популярный отбеливатель и средство для обеззараживания воды.
— Соли уксусной кислоты (ацетаты) используются в пищевой индустрии как консерванты (калий и кальций уксуснокислый); в медицине для изготовления лекарств, в косметической отрасли (натрий уксуснокислый), для многих других целей.
— Алюмокалиевые и хромокалиевые квасцы востребованы в медицине, пищепроме; для окрашивания тканей, кож, мехов.
— Многие соли используются в качестве фиксаналов для определения химического состава веществ, качества воды, уровня кислотности и пр.
В нашем магазине в широком ассортименте представлены соли, как органические так и неорганические.
1) металла с неметаллом: 2Na + Cl 2 = 2NaCl
2) металла с кислотой: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
3) металла с раствором соли менее активного металла Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
4) основного оксида с кислотным оксидом: MgO + CO 2 = MgCO 3
5) основного оксида с кислотой CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O
6) основания с кислотным оксидом Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O
7) основания с кислотой: Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O
8) соли с кислотой: MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl
9) раствора основания с раствором соли: Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 = 2NaOH + BaSO 4
10) растворов двух солей 3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6NaCl
2. Получение кислых солей:
1. Взаимодействие кислоты с недостатком основания. KOH + H 2 SO 4 = KHSO 4 + H 2 O
2. Взаимодействие основания с избытком кислотного оксида
Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO 3) 2
3. Взаимодействие средней соли с кислотой Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca(H 2 PO 4) 2
3. Получение основных солей:
1. Гидролиз солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой
ZnCl 2 + H 2 O = Cl + HCl
2. Добавление (по каплям) небольших количеств щелочей к растворам средних солей металлов AlCl 3 + 2NaOH = Cl + 2NaCl
3. Взаимодействие солей слабых кислот со средними солями
2MgCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = 2 CO 3 + CO 2 + 4NaCl
4. Получение комплексных солей:
1. Реакции солей с лигандами: AgCl + 2NH 3 = Cl
FeCl 3 + 6KCN] = K 3 + 3KCl
5. Получение двойных солей:
1. Совместная кристаллизация двух солей:
Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 24H 2 O = 2 + NaCl
4. Окислительно-восстановительные реакции, обусловленные свойствами катиона или аниона. 2KMnO 4 + 16HCl = 2MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 + 8H 2 O
2. Химические свойства кислых солей:
Термическое разложение с образованием средней соли
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O
Взаимодействие со щёлочью. Получение средней соли.
Ba(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = 2BaCO 3 + 2H 2 O
3. Химические свойства основных солей:
Термическое разложение. 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O
Взаимодействие с кислотой: образование средней соли.
Sn(OH)Cl + HCl = SnCl 2 + H 2 O Хими́ческий элеме́нт - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева . Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе элементов Менделеева .
Формой существования химических элементов в свободном виде являются простые вещества (одноэлементные).
На данный момент (март 2013 года) известно 118 химических элементов (из них не все официально признаны).
Химические вещества могут состоять как из одного химического элемента (простое вещество), так и из разных (сложное вещество или химическое соединение).
Химические элементы образуют около 500 простых веществ . Способность одного элемента существовать в виде различных простых веществ, отличающихся по свойствам, называется аллотропией. В большинстве случаев названия простых веществ совпадают с названием соответствующих элементов (например, цинк, алюминий, хлор), однако в случае существования нескольких аллотропных модификаций названия простого вещества и элемента могут отличаться, например кислород (дикислород, O 2) и озон (O 3); алмаз,графит и ряд других аллотропных модификаций углерода существуют наряду с аморфными формами углерода.
Подтвержденная экспериментально в 1927 г. двойственная природа электрона, обладающего свойствами не только частицы, но и волны, побудила ученых к созданию новой теории строения атома, учитывающей оба этих свойства. Современная теория строения атома опирается на квантовую механику.
Двойственность свойств электрона проявляется в том, что он, с одной стороны, обладает свойствами частицы (имеет определенную массу покоя), а с другой - его движение напоминает волну и может быть описано определенной амплитудой, длиной волны, частотой колебаний и др. Поэтому нельзя говорить о какой-либо определенной траектории движения электрона - можно лишь судить о той или иной степени вероятности его нахождения в данной точке пространства.
Следовательно, под электронной орбитой следует понимать не определенную линию перемещения электрона, а некоторую часть пространства вокруг ядра, в пределах которого вероятность пребывания электрона наибольшая. Иными словами электронная орбита не характеризует последовательность перемещения электрона от точки к точке, а определяется вероятностью нахождения электрона на определенном расстоянии от ядра.
О наличии волновых свойств электрона первым высказался французский уч¨ный Л. де Бройль. Уравнение де Бройля: =h/mV. Если электрон обладает волновыми свойствами, то пучок электронов должен испытывать действие явлений дифракции и интерференции. Волновая природа электронов подтвердилась при наблюдении дифракции электронного пучка в структуре кристаллической реш¨тки. Поскольку электрон обладает волновыми свойствами, положение его внутри объ¨ма атома не определено. Положение электрона в атомном объ¨ме описывается вероятностной функцией, если е¨ изобразить в тр¨хмерном пространстве, то получим тела вращения (Рис).
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».
.