Соли
СОЛИ - это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы (положительно заряженные ионы) металлов и анионы, отрицательно заряженные ионы кислотных остатков:
Na2SO4 2Na+ = SO42-
NH4Cl NH4+ + Cl-
KH2PO4 K+ + H2PO4-
Электролиты - жидкие или твердые вещества, в которых присутствуют ионы, способные перемещаться и проводить электрический ток.
Диссоциация - полный или частичный распад молекул растворенного вещества на ионы в результате взаимодействия с растворителем.
Катионы - положительно заряженные ионы.
Анионы - отрицательно заряженные ионы.
Любую соль можно рассматривать как продукт взаимодействия основания и кислоты, т.е. реакции нейтрализации.
Продуктами полного замещения атомов воды на атомы металлов являются средние соли, например. Na2SO4.Диссоциацию средней соли можно записать так: Na2SO4 2Na+ = SO42-
Если кислота или кислотный оксид взяты в избытке, то при упаривании будут выпадать кристаллы кислой соли: KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O Диссоциацию кислой соли можно записать так: KH2PO4 K+ + H2PO4- Анион кислой соли подвергается вторичной диссоциации, как слабый электролит: HSO4- H+ + SO42-. Кислые соли образуются многоосновными кислотами. Одноосновные кислоты кислых солей не образуют.
Основные соли можно представить как продукт неполного замещения гидроксогрупп основания на кислотные остатки: Mg(OH)2 + HCl = MgOHCl + H2O Диссоциацию основной соли можно выразить уравнением: MgOHCl MgOH+ + Cl- Катион основной соли в незначительной степени подвергается дальнейшей диссоциации: MgOH+ Mg2+ + OH- Основные соли образуются многокислотными основаниями. Однокислотные основания основных солей не образуют. Существуют также двойные и комплексные соли.
Получение
Соли образуются в результате реакций:
1). Основания с кислотой (реакция нейтрализации):
3KOH + H3PO4 =K3PO4 +3H2O
2KOH + H3PO4 =K2HPO4 +2H2O
KOH + H3PO4 =KH2PO4 +H2O
Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O
Mg(OH)2 + HCl = MgOHCl + H2O
2). Кислоты с основным или амфотерным оксидами:
CuO + H2SO4= CuSO4 + H2O
3). Кислоты с солью:
MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2↑
4). Растворов двух солей
3CaCl2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 6NaCl
5). Щелочи с кислотным оксидом
6KOH + P2O5 = 2K3PO4 +3H2O
4KOH + P2O5 = 2K2HPO4 + H2O
H2O + 2KOH + P2O5 = 2KH2PO4
6). Щелочи с солью:
Ba(OH)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4↓
7). Основного оксида с кислотным оксидом:
MgO + SO3 = MgSO4
CaO + SiO2 = CaSiO3
8). Металла с неметаллом:
2Na + Cl2 = 2NaCl
9). Металла с кислотой:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
10). Металла с солью менее активного металла:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Существуют и другие способы получения солей.
Химические свойства солей
1). Более активный металл вытесняет из соли менее активный (кроме металлов до магния):
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
2). Растворимые соли реагируют со щелочами, если выделяется осадок или газ:
FeCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Fe(OH)2↓
Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 = 2BaCO3↓ + 2H2O
3). Две растворимые соли реагируют между собой, если выделяется осадок:
CaCl2 + Na2SiO3 = CaSiO3↓ + 2NaCl
4). Более сильная и менее летучая кислота вытесняет из соли более слабую и более летучую, если выделяется осадок или газ:
AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2↑
5). Многие соли устойчивы при нагревании. Однако соли аммония, некоторые соли малоактивных металлов и слабых кислот при нагревании разлагаются:
CaCO3 = CaO + CO2↑
NH4Cl = NH3↑ + HCl
Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2↑+ H2O
(CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2↑ + H2O
Гидролиз солей
Опыт показывает, что растворы солей могут иметь нейтральную, кислую или щелочную реакцию среды. Объяснение этому факту следует искать во взаимодействии солей с водой.
Взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита, называется гидролизом соли.
Любую соль можно рассматривать как продукт взаимодействия кислоты и основания.
Сильные: 1. Щелочи
2. Кислоты: HCL, HBr, HJ, HNO3, H2SO4
Электролиты
Слабые: 1. Нерастворимые основания и NH4OH
2. Кислоты: HF, H2CO3, H2SO3, H2SiO3, H3PO4, H2S.
Так, хлорид натрия NaCl образован сильным основанием NaOH и сильной кислотой HCl, хлорид аммония NH4Cl - слабым основанием NH4OH и сильной кислотой HCl, K2CO3 -сильным основанием KOH и слабой кислотой H2CO3, Al2S3 - слабым основанием Al(OH)3 и слабой кислотой H2S.
Таким образом, существует четыре варианта гидролиза солей.
1). Соли образованные сильным основанием и сильной кислотой (например Na2SO4, KBr, BaCl2):
Na2SO4 2Na+ = SO42-
Na+ + HOH →
SO42- + HOH→
Гидролиз не идет, среда остается нейтральной.
2). Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (например, Na2CO3, Ca3(PO4)2, K2S): реакция раствора соли щелочная, в результате реакции гидролиза образуется слабый электролит - кислота.
KSiO3 2K+ + SiO32-
I. SiO32- + HOH HSiO3- + OH- - краткое ионное уравнение
SiO32- + HOH + 2K+ HSiO3- + OH-+ 2K+ - полное ионное уравнение
K2SiO3 + H2O KHSiO3 + KOH - молекулярное уравнение
II. HSiO3- + HOH H2SiO3 + OH-
HSiO3- + HOH + K+ H2SiO3 + OH- + K+
KHSiO3 + H2O H2SiO3 + KOH
Гидролиз идет не до конца, среда щелочная. Гидролиз практически ограничивается первой ступенью, т. к. ионы HSiO3- диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H2SiO3 ; тем более, что образование молекул H2SiO3 в щелочной среде мало вероятно.
3). Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой (например, FeSO4, CuCl2, AlCl3):
FeCl3 Fe3+ + 3Cl-
I. Fe3+ + HOH FeOH2+ + H+
Fe3+ + HOH + 3Cl- FeOH2+ + H+ + 3Cl-
FeCl3 + H2O FeOHCl2 + HCl
II. FeOH2+ + HOH Fe(OH)2+ + H+
FeOH2+ + HOH + 2Cl- Fe(OH)2+ + H+ + 3Cl-
FeOHCl2 + H2O Fe(OH)2Cl + HCl
III. Fe(OH)2 + + HOH Fe(OH)3↓ + H+
Fe(OH)2 + + HOH + Cl- Fe(OH)3↓ + H+ + 3Cl-
Fe(OH)2Cl + H2O Fe(OH)3↓ + HCl
Гидролиз идет не до конца, среда кислая. В обычных условиях гидролиз практически ограничивается первой стадией, т. к. в кислой среде образование осадка Fe(OH)3↓ маловероятно.
4). Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой (например, Al2S3, Cr2S3 , CH3 COONH4):
а). Растворимые соли:
CH3COONH4 + H2O CH3COOH + NH4OH
CH3COO- + NH4+H2O CH3COOH + NH4OH
Реакция среды в этом случае зависит от сравнительной силы основания и кислоты. Другими словами, водные растворы таких солей могут иметь нейтральную, кислую или щелочную реакцию среды. Все зависит от констант диссоциации образующихся кислот и оснований. Если константа диссоциации основания < константы диссоциации кислоты, то среда кислая, если константа диссоциации основания > константы диссоциации кислоты, то среда щелочная
В случае гидролиза CH3COONH4: