Главная      Учебники - Разные     Лекции (разные) - часть 31

 

Поиск            

 

Мир солей

 

             

Мир солей

Содержание

Содержание. 2

Введение. 3

Графическое изображение формул солей. 6

Названия солей. 4

Классификация солей. 7

1. Кислые соли . 7

2. Средние соли . 7

3. Основные соли . 8

4. Двойные соли . 9

5. Комплексные соли ………………………………………………… ...10

Получение солей. 10

1. Реакция нейтрализации. 10

2. Реакция кислот с основными оксидами. 11

3. Реакция оснований с кислотными оксидами . 11

4. Реакция основных и кислотных оксидов между собой: 11

5. Реакция кислот с солями. 11

6. Реакция оснований с солями. 11

7. Реакция двух различных солей. 11

8. Реакция металлов с кислотами. 12

9. Реакция металлов с неметаллами. 12

10. Реакция металлов с солями. 12

Физические свойства. 12

Химические свойства солей. 14

1. Окислительно-восстановительные реакции солей. 14

2. Обменные реакции солей. 15

3. Разложение твердых солей…………………………………………..16

4. Гидролиз солей ………………………………………………………...16

Применение солей. 16

Список литературы………………………………………………………………19

Введение

Мой называется “Мир солей “.Так что же такое соль? С точки зрения химии, соль - это вещество, образовавшееся в результате взаимодействия кислоты и щелочи. С точки зрения геологии - это образовавшиеся в результате геологических процессов мощные (часто многокилометровые) залежи эвапоритов (галита, сильвинита). С точки зрения почвоведения - это высолы, прожилки, а иногда даже поверхностные корки в почвах засушливых зон - солонцах и солончаках, практически непригодных для сельскохозяйственного использования. Для биохимика и медика - это раствор, циркулирующий в организме человека, без которого невозможны определенные биохимические реакции и соответственно, невозможно нормальное функционирование органов.

Без обычной соли, так называемой поваренной - NaCl, большинство животных, как травоядных, так и плотоядных испытывают так называемое солевое голодание. Плотоядные животные, обеспечивают свой организмом солью, поступающей с мясом и кровью добычи, травоядные - ищут выступы соли, соленые почвы, лижут их, тем самым, обеспечивая солью организм.

Для человека соль также необходима. Недаром в древности соль служила своеобразной валютой, многие племена и народности вынуждены были покупать или обменивать соль у тех племен, на территории которых были залежи солей. (Даже в настоящее время многие племена, в основном в сельве Южной Америке и горных джунглях Новой Гвинеи испытывают солевой дефицит, соль там до сих пор считается одной из главных видов “валюты”, часто вместо соли используется зола сожженных растений определенного вида, способных накапливать соль.) В те времена соль ценилась выше золота: ведь, как гласила пословица, «без золота прожить можно, а без соли - нельзя». Из-за месторождений каменной соли происходили военные столкновения, а иногда нехватка соли вызывала «соляные бунты».

Но соль может оказывать и отрицательное воздействие, в больших количествах поваренная соль (да и другие легкорастворимые соли) вредны - они затрудняют работу печени и почек, способствуют отложению солей в сосудах, заболеванию артритом.

Так же начало применения соли в качестве антигололедного компонента было положено в конце 50-х начале 60-х годов уже прошлого века. Таким образом, улицы Москвы “солят” уже без малого полвека. В качестве реагентов используют смеси различного состава, на основе галита, калийной соли - сильвина, ангидрита (сульфата кальция), глауберита (смеси сульфата натрия и кальция), сульфата натрия (глауберова соль). Антигололедные средства оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду, природу, наносят вред жизнедеятельности человека. (нарушения электроизоляции в троллейбусах, сильная коррозия кузовов автомобилей, порча обуви и т.д.)

Соль широко используется в различных сферах деятельности человека.(в медицине, строительстве, сельском хозяйстве и т.д.)

В настоящее время мы не представляем нашу жизнь без соли, поэтому, я считаю, что тема моего а является очень актуальной.

В моей работе рассказывается о получении, классификации, химических и физических свойствах и применении солей.

Названия солей

Солями называются вещества, в которых атомы металла связаны с кислотными остатками.

Исключением являются соли аммония, в которых с кислотными остатками связаны не атомы металла, а частицы NH4 + . Примеры типичных солей приведены ниже.

NaCl – хлорид натрия,

Na2 SO4 – сульфат натрия,

СаSO4 – сульфат кальция,

СаCl2 – хлорид кальция,

(NH4 )2 SO4 – сульфат аммония.

Формула соли строится с учетом валентностей металла и кислотного остатка. Практически все соли – ионные соединения, поэтому можно говорить, что в солях связаны между собой ионы металла и ионы кислотных остатков:

Na+ Cl – хлорид натрия

Ca2+ SO4 2– – сульфат кальция и т.д.

Названия солей составляются из названия кислотного остатка и названия металла. Главным в названии является кислотный остаток. Названия солей в зависимости от кислотного остатка показаны в таблице 1.

Таблица 1. Построение названий солей.

В верхней части таблицы приведены кислородсодержащие кислотные остатки, в нижней – бескислородные.

Соль какой кислоты Кислотный остаток Валентность остатка Название солей Примеры
АзотнаяHNO3 NO3 - I нитраты Ca(NO3 )2 нитрат кальция
Кремниевая H2 SiO3 SiO3 2 - II силикаты Na2 SiO3 силикат натрия
СернаяH2 SO4 SO4 2 - II сульфаты PbSO4 сульфат свинца
УгольнаяH2 CO3 CO3 2 - II карбонаты Na2 CO3 карбонат натрия
Фосфорная H3 PO4 PO4 3 - III фосфаты AlPO4 фосфат алюминия
СернистаяH 2 SO 3 SO3 2 - II

сульфиты

Na2 SO3 сульфит натрия
Марганцовая HMnO 4 MnO4 - I перманганаты KMnO4 перманганат калия

Хромовая

II хроматы

Na2 CrO4

хромат натрия

Двухромовая

II бихроматы

Na2 Cr2 O7

Бихромат натрия

Бромоводородная HBr Br- I бромиды NaBr бромид натрия
Иодоводородная HI I- I иодиды KI иодид калия
Сероводородная H2 S S2 - II сульфиды FeS сульфид железа (II)
Соляная HCl Cl- I хлориды NH4 Cl хлорид аммония
Фтороводородная HF F- I фториды CaF2 фторид кальция

Из таблицы 1 видно, что названия кислородсодержащих солей имеют окончания "ат ", а названия бескислородных солей – окончания "ид ".

В некоторых случаях для кислородсодержащих солей может использоваться окончание "ит ". Например, Na2 SO3 сульфит натрия. Это делается для того, чтобы различать соли серной кислоты (H2 SO4 ) и сернистой кислоты (H2 SO3 ) и в других таких же случаях.

В таблице 2 приведены международные названия солей. Однако полезно знать также русские названия и некоторые исторически сложившиеся, традиционные названия солей, имеющих важное значение.

Таблица 2. Международные, русские и традиционные названия некоторых важных солей.

Соль Международное название Русское название Традиционное название
Na2 CO3 Карбонат натрия Натрий углекислый Сода
NaHCO3 Гидрокарбонат натрия Натрий углекислый кислый Питьевая сода
K2 CO3 Карбонат калия Калий углекислый Поташ
Na2 SO4 Сульфат натрия Натрий сернокислый Глауберова соль
MgSO4 Сульфат магния Магний сернокислый Английская соль
KClO3 Хлорат калия Калий хлорноватокислый Бертолетова соль

Графическое изображение формул солей

Для того чтобы изобразить формулу соли графически, следует :

  1. Правильно написать эмпирическую формулу этого соединения.
  2. Учитывая, что любая соль может быть представлена как продукт нейтрализации соответствующей кислоты и основания, следует написать формулы кислоты и основания, образовавших данную соль. Например, гидросульфат кальция С a( HSO4 )2 можно получить при нейтрализации серной кислоты H2 SO4 гидроксидом кальция Ca( OH)2 .
  3. Определить, какое количество молекул кислоты и основания требуется для получения молекулы этой соли. Например, для получения молекулы Ca( HSO4 )2 требуется одна молекула основания (один атом кальция) и две молекулы кислоты (два кислотных остатка HSO4 ).
  4. Построить графические формулы установленного числа молекул основания и кислоты и, мысленно убрав участвующие в реакции нейтрализации и образующие воду анионы гидроксила основания и катионы водорода кислоты, получить графическое изображение формулы соли:

Классификация солей

Любую соль можно представить как продукт взаимодействия основания и кислоты, то есть как продукт замещения атомов водорода в молекуле кислоты на атом металла или гидроксильных групп в молекуле основания на соответствующие кислотные остатки. В зависимости от состава различают следующие типы солей: средние, кислые, основные, двойные и комплексные.

1. Кислые соли

Кислые соли - представляют собой продукты неполного замещения атомов водорода атомами металла. Кислые соли - продукт неполной нейтрализации многоосновных кислот основаниями.

От двухосновных кислот (H 2 SO 4 , H 2 CO 3 , H 2 S и т.д.) производится только один тип кислых солей - однозамещенные (атом металла замещает только один атом водорода кислоты).

Например:

H 2 SO 4 при неполной нейтрализации едким натром образует только одну кислую соль - NaHSO 4 .

От трехосновных кислот можно получить уже два типа кислых солей: однозамещенные и двухзамещенные.

Например:

при нейтрализации H 3 PO 4 едким натром можно получить однозамещенную соль NaH 2 PO 4 :

H3 PO4 + NaOH = NaH2 PO4 + H2 O

и двухзамещенную сольNa2 HPO4 :

H3 PO4 + 2 NaOH = Na2 HPO4 + 2H2 O

Кислые соли, помимо ионов металла и кислотного остатка, содержат ионы водорода.

Названия кислых солей содержат приставку "гидро" (от слова hydrogenium – водород). Например:

NaHCO3 – гидрокарбонат натрия,

K2 HPO4 – гидрофосфат калия,

KH2 PO4 – дигидрофосфат калия.

Диссоциация :

При диссоциации соли дают катионы металла (NH4 + ), ионы водорода и анионы кислотного остатка.

NaHCO3 « Na+ + HCO3 - « Na+ + H+ + CO3 2-

2. Средние соли

Средние соли можно рассматривать, как продукт полного замещения атомов водорода атомами металла:

2NaOH H2 SO4 Na 2 SO 4 2 H2 O
О снование кислота средняя соль

Средние соли содержат только атомы металла и кислотного остатка. Например, все соли из таблицы 1 являются средними солями.

Диссоциация :

При диссоциации соли дают катионы металла (или NH4 + ) и анионы кислотного остатка.

Na2 SO4 « 2Na+ +SO4 2-

3. Основные соли

Основные соли можно рассматривать как продукт неполного замещения гидроксильных групп основания или амфотерного гидроксида на кислотные остатки. Основные соли - продукт неполной нейтрализации многокислотного основания кислотой.

Основные соли могут давать только многокислотные основания, причем двухкислотные основания образуют только один тип основных солей, а трехкислотные - два.

Например:

Mg ( OH )2 - двухкислотное основание

Mg(OH)2 + HNO3 = MgOHNO3 + H2 O ,
основная соль
основная соль

при дальнейшей нейтрализации образуется средняя соль:

MgOHNO3 + HNO3 = Mg(NO3 )2 + H2 O ,
средняя соль

Al( OH)3 - трехкислотное основание

Al(OH) 3 + HCl = Al(OH) 2 Cl + H2 O ,
Al(OH) 2 Cl + HCl = AlOH Cl 2 + H2 O ,
основная соль

при дальнейшей нейтрализации - средняя соль:

AlOH Cl 2 + HCl = Al Cl 3 + H 2 O ,
средняя соль

Названия основных солей образуют с помощью приставки "гидроксо". Ниже приведен пример, показывающий отличие основных солей от обычных (средних):

Mg(OH)2 + 2 HCl = MgCl2 + 2 H2 O
хлорид магния (средняя соль)
Mg(OH)2 + HCl = Mg(OH)Cl + H2 O
гидроксохлорид магния (основная соль)

Основные соли, помимо ионов металла и кислотного остатка, содержат гидроксильные группы.

Основные соли образуются только из многокислотных оснований. Одноокислотные основания таких солей образовать не могут.

Диссоциация:

При диссоциации соли дают катионы металла, анионы гидроксила и кислотного остатка.

Zn(OH)Cl« [Zn(OH)]+ + Cl- «Zn2+ + OH- + Cl-

4. Двойные соли

Двойные соли можно рассматривать как продукт замещения атомов водорода многоосновной кислоты на атомы разных металлов, или как продукт замещения гидроксильных групп многокислотного основания на кислотные остатки разных кислот.

Например:

KAl ( SO 4 )2 -алюмокалиевые квасцы, сульфат алюминия-калия, KCr ( SO 4 )2 -хромовокалиевые квасцы, сульфат хрома - калия, CaCl 2 O - известь

Любую соль можно получить соответствующей реакцией нейтрализации. Например, сульфит натрия образуется в реакции между сернистой кислотой и основанием (едким натром). При этом на 1 моль кислоты требуется взять 2 моля основания:

H2 SO3 + 2 NaOH = Na2 SO3 + 2 H2 O
сульфит натрия (средняя соль)

Если взять только 1 моль основания – то есть меньше, чем требуется для полной нейтрализации, то образуется кислая соль – гидросульфит натрия:

H2 SO3 + NaOH = NaHSO3 + H2 O
гидросульфит натрия (кислая соль)

Диссоциация:

При диссоциации соли дают два катиона металлов и один анион кислотного остатка.

KAl(SO4 )2 « K+ + Al3+ + 2SO4 2-

5. Комплексные соли

Комплексные соли - соли, в состав которых входят комплексные ионы. (Комплексными называются соединения, в которых хотя бы одна ковалентная связь образовалась по донорно-акцепторному механизму.) Например, при взаимодействии сульфата меди (II) с аммиаком происходит реакция:

CuSO4 + 4NH3 =[Cu(NH3 ) 4 ]SO4

Или в ионной форме: Cu2+ + 4NH3 =[Cu(NH3 ) 4 ] 2+

Ионы, которые подобно[Cu(NH3 ) 4 ] 2+ , образуются путем присоединения к данному иону нейтральных молекул или ионов противоположного знака, называются комплексными ионами.

Строение :

K4 [Fe(CN)6 ]
K4 [Fe(CN)6 ] – Внешняя сфера
K4 [Fe(CN)6 ] – Внутренняя сфера
K4 [Fe (CN)6 ] – Комплексообразователь (центральный атом)
K4 [Fe(CN)6 ] – Координационное число
K4 [Fe(CN )6 ] – Лиганд

Диссоциация:

При диссоциации отщепляются сложные ионы, которые затем подвергаются вторичной диссоциации.

K4 [Fe(CN)6 ]«4K+ + [ Fe(CN)6 ]4-

[ Fe(CN)6 ] 4- « Fe2+ + 6 CN-

Получение солей

1. Реакция нейтрализации

Растворы кислоты и основания смешивают в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль.

Например:

H2 SO4 + 2 KOH = K2 SO4 + 2 H2 O
сульфат калия

2. Реакция кислот с основными оксидами

Это вариант реакции нейтрализации.

Например:

H2 SO4 + CuO = CuSO4 + H2 O
сульфат меди

3. Реакция оснований с кислотными оксидами

Это также вариант реакции нейтрализации:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2 O
карбонаткальция

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:

Например:

H2 S + 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.

Например:

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:

Например:

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

Выпавшую в осадок соль отфильтровывают, а оставшийся раствор выпаривают 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 выпарить, то мы получим смесь солей NaCl, KBr, NaBr и KCl, но чистые соли в таких реакциях получить не удается.

8. Реакция металлов с кислотами

В способах 1-7 имели дело с реакциями обмена (только способ 4 – реакция соединения). Но соли образуются и в окислительно-восстановительных реакциях. Например, металлы, расположенные левее водорода в ряду активности металлов, вытесняют из кислот водород и сами соединяются с ними, образуя соли:

Fe + H2 SO4 ( разб .) = FeSO4 + H
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

Физические свойства

Соли представляют собой твердые кристаллические вещества. Соли имеют широкий диапазон температур плавления и термического разложения.

По растворимости в воде различают растворимые, мало растворимые и практически нерастворимые соли. К растворимым относятся почти все соли натрия, калия и аммония, многие нитраты, ацетаты и хлориды, многие кислые соли.

Растворимость солей в воде при комнатной температуре

Кати-

оны

Анионы
F- Cl- Br- I- S2- NO3 - CO3 2- SiO3 2- SO4 2- PO4 3-
Na+ Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
K+ Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
NH4 + Р Р Р Р Р Р Р Р Р Р
Mg2+ РК Р Р Р М Р Н РК Р РК
Ca2+ НК Р Р Р М Р Н РК М РК
Sr2+ НК Р Р Р Р Р Н РК РК РК
Ba2+ РК Р Р Р Р Р Н РК НК РК
Sn2+ Р Р Р М РК Р Н Н Р Н
Pb2+ Н М М М РК Р Н