1.7. Соли


Соли

сложные вещества, состоящие из атомов металлов (катионов) и анионов кислотного остатка. Соли по составу похожи на кислоты, только вместо ионов водорода содержат ионы металлов. Поэтому соли можно назвать продуктами замещения атомов водорода в кислоте на атом металла.

Соли принято делить  на три группы: средние, кислые и основные.

Средние соли

продукты полного замещения атомов водорода в кислоте замещены металлом

(`"Na"_2"SO"_4`, `"KNO"_3`, `"BaSO"_4` и др.)

$$ 3\mathrm{NaOH} + {\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{PO}}_{4} \to  {\mathrm{Na}}_{3}{\mathrm{PO}}_{4} + 3{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$$;

$$ \mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_{3} + 3\mathrm{HCl} \to  {\mathrm{AlCl}}_{3} + 3{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$$.

Кислые и основные соли

Кислые соли представляют собой продукт неполного замещения кислот и оснований. По международной номенклатуре атом водорода, входящий в состав кислой соли, обозначается приставкой гидро-, а группа `"OH"^-` – приставкой гидрокси, например: `"NaHS"` – гидросульфид натрия, `"NaHSO"_4` – гидросульфат натрия, `"Mg(OH)Cl"` – гидроксихлорид магния, `"Al(OH)"_2"Cl"` – дигидроксихлорид алюминия.

Кислые соли

представляют собой продукты неполного замещения атомов водорода в кислоте на атом металла, например:

`2"NaOH" + "H"_3"PO"_4 -> "Na"_2"HPO"_4 + 2"H"_2"O"`;

гидрофосфат натрия

`"NaOH" + "H"_3"PO"_4 -> "NaH"_2"PO"_4 + "H"_2"O"`.

дигидрофосфат натрия

Основные соли

представляют собой продукты неполного замещения гидроксильных групп оснований кислотными остатками:

`"Al(OH)"_3 + "HCl" -> "Al(OH)"_2"Cl" + "H"_2"O"`;

дигидроксихлорид алюминия

`"Al(OH)"_3 + 2"HCl" -> "Al(OH)Cl"_2 + 2"H"_2"O"`;

гидроксихлорид алюминия


Существуют также некоторые другие типы солей, например, двойные соли, в которых содержатся два разных катиона и один анион:

`"CaCO"_3*"MgCO"_3` (доломит), `"KCl"*"NaCl"` (сильвинит), `"KAl(SO"_4)_2` - алюмокалиевые квасцы, или смешанные соли, в которых содержится один катион и два разных аниона: `"CaOCl"_2` или `"Ca(OCl)Cl"`.

Соли представляют собой ионные соединения,  и их названия строятся по названиям катионов и анионов. Для солей бескислородных кислот к названию неметалла добавляется суффикс -ид, например, хлорид натрия `"NaCl"`.

При наименовании солей кислородсодержащих кислот к латинскому корню названия элемента добавляется окончание -ат для высшей степеней окисления, -ит для более низких (для некоторых кислот используется приставка гипо- для низких степеней окисления неметалла; для солей хлорной и марганцовой кислот используется приставка пер-):

`"CaCO"_3` - карбонат натрия

`"КClO"` - гипохлорит калия

 

`"FeSO"_3`  - сульфит железа (II)

`"KClO"_2` - хлорит калия

 

`"KMnO"_4` - перманганат калия

 

`"KClO"_3` -  хлорат калия

 

`"KNO"_2` - нитрит калия

`"KClO"_4` - перхлорат калия

 

Способы получения средних солей

Соли тесно связаны со всеми остальными классами неорганических соединений и могут быть получены практически из любого класса. Большинство способов получения солей было разобрано выше.

Способы получения кислых и основных солей

Кислые соли могут быть получены либо неполной нейтрализацией кислот, либо действием избытка кислот на средние соли, щелочи, оксиды или соли:

`"NaOH" + "H"_2"SO"_4 -> "NaHSO"_4 + "H"_2"O"`;

`"Na"_2"SO"_4 + "H"_2"SO"_4  -> 2"NaHSO"_4`;

`"NaCl" + "H"_2"SO"_4 ->  "NaHSO"_4 + "HCl"`;

`"CaCO"_3 + "CO"_2 + "H"_2"O"  -> "Ca(HCO"_3)_2`.

Основные соли часто получаются при осторожном добавлении небольших количеств щелочей к растворам средних солей металлов, имеющих малорастворимые основания, или при действии солей слабых кислот на средние соли:

`"AlCl"_3 + 2"NaOH"  -> "Al(OH)"_2"Cl" + 2"NaCl"`;

В общем виде  способы  получения  кислых  или  основных солей из средних солей представим в виде следующей схемы:

 Химические свойства солей

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 (также см. получение оксидов).  

$$ {\mathrm{NH}}_{4}\mathrm{Cl} \stackrel{\mathrm{t}°\mathrm{C}}{\to } {\mathrm{NH}}_{3}\uparrow  + \mathrm{HCl}$$;

$$ 2{\mathrm{FeSO}}_{4} \stackrel{\mathrm{t}°\mathrm{C}}{\to }  {\mathrm{Fe}}_{2}{\mathrm{O}}_{3} + {\mathrm{SO}}_{2}\uparrow  + {\mathrm{SO}}_{3}\uparrow $$;

$$ 4{\mathrm{FeSO}}_{4} \stackrel{\mathrm{t}°\mathrm{C}}{\to }  2{\mathrm{Fe}}_{2}{\mathrm{O}}_{3} + 4{\mathrm{SO}}_{2}\uparrow   + {\mathrm{O}}_{2}\uparrow $$;

$$ ({\mathrm{NH}}_{4}{)}_{2}{\mathrm{Cr}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}  \stackrel{\mathrm{t}°\mathrm{C}}{\to } {\mathrm{Cr}}_{2}{\mathrm{O}}_{3} + {\mathrm{N}}_{2}\uparrow + 4{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$$;

$$ 2{\mathrm{KClO}}_{3}  \stackrel{150-300°\mathrm{C}, {\mathrm{MnO}}_{2}}{\to } 2\mathrm{KCl} + 3{\mathrm{O}}_{2}\uparrow $$;

$$ 4{\mathrm{KClO}}_{3} \stackrel{400°\mathrm{C}}{\to }  3{\mathrm{KClO}}_{4} + \mathrm{KCl}$$.

Взаимодействие растворов или расплавов солей менее активных металлов с более активными металлами:

`"Cu" + 2"AgNO"_3 -> 2"Ag"darr + "Cu(NO"_3)_2`.

Взаимодействие соли с кислотой, в результате которого образуется нерастворимое или летучее вещество:

`"AgNO"_3 + "HBr" → "AgBr"↓ + "HNO"_3`;

`"FeS" + 2"HCl" → "H"_2"S"↑ + "FeCl"_2`.

Взаимодействие раствора соли со щелочью, в результате которого образуется нерастворимое вещество:

`"CuCl"_2 + "KOH" → "Cu(OH)"_2 ↓+ 2"KCl"`;

`"Na"_2"CO"_3 + "Ca(OH)"_2 → "CaCO"_3↓ + 2"NaOH"`.

Взаимодействие растворов солей друг с другом, в результате которого образуется нерастворимое вещество:

`"Na"_2"CO"_3 + "Ba(NO"_3)_2 → "BaCO"_3 ↓+ 2"NaNO"_3`.

Участие в ОВР:

`2"FeCl"_2 + "Cl"_2 → 2"FeCl"_3`;

`2"NaNO"_2 + "O"_2 → 2"NaNO"_3`;

`"Na"_2"SO"_3 +  "H"_2"O" + "Cl"_2 → "Na"_2"SO"_4 +  2"HCl"`.

Гидролиз некоторых солей:

$$ {\mathrm{MgCl}}_{2} + {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O} \rightleftarrows   \mathrm{MgOHCl} + \mathrm{HCl}$$;

$$ {\mathrm{Na}}_{2}{\mathrm{CO}}_{3} + {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O} \rightleftarrows   {\mathrm{NaHCO}}_{3} + \mathrm{NaOH}$$.

При нагревании многие кислые соли разлагаются:

$$ 2{\mathrm{NaHCO}}_{3} \stackrel{\mathrm{t}°\mathrm{C}}{\to }  {\mathrm{Na}}_{2}{\mathrm{CO}}_{3} + {\mathrm{CO}}_{2}\uparrow  + {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$$;

$$ \mathrm{Ca}({\mathrm{HCO}}_{3}{)}_{2}  \stackrel{\mathrm{t}°\mathrm{C}}{\to }  {\mathrm{CaCO}}_{3}\downarrow + {\mathrm{CO}}_{2}\uparrow  + {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$$.

Генетической

называется связь между веществами разных классов соединений, основанная на их взаимных превращениях и отражающая единство их происхождения.

Генетическая связь может быть отражена в генетических рядах.

Генетический ряд состоит из веществ, которые образованы одним химическим элементом, принадлежат к разным классам  соединений и связаны взаимными превращениями.

В приведённой ниже таблице обобщены рассмотренные выше химические свойства важнейших классов неорганических соединений.

Реагент Основной оксид Амфотерный оксид Кислотный оксид Щелочь Амфотерный гидроксид Кислота Соль `"H"_2"O"`
Основной оксид `-` соль соль `-` соль `+` `"H"_2"O"` соль `+` `"H"_2"O"` `-` щелочь
Амфотерный оксид соль `-` соль соль `+` `"H"_2"O"` `-` соль `+` `"H"_2"O"` `-` `-`
Кислотный оксид соль соль `-` соль `+` `"H"_2"O"` соль `+` `"H"_2"O"` `-` `-` кислота
Щелочь `-` соль `+` `"H"_2"O"` соль `+` `"H"_2"O"` `-` соль `+` `"H"_2"O"` соль `+` `"H"_2"O"` соль `+` основание

дис-

социация

Амфотерный гидроксид соль `+` `"H"_2"O"` `-` соль `+` `"H"_2"O"` соль `+` `"H"_2"O"` `-` соль `+` `"H"_2"O"` `-`
Кислота соль `+` `"H"_2"O"` соль `+` `"H"_2"O"` `-` соль `+` `"H"_2"O"` соль `+` `"H"_2"O"` `-` соль `+` кислота

дис-

социация

Соль `-` `-` `-` соль `+` основание `-` соль `+` кислота соль `+` соль гидролиз