Как составить растворимую соль

Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:

Классификация неорганических веществ

Соли – это сложные вещества, которые состоят из катионов металлов и анионов кислотных остатков.

Классификация солей

Получение солей

1. Соли можно получить взаимодействием кислотных оксидов с основными. 

кислотный оксид + основный оксид = соль

Например, оксид серы (VI) реагирует с оксидом натрия с образованием сульфата натрия:

SO₃  +  Na₂O  →  Na₂SO₄

2. Взаимодействие кислот с основаниями и амфотерными гидроксидами. При этом щелочи взаимодействуют с любыми кислотами: и сильными, и слабыми. 

Щелочь + любая кислота = соль + вода

Например, гидроксид натрия реагирует с соляной кислотой:

HCl  +  NaOH → NaCl  +  H₂O

При взаимодействии щелочей с избытком многоосновной кислоты образуются кислые соли.

Например, гидроксид калия взаимодействует с избытком фосфорной кислоты с образованием гидрофосфата калия или дигидрофосфата калия:

H₃PO₄  +  KOH  →  KH₂PO₄  +  H₂O

H₃PO₄  +  2KOH  →  K₂HPO₄  +  2H₂O

Нерастворимые основания реагируют только с растворимыми кислотами.

Нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода

Например, гидроксид меди (II) реагирует с серной кислотой:

H₂SO₄  +  Cu(OH)₂ → CuSO₄  +  2H₂O

Все амфотерные гидроксиды — нерастворимые. Следовательно, они ведут себя как нерастворимые основания при взаимодействии с кислотами:

Амфотерный гидроксид + растворимая кислота = соль + вода

Например, гидроксид цинка (II) реагирует с соляной кислотой:

2HCl  +  Zn(OH)₂ → ZnCl₂  +  2H₂O

Также соли образуются при взаимодействии аммиака с кислотами (аммиак проявляет основные свойства).

Аммиак + кислота = соль

Например, аммиак реагирует с соляной кислотой:

NH₃  +  HCl → NH₄Cl

3. Взаимодействие кислот с основными оксидами и амфотерными оксидами. При этом растворимые кислоты  взаимодействуют с любыми основными оксидами.

Растворимая кислота + основный оксид = соль + вода

Растворимая кислота + амфотерный оксид = соль + вода

Например, соляная кислота реагирует с оксидом меди (II):

2HCl  +  CuO   →  CuCl₂  +  H₂O

4. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами. Сильные основания взаимодействуют с любыми кислотными оксидами.

Щёлочь + кислотный оксид → соль + вода

Например, гидроксид натрия взаимодействует с углекислым газом с образованием карбоната натрия:

2NaOH  +  CO₂  →  Na₂CO₃  +  H₂O

При взаимодействии щелочей с избытком кислотных оксидов, которым соответствуют многоосноосновные кислоты, образуются кислые соли.

Например, при взаимодействии гидроксида натрия с избытком углекислого газа образуется гидрокарбонат натрия:

NaOH  +  CO₂  →  NaHCO₃

Нерастворимые основания взаимодействуют только с кислотными оксидами сильных кислот.

Например, гидроксид меди (II) взаимодействует с оксидом серы (VI), но не вступает в реакцию с углекислым газом:

Cu(OH)₂  +  CO₂  ≠  

Cu(OH)₂  +  SO₃  →  CuSO₄  +  H₂O  

5. Соли образуются при взаимодействии кислот с солями. Нерастворимые соли взаимодействуют только с более сильными кислотами (более сильная кислота вытесняет менее сильную кислоту из соли). Растворимые соли взаимодействуют с растворимыми кислотами, если в продуктах реакции есть осадок, газ или вода или слабый электролит.

Например: карбонат кальция CaCO₃  (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.

CaCO₃ + H₂SO₄  →  CaSO₄ + 2H₂O + CO₂

Силикат натрия (растворимая соль кремниевой кислоты) взаимодействует с соляной кислотой, т.к. в ходе реакции образуется нерастворимая кремниевая кислота:

Na₂SiO₃ + 2HCl  →  H₂SiO₃↓ + 2NaCl

6. Соли можно получить окислением оксидов, других солей, металлов и неметаллов (в щелочной среде) в водном растворе кислородом или другими окислителями.

Например, кислород  окисляет сульфит натрия до сульфата натрия:

2Na₂SO₃  + O₂  →  2Na₂SO₄

7. Еще один способ получения солей — взаимодействие металлов с неметаллами. Таким способом можно получить только соли бескислородных кислот.

Например, сера взаимодействует с кальцием с образованием сульфида кальция:

Ca  + S  →  CaS

8. Соли образуются при растворении металлов в кислотах. Минеральные кислоты и кислоты-окислители (азотная кислота, серная концентрированная кислота) реагируют с металлами по-разному.

Кислоты-окислители реагируют с металлами с образованием продуктов восстановления азота и серы. Водород в таких реакциях не выделяется! 

Минеральные кислоты реагируют по схеме: 

металл + кислота → соль + водород

При этом с кислотами реагируют только металлы, расположенные в ряду активности левее водорода. А образуется соль металла с минимальной степенью окисления.

Например, железо растворяется в соляной кислоте с образованием хлорида железа (II):

Fe + 2HCl → FeCl₂  + H₂

9. Соли образуются при взаимодействии щелочей с металлами в растворе и расплаве. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, в растворе образуется комплексная соль и водород, в расплаве — средняя соль и водород.

! Обратите внимание! С щелочами в растворе реагируют только те металлы, у которых оксид с минимальной положительной степенью окисления металла амфотерный!

Например, железо не реагирует с раствором щёлочи, оксид железа (II) — основный. А алюминий растворяется в водном растворе щелочи, оксид алюминия — амфотерный:

2Al + 2NaOH + 6H₂⁺O = 2Na[Al⁺³(OH)₄] + 3H₂⁰

10. Соли образуются при взаимодействии щелочей с неметаллами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Как правило, неметаллы диспропорционируют в щелочах. Не реагируют с щелочами кислород, водород, азот, углерод и инертные газы (гелий, неон, аргон и др.):

NaOH +О₂ ≠

NaOH +N₂ ≠

NaOH +C ≠

Сера, хлор, бром, йод, фосфор и другие неметаллы диспропорционируют в щелочах (т.е. самоокисляются-самовосстанавливаются).

Например, хлор при взаимодействии с холодной щелочью переходит в степени окисления -1 и +1:

2NaOH + Cl₂⁰ = NaCl^— + NaOCl⁺ + H₂O

Хлор при взаимодействии с горячей щелочью переходит в степени окисления -1 и +5:

6NaOH + Cl₂⁰ = 5NaCl^— + NaCl⁺⁵O₃ + 3H₂O

Кремний окисляется щелочами до степени окисления +4.

Например, в растворе:

2NaOH + Si⁰ + H₂⁺O= Na₂Si⁺⁴O₃ + 2H₂⁰

Фтор окисляет щёлочи:

2F₂⁰ + 4NaO^-2H = O₂⁰ + 4NaF^— + 2H₂O

Более подробно про эти реакции можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.

11. Соли образуются при взаимодействии солей с неметалами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Один из примеров таких реакций — взаимодействие галогенидов металлов с другими галогенами. При этом более активный галоген вытесняет менее активный из соли.

Например, хлор взаимодействует с бромидом калия:

2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂ 

Но не реагирует с фторидом калия:

KF +Cl₂ ≠

Химические свойства солей

1. В водных растворах соли диссоциируют на катионы металлов Ме⁺ и анионы кислотных остатков. При этом растворимые соли диссоциируют почти полностью, а нерастворимые соли практически не диссоциируют, либо диссоциируют только частично.

Например, хлорид кальция диссоциирует почти полностью:

CaCl₂  →  Ca²⁺  +  2Cl^–

Кислые и основные соли диссоциируют cтупенчато. При диссоциации кислых солей сначала разрываются ионные связи металла с кислотными остатком, затем диссоциирует кислотный остаток кислой соли на катионы водорода и анион кислотного остатка.

Например, гидрокарбонат натрия диссоциирует в две ступени:

 NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃^–

HCO₃^–  → H⁺ +  CO₃^2–

Основные соли также диссоциируют ступенчато.

Например, гидроксокарбонат меди (II) диссоциирует в две ступени:

 (CuOH)₂CO₃ → 2CuOH⁺ + CO₃^2–

CuOH⁺ → Cu²⁺ +  OH^–

Двойные соли диссоциируют в одну ступень.

Например, сульфат алюминия-калия диссоциирует в одну ступень:

 KAl(SO₄)₂ → K⁺ + Al³⁺ + 2SO₄^2–

Смешанные соли диссоциируют также одноступенчато.

Например, хлорид-гипохлорит кальция диссоциирует в одну ступень:

 CaCl(OCl) → Ca²⁺ + Cl^— + ClO^–

Комплексные соли диссоциируют на комплексный ион и ионы внешней сферы.

Например, тетрагидроксоалюминат калия распадается на ионы калия и тетрагидроксоалюминат-ион:

 K[Al(OH)₄] → K⁺ + [Al(OH)₄]^–

2. Соли взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами. При этом менее летучие оксиды вытесняют более летучие при сплавлении. 

соль₁ + амфотерный оксид = соль₂ + кислотный оксид

соль₁ + твердый кислотный оксид = соль₂ + кислотный оксид

соль + основный оксид ≠ 

Например, карбонат калия взаимодействует с оксидом кремния (IV)  с образованием силиката калия и углекислого газа:

K₂CO₃ + SiO₂ → K₂SiO₃ + CO₂↑

Карбонат калия также взаимодействует с оксидом алюминия  с образованием алюмината калия и углекислого газа:

K₂CO₃ + Al₂O₃ → 2KAlO₂ + CO₂↑

3. Соли взаимодействуют с кислотами. Закономерности взаимодействия кислот с солями уже рассмотрены в данной статье в разделе «Получение солей».

4. Растворимые соли взаимодействуют с щелочами. Реакция возможна, только если образуется газ, осадок, вода или слабый электролит, поэтому с щелочами взаимодействуют, как правило, соли тяжелых металлов или соли аммония.

Растворимая соль + щелочь  = соль₂ + основание

Например, сульфат меди (II) взаимодействует с гидроксидом калия, т.к. образуется осадок гидроксида меди (II):

CuSO₄ + 2KOH  →  Cu(OH)₂ + K₂SO₄

Хлорид аммония взаимодействует с гидроксидом натрия:

(NH₄)₂SO₄ + 2KOH  →  2NH₃↑ + 2H₂O + K₂SO₄

Кислые соли взаимодействуют с щелочами с образованием средних солей.

Кислая соль + щелочь  = средняя соль + вода

Например, гидрокарбонат калия взаимодействует с гидроксидом калия:

KHCO₃ + KOH  →  K₂CO₃ + H₂O

5. Растворимые соли взаимодействуют с солями. Реакция возможна, только если обе соли растворимые, и в результате реакции образуется осадок.

Растворимая соль₁ + растворимая соль₂ = соль₃ + соль₄

Растворимая соль + нерастворимая соль ≠ 

Например, сульфат меди (II) взаимодействует с хлоридом бария, т.к. образуется осадок сульфата бария:

CuSO₄ + BaCl₂  →  BaSO₄↓+ CuCl₂

Некоторые кислые соли взаимодействуют с кислыми солями более слабых кислот. При этом более сильные кислоты вытесняют более слабые:

Кислая соль₁ + кислая соль₂ = соль₃ + кислота

Например, гидрокарбонат калия взаимодействует с гидросульфатом калия:

KHSO₄ + KHCO₃ = H₂O + CO₂↑ + K₂SO₄

Некоторые кислые соли могут реагировать со своими средними солями. 

Например, фосфат калия взаимодействует с дигидрофосфатом калия с образованием гидрофосфата калия:

K₃PO₄ + KH₂PO₄ = 2K₂HPO₄

6. Cоли взаимодействуют с металлами. Более активные металлы (расположенные левее в ряду активности металлов) вытесняют из солей менее активные. 

Например, железо вытесняет медь из раствора сульфата меди (II):

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

А вот серебро вытеснить медь не сможет:

CuSO₄ + Ag ≠ 

Соль₁ + металл₁ = соль₂ + металл₂

Обратите внимание! Если реакция протекает в растворе, то добавляемый металл не должен реагировать с водой в растворе. Если мы добавляем в раствор соли щелочной или щелочноземельный металл, то этот металл будет реагировать  преимущественно с водой, а с солью будет реагировать незначительно.

Например, при добавлении натрия в раствор хлорида цинка натрий будет взаимодействовать с водой: 

2H₂O + 2Na = 2NaOH + H₂

Образующийся гидроксид натрия, конечно, будет реагировать с хлоридом цинка:

ZnCl₂ + 2NaOH = 2NaCl + Zn(OH)₂

Но сам-то натрий с хлоридом цинка, таким образом, взаимодействовать напрямую не будет!

ZnCl_2(р-р) + Na ≠ 

А вот в расплаве эта реакция при определенных условиях уже может протекать, так как в расплаве никакой воды нет.  

ZnCl_2(р-в) + 2Na = 2NaCl + Zn

И еще один нюанс. Чтобы получить расплав, соль необходимо нагреть. Но многие соли при нагревании разлагаются.  И реагировать с металлом, естественно, при этом не могут. Таким образом, реагировать с металлами в расплаве могут только те соли, которые не разлагаются при нагревании. А разлагаются при нагревании почти все нитраты, нерастворимые карбонаты и некоторые другие соли.

Например, нитрат меди (II) в расплаве не реагирует с железом, так как при нагревании нитрат меди разлагается: 

2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂

Образующийся оксид меди, конечно, будет реагировать с железом:

CuO + Fe = FeO + Cu

Но сам-то нитрат меди, получается, с железом реагировать напрямую не будет!

Cu(NO₃)_{2, (расплав)} + Fe ≠ 

При добавлении меди (Cu) в раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO₃) произойдет химическая реакция:

2AgNO₃ + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2Ag

При добавлении железа (Fe) в  раствор соли меди (CuSO₄) на железном гвозде появился розовый налет металлической меди:

CuSO₄  + Fe = FeSO₄ + Cu

При добавлении цинка в раствор нитрата свинца (II) на цинке образуется слой металлического свинца:

Pb(NO₃)₂  + Zn = Pb + Zn (NO₃)₂

7. Некоторые соли при нагревании разлагаются. 

Соли, в составе которых есть сильные окислители, разлагаются с окислительно-восстановительной реакцией. К таким солям относятся:

• Нитрат, дихромат, нитрит аммония:

NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

(NH₄)₂Cr₂O₇  → N₂ + 4H₂O + Cr₂O₃

• Все нитраты:

2AgNO₃ → 2Ag +2NO₂ + O₂

• Галогениды серебра (кроме AgF):

2AgCl  → 2Ag + Cl₂

Некоторые соли разлагаются без изменения степени окисления элементов. К ним относятся:

• Карбонаты и гидрокарбонаты:

MgСO₃ → MgO + СО₂

2NaНСО₃ → Na₂СО₃ + СО₂ + Н₂О

• Карбонат, сульфат, сульфит, сульфид, хлорид, фосфат аммония:

NH₄Cl → NH₃ + HCl

(NH₄)₂CO₃ → 2NH₃ + CO₂ + H₂O

(NH₄)₂SO₄ → NH₄HSO₄ + NH₃

7. Соли проявляют восстановительные свойства. Как правило, восстановительные свойства проявляют либо соли, содержащие неметаллы с низшей степенью окисления, либо соли, содержащие неметаллы или металлы с промежуточной степенью окисления.

Например, йодид калия окисляется хлоридом меди (II):

4KI^— + 2Cu⁺² Cl2 → 4KCl  +  2Cu⁺l + I₂⁰

8. Соли проявляют и окислительные свойства. Как правило, окислительные свойства проявляют соли, содержащие атомы металлов или неметаллов с высшей или промежуточной степенью окисления. Окислительные свойства некоторых солей рассмотрены в статье Окислительно-восстановительные реакции.

Ответ:

Объяснение:

Получение растворимых солей:

Na + S = Na2S

Na2O + H2SO4 = Na2SO4 + H2O

NaOH + HBr = NaBr + H2O

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Получение нерастворимых солей:

Ba + H2SO4 = BaSO4 + H2

BaO + H2SO4 = BaSO4 + H2O

Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4 + 2H2O

FeSO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4 + Fe(NO3)2

BaO + SO3 = BaSO4

Ba(OH)2 + SO3 = BaSO4 + H2O

Тема №12 «Соли»

Оглавление

Номенклатура солей

Определение солей в рамках теории диссоциации. Соли принято делить на три группы: средние, кислые и основные. В средних солях все атомы водорода соответствую­щей кислоты замещены на атомы металла, в кислых солях они заме­щены только 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 • MgCO₃ (доломит), КСl • NaCl (сильвинит), KAl(SO₄)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[Fe(CN)₆] (желтая кровяная соль), K₃[Fe(CN)₆] (красная кровяная соль), Na[Al(OH)₄], [Ag(NH₃)₂]Cl; гидратные соли (кристаллогидраты), в которых содержатся молекулы кристаллизационной воды: CuSO₄ • 5H₂O(медный купорос), Na₂SO₄ • 10Н₂О (глауберова соль).

Название солей образуют из названия аниона, за которым следу­ет название катиона.

Для солей бескислородных кислот к названию неметалла добавля­ют суффикс ид, например хлорид натрия NaCl, сульфид железа(Н) FeS и др.

При наименовании солей кислородсодержащих кислот к латинскому корню названия элемента добавляют в случае высших степеней окисле­ния окончание —am, в случае низших степеней окисления окончание -ит. В названиях некоторых кислот для обозначения низших степеней окисле­ния неметалла используют приставку гипо-, для солей хлорной и марган­цовой кислот используют приставку пер-, например: карбонат кальция СаСО₃, сульфат железа(III) Fe₂(SO₄)₃, сульфит железа(II) FeSO₃, гипо­хлорит калия КОСl, хлорит калия КОСl₂, хлорат калия КОСl₃, перхлорат калия КОСl₄, перманганат калия КМnO₄, дихромат калия К₂Сг₂O₇.

Кислые и основные соли можно рассматривать как продукт непол­ного превращения кислот и оснований. По международной номен­клатуре атом водорода, входящий в состав кислой соли, обозначают приставкой гидро-, группу ОН — приставкой гидрокси, NaHS — ги­дросульфид натрия, NaHSO₃ — гидросульфит натрия, Mg(OH)Cl — гидроксихлорид магния, Аl(ОН)₂Сl — дигидроксихлорид алюминия.

В названиях комплексных ионов сначала указывают лиганды, за­вершают названием металла с указанием соответствующей степени окисления (римскими цифрами в скобках). В названиях комплекс­ных катионов используют русские названия металлов, например: [Cu(NH₃)₄]Cl₂ — хлорид тетраамминмеди(П), [Ag(NH₃)₂]₂SO₄ — суль­фат диамминсеребра(1). В названиях комплексных анионов исполь­зуют латинские названия металлов с суффиксом -ат, например: К[Аl(ОН)₄] — тетрагидроксиалюминат калия, Na[Cr(OH)₄] — тетра- гидроксихромат натрия, K₄[Fe(CN)₆] — гексацианоферрат(Н) калия.

Названия гидратных солеи (кристаллогридратов) образуют­ся двумя способами. Можно воспользоваться системой названий комплексных катионов, описанной выше; например, медный купо­рос [Cu(H₂O)₄]SO₄ • Н₂0 (или CuSO₄ • 5Н₂O) можно назвать сульфат тетрааквамеди(П). Однако для наиболее известных гидратных со­лей чаще всего число молекул воды (степень гидратации) указывают численной приставкой к слову «гидрат», например: CuSO₄ • 5Н₂O — пентагидрат сульфата меди(И), Na₂SO₄ • 10Н₂О — декагидрат суль­фата натрия, СаСl₂ • 2Н₂O — дигидрат хлорида кальция.

Номенклатура солей

Растворимость солей

По растворимости в воде соли делятся на раствори­мые (Р), нерастворимые (Н) и малорастворимые (М). Для определения растворимости солей пользуются таблицей растворимости кислот, осно­ваний и солей в воде. Если таблицы под рукой нет, то можно воспользоваться правилами. Их легко запомнить.

1. Растворимы все соли азотной кислоты — ни­траты.

4. Растворимы соли натрия и калия.

5. Не растворяются все фосфаты, карбонаты, си­ликаты и сульфиды, кроме солей Na + и K + .

Классификация солей

Из всех химических соединений соли являют­ся наиболее многочисленным классом веществ. Это твердые вещества, они отличаются друг от друга по цвету и растворимости в воде. В начале XIX в. шведский химик И. Берцелиус сформулировал определение солей как продуктов реакций кислот с основаниями или соединений, полученных заменой атомов водорода в кислоте металлом. По этому признаку различают соли сред­ние, кислые и основные. Средние, или нормальные, соли — это продукты полного замещения атомов водорода в кислоте на металл.

Диссоциируют такие соли на катионы металла и анионы кислотного остатка:

Кислые соли — это продукты неполного заме­щения атомов водорода в кислоте на металл. К кислым солям относят, например, питьевую соду NaHCO₃, которая состоит из катиона метал­ла Na + и кислотного однозарядного остатка HCO₃ — . Для кислой кальциевой соли формула записывает­ся так: Ca(HCO₃)_2. Названия этих солей складываются из названий средних солей с прибавлением приставки гидро-, например:

Диссоциируют кислые соли следующим обра­зом:

Основные соли — это продукты неполного за­мещения гидроксогрупп в основании на кислотный остаток. Например, к таким солям относится знамени­тый малахит (CuOH)₂CO₃, о котором вы читали в произведениях П. Бажова. Он состоит из двух основных катионов CuOH + и двухзарядного аниона кислотного остатка CO₃ 2- . Катион CuOH + имеет заряд +1, поэтому в моле­куле два таких катиона и один двухзарядный ани­он CO₃ 2- объединены в электронейтральную соль.

Названия таких солей будут такими же, как и у нормальных солей, но с прибавлением при­ставки гидроксо-, (CuOH)₂CO₃ — гидроксокарбонат меди (II) или AlOHCl₂ — гидроксохлорид алюми­ния. Большинство основных солей нерастворимы или малорастворимы.

Последние диссоциируют так:

Классификация солей

Свойства солей

Типичные реакции солей:

Схема взаимопревращения солей

Первые две реакции обмена были подробно рас­смотрены ранее.

Третья реакция также является реакцией обме­на. Она протекает между растворами солей и со­провождается образованием осадка, например:

Четвертая реакция солей связана с положением металла в электрохимическом ряду напряжений металлов (см. «Электрохимический ряд напряже­ний металлов»). Каждый металл вытесняет из растворов солей все другие металлы, располо­женные правее его в ряду напряжений. Это соблю­дается при выполнении следующих условий:

1) обе соли (и реагирующая, и образующаяся в ре­зультате реакции) должны быть растворимыми;

2) металлы не должны взаимодействовать с водой, поэтому металлы главных подгрупп I и II групп (для последней начиная с Са) не вытесняют дру­гие металлы из растворов солей.

Химические свойства солей Химические свойства средний солей

Способы получения солей

Способы получения и химические свойства солей. Соли могут быть получены из неорганических соединений практически любо­го класса. Наряду с этими спо­собами соли бескислородных кислот могут быть получены при не­посредственном взаимодействии металла и неметалла (Cl, S ит. 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.

Источник

Способы получения растворимых солей

** §8.8 Соли. Получение и химические свойства.

Рассмотрим важнейшие способы получения солей.

1. Реакция нейтрализации . Этот способ уже неоднократно встречался в предыдущих параграфах. Растворы кислоты и основания смешивают (осторожно!) в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль. Например:

H 2 SO 4

K 2 SO 4

сульфат калия

2 . Реакция кислот с основными оксидами . Этот способ получения солей упоминался в параграфе 8-3. Фактически, это вариант реакции нейтрализации. Например:

H 2 SO 4

сульфат меди

3 . Реакция оснований с кислотными оксидами (см. параграф 8.2). Это также вариант реакции нейтрализации:

карбонат кальция

Если пропускать в раствор избыток СО 2 , то получается избыток угольной кислоты и нерастворимый карбонат кальция превращается в растворимую кислую соль – гидрокарбонат кальция Са(НСО 3 ) 2 :

СаСО 3 + Н 2 СО 3 = Са(НСО 3 ) 2 (раствор)

4 . Реакция основных и кислотных оксидов между собой :

сульфат кальция

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

CuS↓ (осадок)

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:

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:

AgCl↓ (осадок)

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 . В способах 1 – 7 мы 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 (таблица 8-3), вытесняют из кислот водород и сами соединяются с ними, образуя соли:

H 2 SO 4 (разб.)

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»:

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:

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:

Hg 2+ SO 4

Sn 2+ SO 4

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 левее , являются более активными. Нетрудно заметить, что это те же реакции металлов с солями (см. пункт 10 предыдущего раздела).

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:

Na 2 S –2

2 NaBr –1

соль сероводородной кислоты

H 2 O 2 –1

H 2 SO 4

K 2 SO 4

2 H 2 O –2

соль иодоводородной кислоты

2 KMn +7 O 4

16 HCl –1

5 Cl 2 0

2 Mn +2 Cl 2

соль марганцовой кислоты

хлорид марганца

2 Pb(N +5 O 3 –2 ) 2

4 N +4 O 2

соль азотной кислоты

при нагревании

2 . Обменные реакции солей .

Такие реакции могут происходить в растворах, когда соли реагируют: а) с кислотами, б) с щелочами, в) с другими солями. Например:

а) CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ (осадок) + H 2 SO 4

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ (осадок) + HNO 3

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

CuSO 4 + 2 KOH = Cu(OH) 2 ↓ (осадок) + K 2 SO 4

в) BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ (осадок) + 2 KCl

CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ (осадок) + 2 NaCl

Некоторые из этих реакций уже встречались в опытах из первой части параграфа.

Во всех случаях один из продуктов обменной реакции обязательно должен покидать реакционную смесь в виде осадка или газообразного вещества. Либо должно получаться прочное соединение, не распадающееся в растворе на ионы (например, вода в реакции нейтрализации). Если эти условия не выполняется, то при смешивании реагентов в лучшем случае образуется смесь не реагирующих между собой ионов — реакция не идет.

8.27 (ФМШ). Продолжите уравнения реакций и уравняйте их. Если есть продукты, выпадающие в осадок или выделяющиеся в виде газа, поставьте после них стрелку вниз или вверх.

1) AgNO 3 + FeCl 3 =

2) Pb(NO 3 ) 2 + K 2 S =

3) Ba(NO 3 ) 2 + Al 2 (SO 4 ) 3 =

4) CaCl 2 + Na 3 PO 4 =

6) (NH 4 ) 2 SO 4 + KOH =

7) K 2 CO 3 + H 2 SO 4 =

Ba(HCO 3 ) 2 + H 2 SO 4 =

9) Al 2 O 3 + KOH (избыток) =

11) NaHCO 3 + HCl =

12) NaHCO 3 + NaOH =

13) [Cu(OH)] 2 SO 4 + KOH =

14) [Cu(OH)] 2 SO 4 + H 2 SO 4 =

17) K 2 S + HNO 3 = кислая соль + .

18) Mg(OH) 2 + H 2 SO 4 = основная соль + .

Источник

Содержание:

Понятие о солях:

В предыдущем параграфе продукты замещения атомов водорода атомами металла имели формулы 

Для этого разделим каждую формулу черточкой на две части:

Легко заметить, что первая составная часть формулы представлена металлическими элементами, а вторая — кислотными остатками. Кроме рассмотренных примеров, существует много веществ, формулы которых содержат металлические и кислотные остатки. Все они относятся к классу соединений, который получил название соли.

Соли — это сложные вещества, образованные атомами металлов и кислотными остатками

В отличие от кислот, представители класса солей имеют немолекулярное строение, их структурными частями являются ионы — катионы металлов и анионы кислотных остатков.

Формулу солей в общем виде можно записать так:

Номенклатура солей

Номенклатура солей (речь пойдет о так называемых средних солях, которые соответствуют приведенной общей формуле и являются продуктами полного замещения атомов водорода в кислоте). Название солей состоит из двух слов: названия металлического элемента и названия кислотного остатка в именительном падеже, например  — хлорид натрия.

Если металл имеет переменную валентность, ее указывают в круглых скобках после его символа без интервала, например:  — сульфат железа

Кроме современных названий солей, которые отвечают указанным правилам, за некоторыми солями сохранились исторические названия, например:  — поваренная соль.

Определение валентности металлов в формулах солей и составление формул солей по валентности. Определяя валентность металла в формуле соли или составляя формулы солей, придерживаются общего правила, как при определении валентности элементов в бинарных соединениях и составлении их формул.

Сумма единиц валентности одной части формулы соли (атомов металла) равна сумме единиц валентности второй ее части (кислотного остатка).

Пример №

Определить валентность хрома в солях, формулы которых:  и назвать их.

Решение

Обе соли содержат двухвалентный кислотный остаток серной кислоты.

Сумма единиц валентности кислотного остатка в первой формуле равна 2. Такой же должна быть и сумма валентностей атомов хрома. Поскольку атом хрома в этой формуле один, то обе валентности принадлежат ему. Следовательно, хром в формуле  двухвалентен.

Во второй формуле кислотных остатков — три. Поэтому сумма единиц их валентностей составляет  Атомов хрома в этой формуле два, а сумма единиц их валентностей также равна 6. Значит, валентность одного атома хрома в соединении составляет 

Ответ: 

Пример №

Составить формулу нитрата алюминия.

Решение

1. Записываем символы металла и кислотного остатка: 

2. Над металлом и кислотным остатком проставляем валентность:

3. Для единиц валентности металла и кислотного остатка находим наименьшее общее кратное: это число 3.

4. Делением общего кратного 3 на валентность металла и кислотного остатка находим индексы:

а)  (индекс алюминия);

б)  (индекс кислотного остатка).

Полученные индексы вписываем в формулу нитрата алюминия: 

Ответ: 

Из общей формулы солей следует, что индекс металла совпадает с валентностью кислотного остатка, а индекс кислотного остатка — с валентностью металла. Однако, как и у оксидов, в формулах кислот четных индексов нет. Поэтому при составлении формул кислот по валентности проводят сокращение четных индексов.

Физические свойства солей

При нормальных условиях соли находятся только в твердом состоянии. Это тугоплавкие кристаллические вещества, поэтому, чтобы перевести их в жидкое состояние, а тем более в парообразное, нужны высокие температуры. Так, температура плавления сульфида бария равна 

По способности растворяться в воде соли делят на растворимые (хлорид натрия, нитрат калия), малорастворимые (сульфит магния, хлорид свинца и нерастворимые (карбонат кальция, сульфат бария). Информация о растворимости солей и кислот содержится в таблице растворимости этих соединений в воде (см. Приложение).

Соли — это вещества без запаха, разного вкуса. Может показаться, что класс веществ «Соли» получил такое название благодаря соленому вкусу его соединений. В действительности же с «чистым» соленым вкусом существует лишь одна соль, и вам она хорошо известна, это — хлорид натрия. Врачи предостерегают от избыточного употребления поваренной соли, однако в жизненно необходимых порциях хлорида натрия нуждается организм и человека, и животных. Она нужна для поддержания состава крови, а также вырабатывания желудочного сока. Физраствор, который используется для лечения больных,— ничто иное, как раствор хлорида натрия.

Соли бериллия — сладкие на вкус, соли магния — горькие, карбонат кальция (мел) — безвкусный. В большинстве своем соли имеют смешанный вкус — кисло-сладкий, горько-соленый.

Помните! В химическом кабинете соли ни в коем случае не пробуют на вкус!

Большинство солей белого цвета. Цвет перманганата калия  фиолетовый,хлорида железа — коричнево-красный, ортофосфата серебра  — желтый.

Внимательно рассмотрите образцы солей, которые учитель демонстрирует вам на урюке, и определите цвет и растворимость каждой из них.

Итоги:

• К классу солей относятся сложные вещества, образованные атомами металлов и кислотными остатками.
• В формулах солей сумма единиц валентности металла равна сумме единиц валентности кислотного остатка.
• Составляя формулу соли, необходимо знать валентность металла и кислотного остатка.
• По современной номенклатуре, названия солей образуют из названия металла и названия кислотного остатка и проставляют валентность металлов, у которых она имеет несколько значений.

Наиболее распространенной из солей угольной кислоты является карбонат кальция  Кроме того, что эта соль — основная составляющая мрамора, мела, известняка, доломита, существует также несколько необычная форма нахождения ее в природе — из карбоната кальция и незначительного количества других веществ в теле некоторых моллюсков формируются жемчужины. Это округлые, гладкие, с перламутровым отблеском образования, в состав которых входит 86—90 % карбоната кальция, 6—12 % органического клейкого вещества конхиолина, выделяемого моллюском, когда в его раковину попадет посторонний предмет, и вода. Конхиолин крепко склеивает тоненькие пластинки карбоната кальция.

Жемчужина формируется в раковине моллюска вокруг раздражителей — чаще всего песчинок — и приблизительно за 12 лет вырастает величиной с горошину. Большие жемчужины правильной формы — чрезвычайная редкость.

Жемчуг издавна используют в качестве украшений. Особенно ценятся жемчужины правильной шарообразной формы. Они очень дорогостоящие: жемчужина диаметром 1 см стоит около 4000 долларов.

Средняя продолжительность хранения жемчужин составляет от 250 до 500 лет, после чего они теряют блеск и их легко измельчить в порошок.

Скелет других водных обитателей — коралловых полипов — по составу близок к жемчугу. Большие скопления коралловых полипов образуют коралловые рифы. В результате археологических раскопок обнаружилось, что люди издавна изготавливают украшения из кораллов (так называется скелет коралловых полипов). Благодаря несколько иному составу, чем у жемчужин, такие изделия сохраняются дольше. В зависимости от содержания органических веществ, кораллы бывают разного цвета: розовые, красные и даже черные. Изготовленные из таких кораллов украшения — ожерелья, серьги, кольца — считаются самыми дорогими. Владельцам кораллов нужно знать, что даже при легком нагревании эти драгоценности теряют свой цвет.

Что такое соли

К классу солей принадлежит соединение, которое мы употребляем ежедневно вместе с пищей. Это — поваренная соль Вам известно, что она состоит из ионов

Соль — соединение, в состав которого входят катионы металлического элемента и анионы кислотного остатка.

Ион кислотного остатка имеет отрицательный заряд; его значение совпадает со значением валентности этого остатка:

Формулы солей. Для солей, как и кислот, существуют две общие формулы — и Первой формуле соответствуют соли, которые содержат анионы кислотных остатков безоксигеновых кислот, а второй — соли, анионы которых происходят от оксиген-содержащих кислот.

Примеры формул солей

Для того чтобы составить формулу соли, необходимо знать заряды катиона и аниона, а также учитывать то, что соединение электро-нейтрально. Для выяснения значений зарядов ионов можно использовать таблицу, размещенную на форзаце 2 (так называемая таблица растворимости).

Составим формулу соли, которая содержит катионы и анионы В состав соли входят ионы, значения зарядов которых не одинаковы: 2 и 3. Наименьшее число, которое делится без остатка на 2 и 3, — число 6. Делим его на значения зарядов катиона (6 : 2 = 3) и аниона (6:3 = 2). Получаем количество этих ионов в формульной единице соединения, т. е. соответствующие индексы в химической формуле соли:

Графические формулы для солей, как и для других ионных соединений, не составляют.

Названия солей

Для каждой соли существует химическое название, а для некоторых солей — еще и тривиальные названия (табл. 2). Химическое название соли состоит из двух слов. Первое слово — название металлического элемента, а второе происходит от химического названия соответствующей кислоты.

Формулы и названия некоторых солей

Если элемент имеет переменную валентность, то ее значение указывают после названия элемента (табл. 2, рис. 12). Склоняется только второе слово химического названия соли.

Существуют соли, образованные только неметаллическими элементами. В их состав входят катионы аммония Примеры формул и названий таких соединений:

Два последних соединения применяют в качестве азотных удобрений.

Соли аммония происходят от основания (§ 11).

Распространенность в природе

В земной коре содержится много солей (рис. 13). В основном, это силикаты. Среди них встречаются и драгоценные камни: голубой топаз (алюминий силикат), золотистый циркон (цирконий силикат), бесцветный фенакит (бериллий силикат) и др.

Существует много залежей натрий хлорида NaCl (каменная соль), калий хлорида КС1, кальций карбоната СаС03 (мел, мрамор, известняк). Последнее соединение составляет основу ракушек, яичной скорлупы (рис. 14). Сульфиды и другие являются рудами; из них получают металлы.

Различные соли находятся в растворенном состоянии в гидросфере. В морской воде преобладают хлориды Натрия и Магния, а в пресной — соли Кальция и Магния (в основном карбонатной и сульфатной кислот).

Выводы:

Соль — ионное соединение, в состав которого входят катионы металлического элемента и анионы кислотного остатка. Для солей существуют общие формулы

Каждая соль имеет химическое название, а некоторые соли — еще и тривиальные названия. Соли очень распространены в природе.

Свойства и применение солей

Физические свойства солей: Соли, как и другие ионные соединения, при обычных условиях являются кристаллическими веществами. Они обычно имеют высокие температуры плавления:

Часть солей растворяется в воде, некоторые являются малорастворимыми (рис. 31), а остальные — нерастворимые. Соответствующая информация помещена в таблице растворимости (форзац 2).

Образование растворов солей часто сопровождается тепловыми эффектами. Например, при растворении натрий карбоната выделяется небольшое количество теплоты и раствор немного нагревается. А во время приготовления раствора натрий нитрата можно зафиксировать незначительное понижение температуры.

Лишь одна соль — натрий хлорид — имеет соленый вкус. Многие другие растворимые соли горькие, а соли Плюмбума и Бериллия сладкие, но чрезвычайно ядовитые. Определяя вкус различных солей, некоторые алхимики, вероятно, поплатились за это жизнью.

Соли по-разному влияют на растения, животных, человека. Среди них есть соединения, которые содержат необходимые для растений элементы; их применяют в качестве удобрений. А поваренную соль мы ежедневно употребляем вместе с пищей, чтобы пополнить ее запасы в организме (это соединение постоянно выводится из организма вместе с потом и мочой).

Химические свойства солей: Соли вступают в разнообразные реакции с простыми и сложными веществами.

Реакции с металлами

Соль в водном растворе может реагировать с металлом с образованием новой соли и другого металла (рис. 32). Часто говорят, что один металл «вытесняет» другой из раствора соли. Реакция происходит, если металл-реагент активнее, чем металл-продукт, т. е. находится в ряду активности слева от него (форзац 2):

 

Изучая основания и кислоты, вы узнали о реакциях этих соединений с солями. Кроме того, соли также могут взаимодействовать друг с другом. Все упомянутые реакции относят к реакциям обмена.

Реакции со щелочами

Реакция между солью и щелочью происходит лишь в растворе (нерастворимые соли со щелочами не взаимодействуют). Она возможна, если один из ее продуктов — основание или соль — выпадает в осадок (рис. 33):

Для прогнозирования возможности таких реакций используют таблицу растворимости (форзац 2).
 

Если к раствору купрум(II) сульфата добавить столько раствора щелочи, сколько необходимо для полного превращения соли в купрум(II) гидроксид, то после отстаивания над осадком увидим бесцветный раствор. Он будет содержать лишь натрий сульфат (ионы ).

Реакции с кислотами

Соль (как растворимая, так и нерастворимая) может взаимодействовать с кислотой с образованием новой соли и новой кислоты. Такие реакции часто сопровождаются выделением осадка (рис. 34) или газа 

но иногда остаются незаметными:

Случаи, в которых реакция между солью и кислотой возможна, указаны в §12(с. 81).

Реакции с другими солями

Взаимодействие между двумя солями происходит лишь в растворе (реагенты должны быть растворимыми в воде) с образованием двух новых солей. Реакция возможна, если один из ее продуктов выпадает в осадок (рис. 35), т. е. является нерастворимым или малорастворимым соединением.

Примеры реакций между двумя солями:

Термическое разложение солей

Оксиген-содержащие соли, образованные газообразными, летучими или неустойчивыми оксидами, при нагревании разлагаются. Продуктами этих реакций, как правило, являются два соответствующих оксида:

Нитраты, как и нитратная кислота, происходят от нитроген(V) оксида Однако при нагревании нитратов этот оксид не образуется, поскольку он термически неустойчив:

Соли щелочных элементов либо не разлагаются (карбонаты, сульфаты), либо их разложение происходит своеобразно. Некоторые из таких реакций используют в лаборатории для получения кислорода:

Изложенный материал обобщен в схеме 5.

1 — Так разлагаются нитраты металлических элементов от Магния до Купрума включительно (см. ряд активности металлов).

Применение солей

Многие соли применяются на практике. Натрий хлорид является сырьем для промышленного получения хлора, хлоридной кислоты, натрий гидроксида, соды. Это соединение незаменимо для приготовления пищи, консервирования. Хлорид, сульфат, нитрат Калия, фосфаты Кальция, некоторые другие соли применяют в качестве минеральных удобрений (рис. 36). Кальций карбонат в виде камня известняка используют в строительстве, а на заводах из него производят известь.

На основе искусственно полученной соли изготовляют зубную пасту. В школе пишут на доске мелом, а это — также кальций карбонат. Кальций сульфат (гипс) применяют в строительстве и медицине. Простым средством для мытья и чистки посуды, предметов домашнего обихода, смягчения воды перед стиркой является кальцинированная сода, или натрий карбонат. Кальцинированную соду вместе с мелом или известняком используют в производстве стекла.

Выводы:

Соли — ионные вещества. Они имеют высокие температуры плавления, различную растворимость в воде.

Соли взаимодействуют с металлами с образованием другой соли и другого металла. Такие реакции происходят, если металл-реагент более активный, чем металл-продукт (это определяют с помощью ряда активности металлов).

Соли вступают в реакции обмена со щелочами, кислотами, другими солями. Некоторые оксигенсодержащие соли при нагревании разлагаются на соответствующие оксиды. Многие соли используются на практике.

Кислые соли

Вы знаете, что при реакции кислоты со щелочью атомы Гидрогена каждой молекулы кислоты «заменяются» атомами (точнее — ионами) металлического элемента:

А возможна ли замена только части атомов Гидрогена в молекуле многоосновной кислоты? Да. В результате соответствующих реакций образуются так называемые кислые соли:

Кислые соли содержатся в растворенном состоянии в пресной воде. При ее кипячении эти соединения разлагаются

и на стенках сосуда образуется накипь — смесь карбонатов и

Кислые соли Кальция и ортофосфатной кислоты   составляют основу фосфорных удобрений — преципитата и суперфосфата соответственно. Кислая соль Натрия и карбонатной кислоты известна каждой домохозяйке, зто — питьевая (пищевая) сода (рис. 37).

Способы получения солей

Соли можно получать значительно большим количеством способов, чем оксиды, основания или кислоты.

Три способа получения солей предполагают проведение химических реакций с участием металлов.

Способ 1: металл + неметалл соль. Этим способом можно получать безоксиге-новые соли:

Способ 2: металл + кислота (раствор) соль + водород.

В такие реакции вступают сульфатная (в разбавленном растворе), хлоридная, некоторые другие кислоты и металлы, находящиеся в ряду активности слева от водорода:

Способ 3: металл 1 + соль 1 (в растворе) металл 2 + соль 2.

Вам известно, что такая реакция возможна, если металл 1 активнее металла 2, т. е. металл 1 находится в ряду активности слева от металла 2:

Несколько других способов получения солей предусматривают использование реакций между соединениями, которые проявляют основные и кислотные свойства (§ 9, 11 —13).

Способ 4: основание (амфотерный гидроксид) + кислота (амфотерный гидроксид)  соль + вода (рис. 42):

Способ 5: основный (амфотерный) оксид + кислотный (амфотерный) оксид соль:

Способ 6: основание + кислотный (амфотерный) оксид соль + вода:

Способ 7: кислота + основный (амфотерный) оксид соль + вода:

Соли также получают с помощью реакций обмена с участием солей (§ 14).

Способ 8: соль 1 + кислота 1 соль 2 + кислота 2:

Способ 9: соль 1 + щелочь соль 2 + основание:

Способ 10: соль 1 -I- соль 2 —> соль 3 + соль 4 (рис. 43):

Это интересно. Солис и некоторые другие до сих пор не получены.

Способы 5 и 6 непригодны для получения солей безоксигеновых кислот, поскольку эти кислоты не имеют кислотных оксидов.

Выбирая способы 8—10, учитывают то, что реакция обмена возможна в случае образования осадка, газа или слабой кислоты (§11, 12, 14).

Вышеизложенное обобщено в схеме 9.

Пример №

Предложить максимальное количество способов получения магний сульфата

Решение

Магний сульфат — оксигенсодержащая соль. Поэтому способ 1 для получения соединения не подходит.

Эту соль можно получить, исходя из металла (способы 2 и 3):  

Магний сульфат может образоваться в результате реакций между соответствующими соединениями основного и кислотного характера (способы 4—7):

Для реакции соли с кислотой (способ нужно взять соль Магния, образованную слабой или летучей кислотой либо способной разлагаться с выделением газа, и сульфатную кислоту:

Реакция соли со щелочью (способ 9) для получения магний сульфата не подходит, поскольку одним из реагентов должен быть гидроксид а он является малорастворимым соединением.

Магний сульфат растворяется в воде. Учитывая это, выберем для реакции между двумя солями (способ 10) такие реагенты:

Выводы:

Соли получают несколькими способами. Часть способов основана на реакциях металлов с неметаллами, кислотами, солями. Другие способы предусматривают осуществление реакций между соединениями с основными и кислотными свойствами, а также реакций обмена с участием солей.

Химические свойства солей

Соли, как и другие классы неорганических соединений, способны участвовать в химических реакциях.

Взаимодействие солей с металлами

Соли (в растворе) взаимодействуют с металлами, расположенными в вытесни-тельном ряду до того металла, из атомов которого они образовались. В результате реакции образуются новая соль и металл.

Опыт 1. Четыре химических стакана наполним растворами солей: два — сульфатом меди и еще два — сульфатом железа В стакан с сульфатом меди опустим железную пластину, второй оставим для сравнения. То же проделаем с растворами сульфата железа но в один из стаканов опустим медную пластину. Вскоре в стакане с железной пластиной голубой раствор станет светлее по сравнению с контрольным раствором. А в стакане с медной пластиной коричневая окраска раствора сульфата железа не изменится и будет одинаковой с контрольным раствором. Через 5—10 мин достанем железную пластину и увидим, что та ее часть, которая находилась в растворе сульфата меди покрылась слоем меди. Достанем также медную пластину — с ней не произошло никаких изменений, и цвет растворов сульфата железа в обоих стаканах остался одинаковым. Запишем уравнения реакций: 

В реакции, которая состоялась, атомы простого вещества замещают атомы металлического элемента в сложном веществе. Поэтому эта реакция относится к реакциям замещения. Результаты опыта согласовываются с местом в вытеснительном ряду металлов, взятых для проведения опыта.

Взаимодействие солей с основаниями (щелочами)

В предыдущем параграфе вы узнали о том, что единственный способ, которым можно получить нерастворимое основание определенного металлического элемента,— это взаимодействие его растворенной в воде соли со щелочью. Такое взаимодействие мы рассматривали и при изучении свойств щелочей. Поэтому вспомним, что для протекания реакции вещества должны находиться в растворенном состоянии, а один из образовавшихся продуктов реакции — выпадать в осадок, например: 

Взаимодействие солей с кислотами

Соли вступают в реакцию обмена с кислотами при условии, что среди продуктов реакции есть осадок или газ. (Вспомните взаимодействие соляной кислоты с нитратом серебра или питьевой соды — с уксусной кислотой.) Проведем соответствующие опыты.

Опыт 2. К раствору хлорида бария  добавим раствор серной кислоты  Реакция происходит быстро и завершается образованием белого осадка:

Среди образовавшихся продуктов нерастворимым веществом является сульфат бария.

Взаимодействие солей с солями

Повторим опыт 2, заменив серную кислоту на одну из ее растворимых солей.

Опыт 3. К раствору сульфата натрия  добавим раствор хлорида бария  Взаимодействие происходит так же быстро, и так же образуется белый осадок:

С помощью раствора хлорид бария или другого растворенного в воде соединения бария можно обнаружить в растворе серную кислоту и ее соли.

Опыт 4. К раствору карбоната натрия добавим раствор азотной кислоты. Наблюдается выделение газообразного вещества. Поднесенная к отверстию пробирки зажженная спичка гаснет. Следовательно, выделяется углекислый газ:

Для формулировки окончательного обоснованного вывода о химических свойствах солей проведите химический эксперимент, предусмотренный лабораторными опытами 7, 8, 9.

Итоги:

• Взаимодействие солей с другими веществами происходит в растворе.
• Одним из продуктов взаимодействия солей с другими веществами всегда является соль.
• Соли проявляют такие типичные химические свойства:

• Соли серной кислоты можно обнаружить в растворе с помощью растворов солей бария.

Соли, при образовании которых в молекуле кислоты все атомы водорода замещаются атомами металла, получили название средних солей. Средние соли не содержат ни атомов водорода, ни гидроксильных групп, а в их состав входят атомы одного металлического элемента, например: 

Кроме средних, существуют еще и другие соли, в частности кислые, основные, двойные.

Кислые соли являются продуктом неполного замещения атомов водорода в молекуле кислоты на металл. Поэтому кислотные остатки таких солей содержат атомы водорода, например: 

В молекулах серной и ортофосфорной кислот замещен на металл 1 атом водорода, поэтому остатки  одновалентны. В формуле  замещены на металл 2 атома водорода, следовательно, валентность кислотного остатка  равна 2. Как видим, кислые соли образуются кислотами, которые содержат 2 и более атомов водорода. Наличие одного атома водорода в составе кислых солей обозначают, добавляя слово «гидро», двух — «дигидро»:  — гидросульфат калия;  — дигидросульфат калия;  — гидрофосфат калия.

Основными называют соли, полученные частичной нейтрализацией основания кислотой (например,  — гидроксохлорид магния), двойными — соли, полученные замещением атомов водорода атомами двух металлов (например,  — сульфат калия алюминия).

Какая образуется соль — средняя, кислая или основная — зависит от количества взятых для проведения реакции реагентов.

Соли в природе

По распространенности неорганических соединений в природе соли занимают второе место после оксидов. Так, горные породы и глина состоят из солей кремниевой кислоты, которые имеют сложное строение. Их формулы записывают с помощью формул оксидов, например формула полевого шпата —  глины — 

Местонахождение залежей солей в Украине представлено на рисунке 15.

Наиболее известная вам соль — хлорид натрия  или поваренная соль (минерал такого состава называется галит). Месторождения этой соли в Украине расположены вблизи г. Артемовен Донецкой области, в Автономной Республике Крым, в Карпатах. Человек очень давно оценил значение хлорида натрия и стал использовать эту соль как пищевой продукт и консервант (соление рыбы, мяса, грибов, квашение овощей и т. п.). Было время, когда соль стоила дороже золота: еще в старину возник обычай встречать гостей хлебом-солью. Существует поговорка: «Чтобы узнать человека, нужно с ним пуд соли съесть». Пуд долгое время был распространенной единицей массы, он равен 16 кг. Человек за год потребляет около 3 кг соли. Нетрудно подсчитать, что два человека пуд соли съедят примерно за 2,5—3 года. Так жизненный опыт подтверждает мудрость этой поговорки.

Как сырье хлорид натрия используется для производства гидроксида натрия, натрия, хлора, соляной кислоты, мыла, синтетических моющих средств. В пищевой, кондитерской и фармацевтической промышленности используют такие соли: хлорид натрия, карбонат натрия, нитрат натрия, сульфат магния и другие.

Карбонат кальция  является основной составляющей известняка, мрамора, мела. Известняк используют для получения оксида кальция (негашеной извести), известкования кислых почв (уменьшение в них содержания кислот), удаления из состава чугуна (во время его производства) таких кислотных оксидов, как оксид кремния и оксид фосфора Вместе с глиной и песком известняк используют в производстве цемента.

Кости позвоночных животных и человека содержат ортофосфат кальция  а зубы — еще и фторид кальция  Если на зубной пасте отмечено, что она содержит фтор, в действительности это означает наличие в ней фторида кальция и других соединений фтора.

Соли входят также в состав крови, клеточного сока, нервной и мускульной тканей.

Из курсов природоведения и ботаники вам известно, что для полноценного роста и развития растениям нужны химические элементы калий, азот, фосфор. Их вносят в почву в виде минеральных удобрений. По своему составу почти все минеральные удобрения — это соли, в частности 

Широко применяется и соль сульфата кальция  Порошок природного минерала гипса  нагревают до температуры  и превращают в алебастр  Как видно из приведенных формул, в алебастре на 1 моль сульфата кальция приходится в 4 раза меньше молей воды, чем в гипсе. Гипсовые повязки, гипсовые строительные материалы, барельефы, статуи и т. п. сделаны из алебастра, который после смешивания с водой твердеет и становится гипсом.

Карбонат натрия  применяют для изготовления стекла, бумаги, тканей, в мыловарении.

В плавательных бассейнах цвет воды обусловлен наличием в ней сульфата меди Эту соль добавляют в воду не для подкрашивания, а чтобы не допустить размножения и роста водорослей.

Хлорид калия  распространен в природе в виде минерала сильвина. Это вещество используют в качестве калийного удобрения, а также в производстве калия и гидроксида калия.

Из ортофосфата кальция  получают ортофосфорную кислоту и фосфорные удобрения.

Сульфат бария  применяют как рентгеноконтрастное вещество в медицинской практике.

Ознакомившись с рисунком 16, вы пополните знания о применении солей новыми сведениями.

Приведенные здесь примеры — лишь небольшая часть того, как используются соли.

Итоги:

• Соли относятся к распространенным в природе сложным неорганическим веществам, среди которых больше всего хлоридов, силикатов, карбонатов, сульфатов, ортофосфатов.
• Часть солей используется непосредственно после добычи, а часть поддается химической переработке с целью получения новых веществ.
• Соли находят самое разнообразное применение в химической промышленности и многих других отраслях народного хозяйства, а также в быту.

Вода морей и океанов из-за содержащихся в ней различных солей на вкус солено-горькая. 100 г морской воды в среднем содержат 3,5 г солей, среди которых хлорида натрия почти 78 %. Моря и океаны имеют разную соленость — YaK называют содержание солей в единице объема морской воды. Однако состав солей в морской воде практически одинаков. Поэтому ученые считают, что Мировой океан в давние времена был единым.

Морские растения и животные приспособились к жизни в соленой воде. Более того, в их организмах накапливаются ионы, которые входят в состав солей морей и океанов. Морепродукты богаты кальцием, кремнием, иодом, медью, магнием, фосфором и другими элементами.

Используя сведения из географии и различных информационных источников, подготовьте рассказ (сообщение, реферат) о распространении какой-либо соли в природе и ее использовании.

Поработайте самостоятельно с дополнительной литературой, Интернетом и выясните, на каких химических свойствах солей основывается производство из них других веществ. Рассказ подтвердите примерами.

Справочный материал по солям

Соли можно получить многими способами:

1) взаимодействием металла с кислотой:

(Какой это тип реакции?)

Вспомните особенности взаимодействия кислот с металлами. Для получения солей каких металлов можно применить этот способ?

2) взаимодействием оксида металла с кислотой:

3) взаимодействием гидроксида металла с кислотой:

4) взаимодействием соли с кислотой:

5) взаимодействием основного или амфотерного оксида с кислотным оксидом:

6) взаимодействием металла с раствором соли другого металла:

7) взаимодействием металла с неметаллом (получают соли бескислородных кислот):

Итоги:

• В результате химических реакций образуются различные соединения. Это позволяет из соответствующих реагентов получать необходимые вещества.
• К общим способам получения оксидов относятся: окисление простых и сложных веществ, разложение нерастворимых гидроксидов при нагревании и др.
• К общим способам получения растворимых оснований (щелочей) относятся: взаимодействие металлов с водой, взаимодействие оксидов с водой и электролиз (разложение) растворов солей бескислородных кислот.
• Нерастворимые основания получают взаимодействием раствора их соли с раствором щелочи.
• Соли получают взаимодействием простого вещества (металла), сложных веществ (оксида металла, гидроксида металла, соли) с веществами, в состав которых входит кислотный остаток (кислота, соль), а также взаимодействием кислотных оксидов с основными оксидами или щелочами.

В лаборатории щелочь можно получить из металла и из оксида. Но чистых металлов натрия, калия, кальция, бария и их оксидов в природе не существует. Поэтому этими способами получают щелочи лишь в лабораториях. Чтобы обеспечить щелочами различные производства, нужны другие способы их получения из природного сырья. Впервые щелочь была получена электролизом (разложением постоянным электрическим током) раствора соли хлорида натрия. Электролиз стал основным промышленным способом производства щелочей гидроксида натрия и гидроксида калия.

Как происходит электролиз, вы будете изучать позже. А пока запишем суммарное уравнение электролиза водного раствора хлорида натрия:

Из записи уравнения видно, что из доступных природных веществ — поваренной соли и воды — получают три новых вещества, которых в природе нет, но каждое из них используется в промышленности, а значит есть потребность в их получении.

Классификация

Заполните таблицу.

Химическая формула	Название	Тип соли
(CuOH)2CO3	?	?
Fe2(SO4)3	?	?
(NH4)2Cr2O7	?	?
BaClNO3	?	?
NaKSO4	?	?

Какие соли вам известны ? Как можно отличить соли друг от друга?

Соли получаются в результате замещения атомов водорода в молекуле кислоты атомами металла, а в основаниях гидроксильной группы (ОН^.) кислотными остатками.

Солями называются вещества, в составе которых содержатся атомы металла (или аммония) и кислотный остаток. Соли классифицируют по их составу.

Графические формулы

Нормальные, кислые и двойные соли рассматриваются как продукты замещения атомов водорода в молекуле кислоты атомами металла.

Основные же соли рассматриваются как продукты замещения гидроксильной группы кислотным остатком.

Номенклатура

Нормальные соли. Соли, полученные в результате полного замещения атомов водорода, относящихся к основности кислот, атомами металлов, называются нормальными солями.

При наименовании нормальных солей, если металл обладает постоянной валентностью, то вначале дается название кислотного остатка, а затем название металла. Если же металл имеет переменную валентность, то вначале дается название кислотного остатка, следом название металла и его валентность (в скобках римскими цифрами).

Нормальная соль	Название		Нормальная соль	Название
Ah(SO4)3	Сульфат алюминия		FeSO4	Сульфат железа (II)

Кислые соли

Соли, полученные в результате частичного замещения атомов водорода, относящихся к основности кислоты, атомами металлов (или же сложными ионами, например, ионами аммония), называются кислыми солями.

При наименовании кислых солей вначале дается название кислотного остатка с указанием на греческом количества атомов водорода, относящихся к основности кислоты и не замещенных металлом, с приставкой «гидро». При одном атоме водорода приставка «моно» не употребляется.

Кислые соли
Гидросоли		Дигидросоли
Формула	Название		Формула	Название
CaHPO4	гидроортофосфат кальция		NH4H2PO4	дигидроортофосфат аммония

Основные соли

Соли, полученные в результате частичного замещения гидроксильных групп оснований кислотными остатками, называются основными солями.

Как и нормальные соли, при наименовании основных солей к кислотным остаткам здесь добавляется приставка «гидроксо» с указанием на греческом количества гидроксильных групп (ОН), не замещенных кислотным остатком. Если гидроксильная группа одна, то приставка «моно» не употребляется.

Основные соли
Гидросоли		Дигидросоли
Формула	Название		Формула	Название
Al(OH)Cl2	гидроксохлорид алюминия		Al(OH)2Cl	дигидроксохлорид алюминия

Двойные соли. Соли, полученные в результате замещения атомами двух разных металлов атомов водорода, относящихся к основности кислот в многоосновных кислотах, называются двойными солями.

При наименовании двойных солей после названия кислотного остатка даются оба названия металлов.

Двойная соль	Название	Двойная соль	Название
NaKCO3	карбонат натрия-калия	Na2KPO4	ортофосфат динатрия-калия

Смешанные соли

Соли, полученные в результате замещения гидроксильных групп в многокислотных основаниях двумя различными кислотными остатками, называются смешанными солями.

Если в составе смешанных солей содержатся бескислородные и кислородсодержащие кислотные остатки, то вначале даются названия бескислородных, а затем кислородсодержащих кислотных остатков.

Смешанная соль	Название	Смешанная соль	Название
CaCl(OCl) (или CaOC2)	Хлорид гипохлорит кальция	BaClNO3	хлорид нитрат бария

Получение

При взаимодействии металлов с неметаллами
2Fe + ЗСЕ 2FeCl₃
2Na + Cl₂ 2NaCl

При взаимодействии металлов с солями. Начиная с элемента Mg в ряду активности металлов, каждый металл вытесняет последующие металлы из растворов их солей.
Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

При взаимодействии солей с солями. Такие реакции протекают в растворе в том случае, если обе исходные соли растворимы в воде и при их взаимодействии получится нерастворимая в воде соль.
Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaNO₃

Соли не вступают в реакцию с нерастворимыми в воде солями и основаниями.
Ca(NO₃)₂ + Cu(OH)₂ реакция не протекает

При взаимодействии однокислотных оснований с одноосновными кислотами, независимо от количества их молей, всегда получится нормальная соль.
KOH + HCI → KCl + H₂O

При взаимодействии многоосновных кислот с многокислотными основаниями, в зависимости от количества молей веществ, получаются нормальная соль, кислая соль или основная соль. Для этого следует сравнить количество атомов водорода, показывающих основность кислоты, с количеством гидроксильных групп (ОН), выражающих кислотность основания.

При добавлении многоосновной кислоты к смеси двух различных оснований получится двойная соль.
NaOH + KOH + H₂SO₄ → 2H₂O + NaKSO₄

При нейтрализации одного многокислогного основания двумя различными кислотами получится смешанная соль.
Ca(OH)₂+ HCl + HBr → CaClBr+ 2H₂O

Физические и химические свойства солей

Определите вещества в соответствии с вопросительными знаками. Какие из представленных солей нерастворимы в воде?
 

Физические свойства:

Соли это твердые вещества с разной способностью к растворению и цветом. Все соли натрия (Na), калия (К) и аммония (NH), а также кислые соли растворяются в воде. C увеличением количества атомов водорода, относящихся к основности кислых солей, увеличивается и их растворимость в воде (за исключением NaHCO₃).

Ca₃(PO₄)₂ → CaHPO₄ → Ca(H₂PQ₄)₂

увеличивается растворимость

Солям в основном присуща высокая температура плавления и кипения.

Растворимость солей в воде
Нерастворимые и малорастворимые	Растворимые
СaS04, BaS04, SrS04, PbS04, Ag2S04	Остальные сульфаты растворяются в воде
AgCl, PbCl2, Hg2Cl2	Другие хлориды растворяются в воде
FeS, CuS, PbS, ZnS и др.	Na2S, K2S, (NH4)2S
Другие ортофосфаты не растворяются вводе	Na3PO4, K3PO4, (NH4)3PO4
Другие силикаты не растворяются в воде	Na2SiO3, K2SiO3
Другие карбонаты не растворяются в воде	Na2CO3, K2CO3, (NH4)2CO3
	Все соли азотной кислоты, Na, К, NH4 растворяются в воде

Химические свойства:

C химическими свойствами солей вы ознакомились при изучении свойств щелочей и кислот, способов получения оксидов и солей.

Кислые, основные, в том числе и двойные соли могут проявлять многие химические свойства нормальных солей. Кроме того, кислые соли легко нейтрализуются щелочами, а основные соли кислотами.

NaHSO₄ + NaOH Na₂SO₄ +H₂O
Mg(OH)Cl + HCl → MgCl₂ + H₂O

Основные соли могут взаимодействовать с щелочами.
Al(OH)₂Cl+ NaOH → Al(OH)₃↓ +NaCl

При нагревании большинства кислых солей (кроме солей аммония) они разлагаются с образованием нормальной соли.

При разложении солей металлов (кроме Hg(NO₃)₂) всегда выделяется твердый остаток (или оксид металла, или же полученная новая соль в твердом виде). Поэтому разложение этих солей происходит как в 1-ом графике. При разложении большинства аммонийных солей твердый остаток не выделяется. Вот почему их разложение происходит как во 2-ом графике.

Некоторые соли при взаимодействии с водой образуют вещества кристаллогидраты.

Na₂CO₃ +10H₂O → Na₂CO₃ ^. 10H₂O
кристаллическая сода

При нагревании кристаллогидраты вновь обезвоживаются.
CuSO₄ ^. 5H₂O  CuSO₄+ 5H₂O
синий кристалл белый кристалл

Вода, входящая в состав кристаллов в виде химических соединений, называется кристаллизационной водой. Кристаллогидрат это не просто набор из воды и соли, а вещество. Вода и соль лишь условно разделены точкой.
Многоосновные кислоты, вступая в реакцию соединения с нормальными солями, образуют кислую соль.

Применение солей

Большинство солей широко применяются в промышленности и быту. Так, например, всем хорошо известно применение поваренной соли (NaCl) в быту. В промышленности ее используют при получении гидроксида натрия, соды, хлора, натрия и др. Соли азотной и оргофосфорной кислот в основном считаются минеральными удобрениями.

Многие средства защиты растений от болезнетворных микробов и вредителей, ряд лекарственных препаратов также относятся к классу солей. Более подробные сведения о применении отдельных солей будут представлены при изучении химических элементов.

Генетическая связь между классами неорганических соединений

Обратите внимание на пробирки и содержащиеся в них вещества. Определите генетическую связь между этими веществами и запишите уравнения реакций.

Возможность получения из представителей одного класса неорганических соединений представителей другого класса свидетельствует о наличии между ними генетической связи. Взаимосвязь между веществами отдельных классов можно проследить по нижеприведенной схеме:

Получение одного представителя неорганических соединений из другого основывается на их химических свойствах. Приведем один пример относительно генетических связей неорганических соединений.

В качестве примера генетической связи между неорганическими веществами можно привести следующие схемы.

Задача:

Какие вещества взаимодействуют и с Na₂CO₃, и с Zn(OH)₂?
1) HCl 2) MgSO4 3)K0H    4) Ca(OH)₂ 5) H₂SO₄

Решение: Na₂CO₃, вступая в реакцию с сильными кислотами (HC1, HBr, HI, HNO2, H₂SO₄, H₂PO₄), выделяет соль и CO₂.

В таком случае:
1)    Na₂CO₃+ 2HC1 → 2NaCl + C0₂↑ + H₂O
2)    Na₂CO₃+ H₂SO₄ → Na₂SO₄+ CO₂↑ + H₂O

Поскольку Zn(OH)₂ является амфотерным основанием, оно вступает в реакцию как с сильными кислотами (HC1, HBr, HI, HNO₃, H₃PO₄, H₂SO₄), так и с щелочами (NaOH, КОН, Ca(OH₎₂, Ba(OH)₂). В таком случае:
1)    Zn(OH)₂+ 2HC1 → ZnCl₂+ 2H₂O
2)    Ca(OH)₂ + Zn(OH)₂ → CaZnO + 2H₂O
3)    Zn(OH)₂+ H₂SO₄→ ZnSO₄+ 2H₂O

В то время как Zn(OH)₂ вступает в реакцию с КОН, Na₂CO₃ в эту реакцию не вступает.

C другой стороны, основание Zn(OH)₂, находящееся в виде осадка, не вступает в реакцию ни с одной солью.
Ответ: 1, 4, 5