Сіль (хімія)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Солі - речовини, до складу молекул яких входять кислотні залишки (аніони), поєднані з катіонами різного походження (атоми металів, металоподібні групи, як NH₄⁺, та ін.). Утворюються солі внаслідок реакції нейтралізації кислот, або основ.

У першому випадку відбувається заміщення атомів водню в молекулах кислот на атоми металів:

• 2Fe + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂
• 2C₃H₅(COOH)₃ + 3CuO = [C₃H₅(COO)]₂Cu₃ + 3H₂O

У другому - обмін гідроксильних груп у молекулах основ на кислотні залишки молекул кислот. Суть цієї реакції полягає в обміні атомів водню в молекулі кислоти на атоми металу молекули основи (з такою ж самою вірогідністю відбувається обмін гідроксильних груп молекул основ на кислотні залишки молекул кислот), внаслідок чого утворюються сіль і вода:

• HCl + NaOH = NaCl + H₂O
• CH₃COOH+ NaOH = CH₃COONa + H₂O

Як правило, солі є кристалічними речовинами. Найпростіший приклад солі - кухонна сіль, хімічна фомула якої є NaCl.

Зміст 1 Нормальні солі 2 Кислі солі 3 Основні солі 4 Структурні формули 5 Назви 6 Властивості 7 Одержання 8 Джерела

[ред.] Нормальні солі

Якщо всі кислотні атоми водню в молекулах кислот обмінені чи заміщені на атоми металів або усі гідроксильні групи в молекулах основ обмінені на кислотні залишки молекул кислот, такі солі називаються нормальними, або середніми, або просто солями. Наприклад,

• CH₃COOH + Мg(ОН)₂ = Мg(CH₃COO)₂ + 2H₂O
• Н₂SO₄ + Mg = MgSO₄ + H₂

Виходячи з теорії електролітичної дисоціації, солями називаються складні речовини, які у водному розчині дисоціюють на катіони металів і аніони кислотних залишків. Нормальні солі ніяких інших катіонів і інших аніонів не утворюють:

• 
• 

[ред.] Кислі солі

Якщо тільки частина кислотних атомів водню молекул кислот обмінена або заміщена на атоми металів, такі солі називають кислими, або гідросолями. Наприклад:

• NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + H₂O
• Ca(OH)₂ + H₃PO₄ = CaHPO₄ + 2H₂O

Кислі солі у водному розчині дисоціюють на катіони металів, катіони водню і аніони кислотних залишків. Таким чином, кисла сіль ніби одночасно є і сіллю, оскільки при дисоціації вона утворює катіони металів, і кислотою, бо одночасно утворює і катіони водню:

• 
• 

Іони водню кислої солі при взаємодії її з основою теж можуть обмінюватись на іони металу з- утворенням нормальної солі і води:

• NaHSO₄ + NaOH = Na₂SO₄ + H₂O

[ред.] Основні солі

Якщо тільки частина гідроксильних груп у молекулах основ обмінена на кислотні залишки молекул кислот, то такі солі називають основними:

• Cu(OH)₂ + HCl = Cu(OH)Cl ↓ + H₂O
• Fe(OH)₃ + H₂CO₃ = Fe(OH)CO₃ ↓ + 2H₂O
• 2Cu(OH)₂ + H₃CO₃ = Cu₂(OH)₂CO₃ ↓ + 2H₂O

Основні солі у водному розчині дисоціюють на катіони металу і аніони гідроксилу і кислотні залишки. Таким чином, основна сіль ніби одночасно є і сіллю, оскільки вона утворює при дисоціації аніони кислотних залишків, і основою, бо утворює і аніони гідроксилу:

• 
• 

Обидві ці солі у воді практично нерозчинні, але розчинна їх частина дисоціює, за наведеними рівняннями. Іони гідроксилу основної солі при взаємодії її з кислотою теж можуть обмінюватись на кислотні залишки з утворенням нормальної солі:

• Cu(OH)Cl + HCl = CuCl₂ + Н₂О

[ред.] Структурні формули

При структурному зображенні формул солей виходять з формул відповідних кислот або основ, заміняючи в них кислотні атоми водню на атоми металу або гідроксильні групи основ на кислотні залишки. Для прикладу наведемо структурні формули фосфату кальцію, гідрокарбонату барію і основного карбонату міді:

[ред.] Назви

Існує кілька способів утворення назв солей. Найпростіше утворювати назви солей, як і кислот, від міжнародних назв кислотних залишків. При цьому назви солей кисневих кислот, коли кислотоутворюючий елемент має найвищу валентність, закінчуються на -ат. Наприклад:

• KNO₃ — нітрат калію (азотнокислий калій)
• CaSO₄ — сульфат кальцію (сірчанокислий кальцій),
• Na₃PO₄ — фосфат натрію (фосфорнокислий натрій),
• BaCO₃ — карбонат барію (вуглекислий барій),
• Na₂SiO₃ — силікат натрію (кремнекислий натрій) і т. д.

Назви солей безкисневих кислот мають закінчення -ид або -ід. Наприклад: MgCl₂ — хлорид магнію, KJ — йодид калію, NaBr — бромід натрію, Na₂S — сульфід натрію і т. д.

Якщо метал, що входить до складу солі, проявляє різну валентність і утворює з тим самим кислотним залишком кілька солей, то для їх розпізнавання треба вказувати число кислотних залишків у молекулі солі, або валентність металу. Коли кислотний залишок одновалентний, то звичайно вказують число кислотних залишків шляхом додавання до назви аніону префікса з грецьких числівників. Наприклад: CuCl — монохлорид міді, CuCl₂ — дихлорид міді і т. д.

Коли ж кислотний залишок дво- або тривалентний, тоді вказують валентність металу, позначаючи її римською цифрою в дужках після назви металу. Наприклад: Cu₂SO₄ — сульфат міді (І), CuSO₄ — сульфат міді (II), Fe₂(SO₄)₃ — сульфат заліза (III) і т. д.

В назвах кислих солей додають префікс гідро- або дигідро-. Наприклад: NaHSO₄ — гідросульфат натрію, NaH₂PO₄ — дигідрофосфат натрію, CaHPO₄ — гідрофосфат кальцію, Ca(H₂PO₄)₂ — дигідрофосфат кальцію і т. д.

Назви основних солей утворюють з назви кислотного залишку і слова гідроксид або дигідроксид. Наприклад: AlOHSO₄ — сульфат-гідроксид алюмінію, Al(OH)₂CH₃COO — ацетат-дигідроксид алюмінію, Cu₂(OH)₂CO₃ — карбонат-дигідроксид міді (II) і т. д.

Крім того, деякі солі мають ще свої особливі назви: Na₂CO₃ — сода, K₂CO₃ — поташ, AgNO₃ — ляпіс, NaNO₃ — чилійська селітра, Cu₂(OH)₂СО₃ — малахіт тощо.

[ред.] Властивості

Усі солі являють собою тверді кристалічні речовини. По відношенню до нагрівання деякі солі є досить стійкими. Наприклад: NaCl, KCl, Na₂SO₄ тощо. Ці солі можна нагрівати до температури їх плавлення і навіть кипіння, і вони не розкладаються. Інші ж солі нестійкі і при нагріванні розкладаються, не плавлячись. Наприклад:

• CaCO₃ = CaO + CO₂ ↑

За розчинністю у воді солі поділяють на добре розчинні, малорозчинні і практично нерозчинні. Добре розчинними є всі солі нітратної і ацетатної кислот, а також майже всі солі натрію, калію і амонію. До практично нерозчинних солей належать хлорид срібла AgCl, сульфат барію BaSO₄, всі силікати (за виключенням NaSiO₃ і K₂SiO₃) і ін.

Хімічні властивості солей визначаються їх відношенням до кислот, основ, металів і інших солей.

1. Солі можуть взаємодіяти з кислотами лише в тому випадку, коли реагуюча кислота сильніша за ту, від якої походить дана сіль. Наприклад:

• FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S ↑
• Na₂SiO₃ + Н₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂SiO₃ ↓

2. Солі можуть взаємодіяти з лугами, коли внаслідок реакції утворюється нерозчинна основа або нерозчинна сіль. Наприклад:

• FeCl₃ + 3NaOH = 2NaCl + Fe(OH)₃ ↓
• K₂CO₃ + Ba(OH)₂ = 2KOH + BaCO₃ ↓

3. Розчини солей можуть взаємодіяти з металами, коли даний метал в електрохімічному ряду напруги стоїть лівіше від металу солі. Наприклад:

• CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu
• HgCl₂ + Cu = CuCl₂ + Hg

4. Багато солей у розчинах можуть взаємодіяти одна з одною, коли одна із солей, що утворюється внаслідок реакції, є нерозчинною. Наприклад:

• Na₂CO₃ + CaCl₂ = 2NaCl + CaCO₃ ↓
• FeSO₄ + BaCl₂ = FeCl₂ + BaSO₄ ↓

[ред.] Одержання

Солі утворюються:

1. При взаємодії кислот з основами (реакції нейтралізації):

• 2HNO₃ + Ba(OH)₂ = Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

2. При взаємодії кислот з основними оксидами:

• 2HCl + CuO = CuCl₂ + H₂O

3. При взаємодії кислот з амфотерними оксидами:

• 3H₂SO₄ + Al₂O₃ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

4. При взаємодії кислот з солями:

• 3H₂SO₄ + Ca₃(PO₄)₂ = 2H₃PO₄ + 3CaSO₄ ↓

5. При взаємодії кислот з металами:

• 2HCl + Zn = ZnCl₂ + H₂ ↑

6. При взаємодії основ з кислотними оксидами:

• 2KOH + CO₂ = K₂CO₃ + H₂O

7. При взаємодії основ з солями:

• 2NaOH + CuCl₂ = 2NaCl + Cu(OH)₂ ↓

8. При взаємодії основних оксидів з кислотними:

• CaO + CO₂ = CaCO₃

9. При взаємодії солей:

• K₂SO₄ + BaCl₂ = 2KCl + BaSO₄ ↓

10. При взаємодії солей з металами:

• CuSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Cu

11. При взаємодії металів з неметалами:

• Mg + Cl₂ = MgCl₂

Існують також інші способи одержання солей. Зрозуміло, що не кожним з перелічених способів можна одержати будь-яку сіль. Кислі солі утворюються звичайно при взаємодії нормальної солі з однойменною кислотою. Наприклад: BaCO₃ + H₂CO₃(СО₂ + Н₂О) = Ba(HCO₃)₂ Ca₃(PO₄)₂ + H₃PO₄ = 3CaHPO₄

Основні солі утворюються найчастіше при взаємодії солі з відносно невеликими кількостями лугу. Наприклад:

• CuCl₂ + NaOH = Cu(OH)Cl ↓ + NaCl
• AlCl₃ + NaOH = Al(OH)Cl₂ ↓ + NaCl
• AlCl₃ + 2NaOH = Al(OH)₂Cl ↓ + 2NaCl

[ред.] Джерела

• Ф. А. Деркач "Хімія" Л. 1968