У розчинах кислоти дисоціюють з утворенням протонів водню і аніонів кислотного залишку. Одноосновні кислоти дисоціюють в один щабель, багатоосновні кислоти піддаються ступінчастою дисоціації Під впливом протонів водню індикатори лакмус і метилоранж фарбуються в червоний колір; фенолфталеин в кислому середовищі безбарвний.
2 Взаємодія кислот з основами (реакція нейтралізації):
3 Взаємодія кислот з основними оксидами:
4 Взаємодія кислот з металами:
Метали, що стоять у ряді напруг (електрохімічний ряд металів) до водню, можуть заміщати атоми водню в кислотах, при цьому утворюється сіль і виділяється водень, причому метал окислюється до нижчої стійкою у водному середовищі ступеня окислення (наприклад, залізо - до Fe 2+) .
При дії азотної (в будь-якої концентрації) або концентрованої сірчаної кислоти на метали також утворюються солі, але водень не виділяється.
5 Взаємодія кислот з солями
Кислоти взаємодіють з солями, утворюючи нові кислоти (іноді їх оксиди) і нові солі. Реакції кислот з солями можуть відбуватися за певних умов. Наприклад, так звані сильні кислоти (H2 SO4. HC1, HNO3 та ін.) Витісняють в процесі взаємодії з солями більш слабкі кислоти (Н3 РО4. HNO2. H2 CO3. H2 S і ін.):
Крім того, реакція можлива, якщо в результаті неї утворюється нерозчинний, що розкладається або летюча речовина (кислота або оксид):
Способи отримання кислот
1 Взаємодія простого речовини з воднем
Тільки безкисневі кислоти можна отримати взаємодією простого речовини з воднем і розчиненням отриманого газу у воді:
(Символ «aq» означає, що речовина розчинилося або утворилося з'єднання з невизначеною кількістю води).
2 Взаємодія оксиду з водою
Тільки кисень кислоти можна отримати взаємодією оксиду з водою (якщо утворюється кислота розчинна у воді):
3 Взаємодія кислоти з сіллю
Як кисень, так і безкисневі кислоти можна отримати дією сильної кислоти на сіль, якщо утворюється летюча, малорастворимая або слабка кислота:
Амфотерні оксиди і гідроксиди
Амфотерними називають оксиди і гідроксиди, що проявляють як основні, так і кислотні властивості, т. Е. Реагують, відповідно, як з кислотами, так і з лугами.
Амфотерному оксиду відповідає амфотерний гідроксид. Наприклад, амфотерному оксиду ZnO відповідає амфотерний гідроксид Zn (ВІН) 2. a амфотерному оксиду Al2 O3 - амфотерний гідроксид Аl (ОН) 3.
Виявляючи основні властивості, амфотерні оксиди і гідроксиди реагують з кислотами, утворюючи сіль і воду, наприклад:
Виявляючи кислотні властивості, вони реагують з лугами, також утворюючи сіль і воду, наприклад:
Щоб правильно скласти формулу утворюється солі, слід написати формулу амфотерного гідроксиду так, як зазвичай записується формула кислоти, і звідси знайти формулу відповідного кислотного залишку. Наприклад, в разі з'єднань цинку і алюмінію треба подумки виконати наступні логічні переходи:
Слід звернути увагу, що в разі алюмінію кислота втрачає одну молекулу води, тобто утворилася сіль відповідності не ортоалюмініевой кислоті Н3 AlO3. а метаалюминиевой кислоті НАlO2.
Амфотерними властивостями володіє велика кількість оксидів і гідроксидів, наприклад оксиди і гідроксиди берилію, хрому (III), олова (II), свинцю (II), олова (IV), свинцю (IV).
Амфотерні гідроксиди практично нерозчинні в воді, тому відповідні їм амфотерні оксиди з водою не взаємодіють. Як основні, так і кислотні властивості цих гідроксидів виражені слабо, т. Е. Вони є і слабкими підставами, і слабкими кислотами одночасно.
Оскільки амфотерні гідроксиди розчинні в розчинах лугів, то для отримання таких гідроксидів не можна брати надлишок лугу в обмінній реакції між сіллю і лугом, так як це призведе до розчинення в ній амфотерного гідроксиду. Щоб цього не сталося, іноді буває досить замість гідроксиду натрію взяти гідроксид амонію, в якому амфотерні гідроксиди з дуже слабкими кислотними властивостями не розчиняються.
При розчиненні гідроксиду алюмінію в луги можуть утворюватися різні сполуки. Це пов'язано з різним ступенем гідратації цих з'єднань і різною кількістю лугу, яка бере участь в реакції:
Так, якщо в розчинах алюмінатів лужних металів присутній іон [А1 (ОН) 4] -. то в безводному стані алюмінати містять іон АlO2 -. тобто при розчиненні гідроксиду алюмінію в розчині NaOH утворюється тетрагідроксоалюмінат натрію Na [Al (OH) 4], а при зневодненні останнього - метаалюмінат натрію NaAlO2:
Аналогічним чином реакцію гідроксиду цинку з лугом можна записати двома способами:
Розглянуті приклади можуть слугувати моделлю для передбачення можливих форм сполук, які утворюються при дії лугу на амфотерний оксид або гідроксид, Аl (ОН) 3 - модель для металів в ступені окислення (+3), Zn (ОН) 2 - для металів в ступені окислення (+2).
Солі. Загальна характеристика, класифікація та номенклатура солей
Фізичні та хімічні властивості середніх солей
Способи отримання середніх солей
Фізичні та хімічні властивості кислих і основних солей
Способи отримання кислих і основних солей
Солі. Загальна характеристика, класифікація та номенклатура солей
Солями називаються сполуки, що складаються з одного (кількох) атомів металу (або більш складних катіонних груп) і одного (декількох) кислотних залишків.
Солі можна розглядати як продукти реакції нейтралізації, в якій атоми водню кислоти і гидроксогрупп підстави з'єднуються, утворюючи воду, а атоми металу і кислотний залишок дають сіль:
По складу солі поділяють на середні (нормальні), кислі (гідросолі), основні (гідроксосолі), подвійні, змішані і комплексні.
Середні солі можна розглядати як продукти повного заміщення атомів водню в кислоті атомами металу або як продукти повної нейтралізації підстави кислотою:
Кислі солі можна розглядати як продукти неповного заміщення атомів водню в багатоосновної кислоті атомами металу. Кислі солі складаються з атомів металу і кислих кислотних залишків, т. Е. Кислотних залишків, що містять атоми водню:
Основні солі можна розглядати як результат неповного обміну гидроксогрупп многокіслотного підстави на кислотні залишки. Основні солі складаються з атомів металу, гидроксогрупп і кислотних залишків:
Взаємні перетворення кислих, середніх і основних солей можна представити наступною схемою:
Розглянемо на прикладах всі можливі взаємні перетворення кислих, середніх і основних солей:
Солі, що містять атоми двох різних металів при загальному кислотному залишку, називаються подвійними солями. Одним з найбільш типових прикладів подвійних солей, часто зустрічаються в хімічній практиці, є галун - подвійні сульфати складу Ме I Ме II (SO4) 2 · 12Н2 О, де Ме I - найчастіше Nа +. До +. NН4 +. а Ме II - А1 +3. Fе +3 і Сr +3.
Змішаними називають солі, містять атоми одного металу, але різні кислотні залишки. Прикладами змішаних солей можуть служити белільной вапно СаОСl2. в якій містяться два різних кислотних залишку - гіпохлорит (СlO -) і хлорид (Cl -).
У водних розчинах подвійні і змішані солі, якщо вони розчиняються, поводяться як суміш двох відповідних середніх солей. Так, алюмокалієві галун поводяться як суміш сульфатів калію і алюмінію, утворюючи в розчинах іони К +. А1 3+ і SO4 2- а белільной вапно поводиться як суміш гіпохлориту і хлориду кальцію, утворюючи в розчині іони Са 2+. СlO - і С1 -.
Комплексними називають солі, містять комплексний катіон або комплексний аніон, наприклад, K4 [Fe (CN) 6], [Ag (NH3) 2] Cl.
Назва середньої солі з міжнародної номенклатурі складається з латинської назви кислотного залишку і назви металу в родовому відмінку, причому для металів, що проявляють різні ступені окислення, вказують ступінь окислення. При цьому слід пам'ятати, що кислотні залишки кисневмісних кислот мають суфікс «-ат», якщо утворює кислоту елемент знаходиться в надзвичайно окислення, і «-ит» - якщо в більш низького ступеня окислення. наприклад:
FeCl2 - дихлорид заліза
FeCl3 - трихлорид заліза
У технічній літературі зустрічаються і старі російські назви солей. Для солей кисневмісних кислот вони складаються з прикметника, складеного з назви кислоти (без закінчення) і слова кислий, і далі назви металу в називному відмінку. Наприклад, СаSО4 - сірчанокислий кальцій, К2 SО3 - серністокіслий калій. Старі російські назви солей безкисневих кислот складаються з прикметника, утвореного від назви неметалла, і назви металу в називному відмінку. При цьому, якщо метал, що виявляє різні ступені окислення, знаходиться в надзвичайно окислення, то прикметник містить суфікс «-н», а якщо метал має тільки одну ступінь окислення або знаходиться в нижчого ступеня окислення, то прикметник містить суфікс «іст». Наприклад: FeC13 - хлорне залізо, FеС12 - хлористе залізо, КС1 - хлористий калій. Стару російську номенклатуру можна зустріти в назвах добрив, хімічних реактивів і медикаментів.
На практиці часто використовуються історично склалися емпіричні назви солей, наприклад: NaС1 - кухонна сіль або кам'яна сіль, KNО3. NаNО3. Са (NО3) 2 - відповідно калієва (калійна), натрієва (чилійська) і кальцієва селітри, CaСО3 - кальцинована сода, СuSО4 · 5H2 O - мідний купорос.
Назви кислих і основних солей складаються таким чином. Для кислих солей перед назвою кислотного залишку додається приставка «гідро», якщо кислотний залишок містить один атом водню, «дигідро», якщо два атома водню, і т.д. Наприклад: СаНРO4 - гідрофосфат кальцію, Са (Н2 PO4) 2 - дигідрофосфат кальцію.
Для основних солей перед назвою металу додається слово гідроксо-, якщо на один атом металу доводиться одна гидроксогруппа, дігідроксо-, якщо дві гидроксогрупп, і т.д. Наприклад: АlOHSO4 - сульфат гідроксоалюмінія, [А1 (ОН) 2] 2 SO4 - сульфат дігідроксоалюмінія.