Характерные химические свойства солей
Содержание:
Характерные химические свойства солей: средних, кислых, оснóвных; комплексных (на примере соединений алюминия и цинка)
Соли – это сложные вещества, которые являются продуктами замещения атомов водорода в молекулах кислот атомами металлов.
Общим способом получения солей является взаимодействие оснований с кислотами:
NaOH + HCl = NaCl + H2O (так же эту реакцию называют реакцией нейтрализации, т.к. соли не имеют среды – она нейтральна)
Общая формула солей: Mex(Ac)y, где
Классификация солей
(III) Приставка «ди» используется, если в молекуле основной соли с одним атомом Me связаны с гидроксильными группами.
Название средней соли = название Ac + название Me + валентность Me
Название кислой соли = «Гидро» или «Дигидро» + название Ac + название Me + валентность Me
Название основной соли = «Гидроксо-» или «Дигидроксо-» + название Ac + название Me + валентность Me
Химические свойства солей
К примеру, хлорид калия в водном растворе распадается на катионы калия и анионы хлора.
Щелочные и щелочноземельные металлы с солями реагировать не будут, так как вступают в реакцию с водой.
Например, при взаимодействии сульфата меди с железом, происходит замещение меди железом, так как железо более активный металл, чем медь и находится в электрохимическом ряду напряжений левее водорода.
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu↓
При взаимодействии сульфида железа с цинком происходит тот же процесс, но в данной реакции более активным металлом является цинк. Цинк вытесняет железо из соединения, в результате происходит образование чистого железа.
FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3↓ + 3KCl
В представленной ниже реакции осуществляется взаимодействие между хлоридом бария и серной кислотой. Продуктами реакции являются нерастворимая соль и сильная кислота. Данная реакция является качественной на сульфаты, так как образуется сульфат бария – осадок белого цвета.
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl
Взаимодействие нитрата серебра с хлоридом калия сопровождается выпадением осадка белого цвета – хлорида серебра. Эта реакция является качественной на хлорид-ионы.
AgNO3 + KCl → AgCl↓ + KNO3
В результате данной реакции образуется средняя соль и водород. Гидросульфат калия при взаимодействии с магнием образует в качестве продуктов реакции молекулярный водород, сульфаты магния и калия.
Реакции разложения гидрокарбонатов кальция и магния являются причиной образования накипи в водонагревательных приборах.
Al(OH)2CH3COO → Al(OH)2 + + CH3COO —
Al(OH) 2+ ↔ AlOH 2+ + OH —
Al(OH) 2+ ↔ Al 3+ + OH —
IV. Комплексные соли
Данную многоступенчатую диссоциацию можно выразить суммарно в виде следующего уравнения:
Тетрагидроксоалюминат натрия распадается на алюминат натрия и воду.
Что взаимодействует с солями
Соли – это класс химических соединений, состоящие из ионов металлов и ионов кислотных остатков.
В начале XIX века шведский химик Й. 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.
Кристалл медного купороса (сульфата меди (II))
Средние, или нормальные, соли – это продукты полного замещения атомов водорода в кислоте на металл. Например: Na2SO4, K3PO4,CaCO3 и т.д.
Кислые соли – это продукты неполного замещения атомов водорода в кислоте на металл. Например: Ca(HCO3)2, Mg(HSO4)2 и т.д.
Оснoвные соли – это продукты неполного замещения гидроксогрупп в основании на кислотный остаток. Например: (СuOH)2CO3, AlOHCl2 и т.д.
Нормальные, кислые и основные соли являются наиболее важными типами солей. Кратко рассмотрим другие типы солей.
Смешанными солями называют такие соли, молекулы которых состоят из катионов одного металла и анионов двух различных кислотных остатков. Например: PbFCl – фторид-хлорид свинца, Ca(ClO)Cl – хлорид-гипохлорит кальция.
Двойными солями называются такие соли, в состав молекул которых входят катионы двух различных металлов (или катион металла и катион аммония) и анионы одного кислотного остатка.
Двойные соли являются продуктами совмествной кристаллизации двух разных нормальных солей, образованных одной и той же кислотой; например, сульфата калия K2SO4 и сульфата алюминия Al2(SO4)3. Поэтому их формулы записывают так:
Большинство солей — твердые вещества белого цвета: KCl, NaCl, KNO3, BaSO4 и т.д.
Некоторые соли имеют окраску. Например, дихромат калия K2Cr2O7 – оранжевого, хромат калия K2CrO4 – желтого, сульфат никеля (II) NiSO4 – зеленого, хлорид кобальта (III) CoCl3 – розового, сульфид меди (II) CuS – черного цвета.
По растворимости в воде соли делятся на растворимые (р), малорастворимые (м) и нерастворимые (н).
Растворимость в воде важнейших солей указана в данной таблице.
Химические свойства солей
а) средние соли диссоциируют на катионы металлов и анионы кислотных остатков:
б) кислые соли диссоциируют на катионы металла и сложные анионы:
в) основные соли диссоциируют на сложные катионы и анионы кислотных остатков:
Металл + соль = новый металл + новая соль
Раствор соли + раствор щелочи = новая соль + новое основание
Соль + кислота = новая соль + новая кислота
При взаимодействии соли с кислотой, образующей данную соль, получается кислая соль (это возможно в том случае, если соль образована многоосновной кислотой). Например:
Соль 1 + соль 2 = соль 3 + соль 4
Основная соль + кислота = средняя соль + вода
Кислая соль + щелочь = средняя соль + вода
Получение солей
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Водород выделяется при взаимодействии металлов со всеми кислотами, кроме азотной кислоты и концентрированной серной кислоты.
Кроме этих общих способов получения солей возможны и некоторые частные способы:
С водными растворами щелочей реакция идет по уравнению:
Соль + кислотный оксид = соль + кислотный оксид
Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H2O (на холоде)
3Сl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 2H2O (при нагревании)
Соль + галоген 1 = новая соль + галоген 2(при условии, что галоген 1 более активный, чем галоген 2).
«Золотой дождь» из йодида свинца
Похожее
Добавить комментарий Отменить ответ
Репетитор по химии. Занятия проходят онлайн по Скайпу. По всем вопросам пишите в Ватсапп: +7 928 285 70 42
Что взаимодействует с солями
3. Взаимодействие с металлами CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu;
Но, если металл взаимодействует с водой, то CuCl 2 + 2К + 2 H 2 O = 2К Cl + Cu (ОН)2↓+ Н2↑;
Растворимые соли взаимодействуют с щелочами, если в результате образуется нерастворимое соединение
4. Взаимодействие с сильными и менее летучими кислотами:
Соли слабых кислот взаимодействуют с более сильными, менее летучими кислотами
5. Взаимодействие с солями
Растворимые соли взаимодействуют между собой, если образуется нерастворимая соль:
6. Нерастворимые соли и соли летучих кислот разлагаются при нагревании:
2 С u(NO3)2 = 2 CuO+ 4 NO2↑+ O2↑ (продукты разложения нитратов определяются активностью металла см. разложение нитратов)
2BaSO 4 → 2BaO + 2SO 2 + O 2
Под действием электрического тока соли в растворах и расплавах подвергаются разложению см. электролиз
В расплаве: 2 NaCl = 2 Na + Cl 2;
В растворе: 2 NaCl + 2 H 2 O = 2 Na ОН + Cl 2 ↑ + Н2↑
Металл с неметаллом : Fe + S = FeS (нагревание)
Металл с кислотой: Zn +2 HCl = Zn Cl 2 + H 2 ↑
Металл с солью: CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu
Металл со щелочью: 2 NaOH + Zn = Na 2 ZnO 2 + H 2 ↑
Основные оксиды с кислотными и амфотерными оксидами:
Основные оксиды с кислотой: CaO + 2 HCl = CaCl 2 + H 2 O
Соль с неметаллом: KI + Cl 2 = KCl + I 2
Основание с кислотой: HCl + NaOH = NaCl + H 2 O – р-я нейтрализации
Кислоты с солями слабых и летучих кислот: BaCl 2 + Н2 SO 4 = BaSO 4 ↓+ 2Н Cl
Щелочи с растворимыми солями: 3 NaOH + FeCl 3 = Fe ( OH )3 ↓ + 3 NaCl
Растворимые соли друг с другом: BaCl 2 (р) + Na 2 SO 4 (р) = BaSO 4 ↓+ 2 NaCl
Соли с кислотными оксидами: Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2
Кислотные оксиды со щелочами: SO 3 + 2 NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O ;
2.7. Характерные химические свойства солей: средних, кислых, основных, комплексных (на примере соединений алюминия и цинка).
Химические свойства средних солей
Взаимодействие средних солей с металлами
Реакция соли с металлом протекает в том случае, если исходный свободный металл более активен, чем тот, который входит в состав исходной соли. Узнать о том, какой металл более активен, можно, воспользовавшись электрохимическим рядом напряжений металлов.
Так, например, железо взаимодействует с сульфатом меди в водном растворе, поскольку является более активным, чем медь (левее в ряду активности):
В то же время железо не реагирует с раствором хлорида цинка, поскольку оно менее активно, чем цинк:
Следует отметить, что такие активные металлы, как щелочные и щелочноземельные, при их добавлении к водным растворам солей будут прежде всего реагировать не с солью, а входящей в состав растворов водой.
Взаимодействие средних солей с гидроксидами металлов
Оговоримся, что под гидроксидами металлов в данном случае понимаются соединения вида Me(OH)x.
Для того чтобы средняя соль реагировала с гидроксидом металла, должны одновременно (!) выполняться два требования:
Рассмотрим пару случаев, для того чтобы усвоить данное правило.
Определим, какие из реакций ниже протекают, и напишем уравнения протекающих реакций:
Рассмотрим первое взаимодействие сульфида свинца и гидроксида калия. Запишем предполагаемую реакцию ионного обмена и пометим ее слева и справа «шторками», обозначив таким образом, что пока не известно, протекает ли реакция на самом деле:
В предполагаемых продуктах мы видим гидроксид свинца (II), который, судя по таблице растворимости, нерастворим и должен выпадать в осадок. Однако, вывод о том, что реакция протекает, пока сделать нельзя, так как мы не проверили удовлетворение еще одного обязательного требования – растворимости исходных соли и гидроксида. Сульфид свинца – нерастворимая соль, а значит реакция не протекает, так как не выполняется одно из обязательных требований для протекания реакции между солью и гидроксидом металла. Т.е.:
Рассмотрим второе предполагаемое взаимодействие между хлоридом железа (III) и гидроксидом калия. Запишем предполагаемую реакцию ионного обмена и пометим ее слева и справа «шторками», как и в первом случае:
В предполагаемых продуктах мы видим гидроксид железа (III), который нерастворим и должен выпадать в осадок. Однако сделать вывод о протекании реакции пока еще нельзя. Для этого надо еще убедиться в растворимости исходных соли и гидроксида. Оба исходных вещества растворимы, значит мы можем сделать вывод о том, что реакция протекает. Запишем ее уравнение:
Реакции средних солей с кислотами
Средняя соль реагирует с кислотой в том случае, если образуется осадок или слабая кислота.
Распознать осадок среди предполагаемых продуктов практически всегда можно по таблице растворимости. Так, например, серная кислота реагирует с нитратом бария, поскольку в осадок выпадает нерастворимый сульфат бария:
Распознать слабую кислоту по таблице растворимости нельзя, поскольку многие слабые кислоты растворимы в воде. Поэтому список слабых кислот следует выучить. К слабым кислотам относят H2S, H2CO3, H2SO3, HF, HNO2, H2SiO3 и все органические кислоты.
Так, например, соляная кислота реагирует с ацетатом натрия, поскольку образуется слабая органическая кислота (уксусная):
Следует отметить, что сероводород H2S является не только слабой кислотой, но и плохо растворим в воде, в связи с чем выделяется из нее в виде газа (с запахом тухлых яиц):
Кроме того, обязательно следует запомнить, что слабые кислоты — угольная и сернистая — являются неустойчивыми и практически сразу же после образования разлагаются на соответствующий кислотный оксид и воду:
Выше было сказано, что реакция соли с кислотой идет в том случае, если образуется осадок или слабая кислота. Т.е. если нет осадка и в предполагаемых продуктах присутствует сильная кислота, то реакция не пойдет. Однако есть случай, формально не попадающий под это правило, когда концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород при действии на твердые хлориды:
Однако, если брать не концентрированную серную кислоту и твердый хлорид натрия, а растворы этих веществ, то реакция действительно не пойдет:
Реакции средних солей с другими средними солями
Реакция между средними солями протекает в том случае, если одновременно (!) выполняются два требования:
Например, сульфат бария не реагирует с карбонатом калия, поскольку несмотря на то что в предполагаемых продуктах есть осадок (карбонат бария), не выполняется требование растворимости исходных солей.
В то же время хлорид бария реагирует с карбонатом калия в растворе, поскольку обе исходные соли растворимы, а в продуктах есть осадок:
Газ при взаимодействии солей образуется в единственном случае – если смешивать при нагревании раствор любого нитрита с раствором любой соли аммония:
Реакции термического разложения солей
Разложение карбонатов
Все нерастворимые карбонаты, а также карбонаты лития и аммония термически неустойчивы и разлагаются при нагревании. Карбонаты металлов разлагаются до оксида металла и углекислого газа:
а карбонат аммония дает три продукта – аммиак, углекислый газ и воду:
Разложение нитратов
Абсолютно все нитраты разлагаются при нагревании, при этом тип разложения зависит от положения металла в ряду активности. Схема разложения нитратов металлов представлена на следующей иллюстрации:
Так, например, в соответствии с этой схемой уравнения разложения нитрата натрия, нитрата алюминия и нитрата ртути записываются следующим образом:
Также следует отметить специфику разложения нитрата аммония и нитрата железа (II):
Реакция разложения нитрата железа (II) снова стала встречаться в ЕГЭ по химии. В заданиях фигурирует формулировка о его разложении в токе воздуха, однако, что в токе воздуха, что без него, уравнение будет одинаковым. Писать оксид FeO при разложении нитрата железа (II) будет ошибкой.
Разложение солей аммония
Термическое разложение солей аммония чаще всего сопровождается образованием аммиака:
В случае, если кислотный остаток обладает окислительными свойствами, вместо аммиака образуется какой-либо продукт его окисления, например, молекулярный азот N2 или оксид азота (I):
Разложение хлората калия
Реакция разложения хлората калия может протекать по-разному. В присутствии катализатора (как правило MnO2), реакция приводит к образованию хлорида калия и кислорода:
Без катализатора, реакция будет протекать по типу сопропорционирования:
Химические свойства кислых солей
Отношение кислых солей к щелочам и кислотам
Кислые соли реагируют с щелочами. При этом, если щелочь содержит тот же металл, что и кислая соль, то образуются средние соли:
Также, если в кислотном остатке кислой соли осталось два или более подвижных атомов водорода, как, например, в дигидрофосфате натрия, то возможно образование как средней:
так и другой кислой соли с меньшим числом атомов водорода в кислотном остатке:
Важно отметить, что кислые соли реагируют с любыми щелочами, в том числе и теми, которые образованы другим металлом. Например:
Кислые соли, образованные слабыми кислотами, реагируют с сильными кислотами аналогично соответствующим средним солям:
Более подробно, с разбором алгоритмов составления уравнений, взаимодействие кислых солей (в частности, гидрокарбонатов, дигидрофосфатов и гидрофосфатов) со щелочами рассмотрено в данной публикации.
Термическое разложение кислых солей
Все кислые соли при нагревании разлагаются. В рамках программы ЕГЭ по химии из реакций разложения кислых солей следует усвоить, как разлагаются гидрокарбонаты. Гидрокарбонаты металлов разлагаются уже при температуре более 60 о С. При этом образуются карбонат металла, углекислый газ и вода:
Последние две реакции являются основной причиной образования накипи на поверхности водонагревательных элементов в электрических чайниках, стиральных машинах и т.д.
Гидрокарбонат аммония разлагается без твердого остатка с образованием двух газов и паров воды:
Химические свойства основных солей
Основные соли всегда реагируют со всеми сильными кислотами. При этом могут образоваться средние соли, если использовались кислота с тем же кислотным остатком, что и в основной соли, или смешанные соли, если кислотный остаток в основной соли отличается от кислотного остатка реагирующей с ней кислоты:
Также для основных солей характерны реакции разложения при нагревании, например:
Химические свойства комплексных солей (на примере соединений алюминия и цинка)
В рамках программы ЕГЭ по химии следует усвоить химические свойства таких комплексных соединений алюминия и цинка, как тетрагидроксоалюминаты и третрагидроксоцинкаты.
Тетрагидроксоалюминатами и тетрагидроксоцинкатами называют соли, анионы которых имеют формулы [Al(OH)4] — и [Zn(OH)4] 2- соответственно. Рассмотрим химические свойства таких соединений на примере солей натрия:
Данные соединения, как и другие растворимые комплексные, хорошо диссоциируют, при этом практически все комплексные ионы (в квадратных скобках) остаются целыми и не диссоциируют дальше:
Действие избытка сильной кислоты на данные соединения приводит к образованию двух солей:
При действии же на них недостатка сильных кислот в новую соль переходит только активный металл. Алюминий и цинк в составе гидроксидов выпадают в осадок:
Осаждение гидроксидов алюминия и цинка сильными кислотами не является удачным выбором, поскольку сложно добавить строго необходимое для этого количество сильной кислоты, не растворив при этом часть осадка. По этой причине для этого используют углекислый газ, обладающий очень слабыми кислотными свойствами и благодаря этому не способный растворить осадок гидроксида:
В случае тетрагидроксоалюмината осаждение гидроксида также можно проводить, используя диоксид серы и сероводород:
В случае тетрагидроксоцинката осаждение сероводородом невозможно, поскольку в осадок вместо гидроксида цинка выпадает его сульфид:
При упаривании растворов тетрагидроксоцинката и тетрагидроксоалюмината с последующим прокаливанием данные соединения переходят соответственно в цинкат и алюминат: