хімія
Опрацюйте теоретичний матеріал
Тема Поширення солей у природі. Середні та кислі солі.
Солі — це йонні сполуки, які містять катіони, утворені металічними елементами, або катіони амонію та аніони кислотних залишків.
Поширеність у природі. У літосфері трапляється багато солей. Майже всі вони нерозчинні у воді. Серед них найбільше силікатів, карбонатів, сульфідів, фосфатів. Кальцій карбонат входить до складу черепашок, коралів, яєчної шкаралупи.
Мал. Мінерали, що є солями
У гідросфері містяться катіони металічних елементів, аніони кислотних залишків. При випаровуванні води із концентрованих природних розчинів кристалізуються розчинні солі (наприклад, натрій хлорид, калій хлорид). У давнину з таких солей утворилися різноманітні поклади.
Класифікація солей. Зважаючи на склад солей, виокремлюють три важливі типи цих сполук (схема ):
Схема
Типи солей
Середні солі. До солей цього типу належать сполуки із формулами NaCl, NH4F, Al2S3, Na2CO3, Ca3(PO4)2та багато інших. Загальні формули середніх солей — МnЕm, Мn(ЕОm)р.
Середню сіль часто розглядають як продукт повного заміщення атомів Гідрогену в молекулі кислоти на атоми (точніше — йони) металічного елемента або йони амонію: H2S => Na2S. Її також можна вважати продуктом повного заміщення аніонів ОН (гідроксогруп) в основі чи амфотерному гідроксиді на аніони кислотних залишків: Zn(OH)2=> Zn(NO3)2.
Назва середньої солі складається із двох слів — назви катіона (за потреби додають значення його заряду римською цифрою) і назви аніона: NaI — натрій йодид, NH4Cl — амоній хлорид, Fe2(SO4)3 — ферум(ІІІ) сульфат.
Кислі солі утворюються при гідролізі середніх солей, які містять багатозарядні аніони. Приклади формул кислих солей: NaHCO3, NH4HS, КН2РО4, К2НРО4. Кожна сполука містить аніони гідрогеновмісного кислотного залишку. Для карбонатної кислоти Н2СО3 це — йон НСО-3 (продукт 1-ї стадії дисоціації кислоти), а для ортофосфатної Н3РО4 — два йони — Н2РО-4 і НРО2-4 (продукти 1-ї та 2-ї стадій дисоціації). Отже, кисла сіль — продукт неповного заміщення атомів Гідрогену в молекулі багатоосновної кислоти на атоми (йони) металічного елемента або йони амонію.
Цікаво знати
Добре відома хімікам сіль NaNH4HPO4 містить, крім аніонів НРО2-4, катіони Na+ i NH+4.
Назва кислої солі складається із назв катіона та аніона із зазначенням кількості атомів Гідрогену в ньому (якщо їх два або більше):
К2НРО4 — калій гідрогенортофосфат;
КН2РО4 — калій дигідрогенортофосфат.
Основні солі. Вам уже відомо, що основні солі утворюються при гідролізі деяких середніх солей. Вони походять від основ або амфотерних гідроксидів М(ОН)n (n ≥ 2): Mg(OH)Cl, Al(OH)SO4, Al(OH)2NO3. Основна сіль — продукт неповного заміщення гідроксид-іонів (гідроксильних груп) в основі або амфотерному гідроксиді на йони кислотного залишку. У солях цього типу є гідроксовмісні катіони металічних елементів. Катіон MgOH+ відповідає основі Mg(OH)2, а катіони Аl(ОН)+2 і АlОН2+ — амфотерному гідроксиду Аl(ОН)3.
Назва основної солі містить назву катіона із зазначенням кількості гідроксильних груп (якщо їх дві або більше) і назву аніона:
Mg(OH)Cl — гідроксомагній хлорид;
Fe(OH)2NO3 — дигідроксоферум(ІІІ) нітрат.
Повторення Гідроліз солей( тільки прочитати )
Коли ми говоримо про взаємодію солей із водою, то зазвичай маємо на увазі процес розчинення солей у воді. Але експериментально встановлено, що розчини деяких солей не змінюють забарвлення індикаторів, а в розчинах інших солей індикатори показують наявність кислот або лугів. Звідки ж у розчині солі наявні луг або кислота? Вони з'являються в результаті хімічної взаємодії солей із водою, що називають гідролізом.
• Гідроліз солей — це хімічна взаємодія йонів солі з водою, у результаті якої утворюється слабкий електроліт (кислота або основа).
Можна виділити декілька видів гідролізу. Насамперед — оборотний та необоротний гідроліз. У разі оборотного гідролізу з водою взаємодіє не більше декількох відсотків розчиненої солі, а в разі необоротного майже вся речовина піддається гідролізу. В оборотному гідролізі також можна виділити три види, залежно від того, якою кислотою і якою основою утворена сіль.
Гідроліз солей, утворених слабкими кислотами та сильними основами
Сіль, утворена сильною основою та слабкою кислотою, піддається гідролізу за аніоном, а її розчин має лужне середовище, pH > 7
Солі, утворені слабкими кислотами та сильними основами, у розчині піддаються гідролізу за аніоном. Наприклад, натрій флуорид взаємодіє з водою за рівнянням:
NaF + H2O ? NaOH + HF
Цей процес відбувається дуже слабко, гідролізу піддається не більше одного відсотка розчиненої солі, утім, невелика кількість продуктів реакції з'являється в розчині. До того ж із двох продуктів реакції натрій гідроксид — сильна основа, тобто повністю дисоціює на йони, а флуоридна кислота — слабка кислота, тобто дисоціює слабко. Отже, у розчині з'являється надлишок гідроксид-іонів, що зумовлює лужне середовище. У йонній формі рівняння реакції гідролізу натрій флуориду буде таким:
F- + H2O ? OH- + HF
Скорочене йонне рівняння набагато краще ілюструє надлишок гідроксид-іонів. Під час його складання необхідно пам'ятати, що у вигляді йонів записують тільки сильні електроліти, а слабкі електроліти — у вигляді молекул. Зі скороченого рівняння видно, що сіль, утворена сильною основою та слабкою кислотою, піддається гідролізу за аніоном, тобто за йоном кислотного залишку.
Як ви знаєте, багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто, а отже, і солі багатоосновних кислот піддаються ступінчастому гідролізу. Наприклад, натрій карбонат за першою стадією взаємодіє з однією молекулою води, а продукт гідролізу взаємодіє з іншою молекулою води.
