Nella reazione si forma un sale acido. Sali: classificazione e proprietà chimiche
Equazioni chimiche
Equazione chimicaè l'espressione di una reazione mediante formule chimiche. Le equazioni chimiche mostrano quali sostanze entrano in una reazione chimica e quali sostanze si formano come risultato di questa reazione. L'equazione è compilata sulla base della legge di conservazione della massa e mostra le relazioni quantitative delle sostanze che partecipano a una reazione chimica.
Ad esempio, considera l'interazione dell'idrossido di potassio con l'acido fosforico:
H3PO4 + 3 KOH = K3PO4 + 3 H2O.
Dall'equazione si vede che 1 mole di acido ortofosforico (98 g) reagisce con 3 moli di idrossido di potassio (3,56 g). Come risultato della reazione si formano 1 mole di fosfato di potassio (212 g) e 3 moli di acqua (3,18 g).
98 + 168 = 266 g; 212 + 54 = 266 g vediamo che la massa delle sostanze entrate nella reazione è uguale alla massa dei prodotti della reazione. L'equazione di una reazione chimica consente di effettuare vari calcoli relativi ad una determinata reazione.
Le sostanze complesse si dividono in quattro classi: ossidi, basi, acidi e sali.
Ossidi- si tratta di sostanze complesse costituite da due elementi, uno dei quali è l'ossigeno, cioè Un ossido è un composto di un elemento con ossigeno.
Il nome degli ossidi deriva dal nome dell'elemento che fa parte dell'ossido. Ad esempio, BaO è l'ossido di bario. Se l'elemento ossido ha una valenza variabile, dopo il nome dell'elemento la sua valenza è indicata tra parentesi con un numero romano. Ad esempio, FeO è l'ossido di ferro (I), Fe2O3 è l'ossido di ferro (III).
Tutti gli ossidi sono divisi in formanti sali e non formanti sale.
Gli ossidi che formano sali sono ossidi che formano sali a seguito di reazioni chimiche. Si tratta di ossidi di metalli e non metalli che, quando interagiscono con l'acqua, formano gli acidi corrispondenti e, quando interagiscono con le basi, i corrispondenti sali acidi e normali. Ad esempio, l'ossido di rame (CuO) è un ossido che forma sale, perché, ad esempio, quando reagisce con l'acido cloridrico (HCl), si forma un sale:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O.
Come risultato di reazioni chimiche, si possono ottenere altri sali:
CuO + SO3 → CuSO4.
Gli ossidi che non formano sali sono quegli ossidi che non formano sali. Gli esempi includono CO, N2O, NO.
Gli ossidi che formano sale sono di 3 tipi: basici (dalla parola "base"), acidi e anfoteri.
Gli ossidi basici sono ossidi metallici, che corrispondono agli idrossidi, che appartengono alla classe delle basi. Gli ossidi basici includono, ad esempio, Na2O, K2O, MgO, CaO, ecc.
Proprietà chimiche degli ossidi basici
1. Gli ossidi basici idrosolubili reagiscono con l'acqua per formare basi:
Na2O + H2O → 2NaOH.
2. Reagire con gli ossidi acidi, formando i sali corrispondenti
Na2O + SO3 → Na2SO4.
3. Reagire con gli acidi per formare sale e acqua:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O.
4. Reagire con ossidi anfoteri:
Li2O + Al2O3 → 2LiAlO2.
5. Gli ossidi basici reagiscono con gli ossidi acidi, formando sali:
Na2O + SO3 = Na2SO4
Se la composizione degli ossidi contiene come secondo elemento un non metallo o un metallo che presenta la valenza più alta (solitamente da IV a VII), tali ossidi saranno acidi. Gli ossidi acidi (anidridi di acido) sono quegli ossidi che corrispondono agli idrossidi appartenenti alla classe degli acidi. Questi sono, ad esempio, CO2, SO3, P2O5, N2O3, Cl2O5, Mn2O7, ecc. Gli ossidi acidi si dissolvono in acqua e alcali, formando sale e acqua.
Proprietà chimiche degli ossidi acidi
1. Reagire con l'acqua per formare un acido:
SO3 + H2O → H2SO4.
Ma non tutti gli ossidi acidi reagiscono direttamente con l'acqua (SiO2, ecc.).
2. Reagire con gli ossidi di base per formare un sale:
CO2 + CaO → CaCO3
3. Reagire con gli alcali, formando sale e acqua:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O.
Un ossido anfotero contiene un elemento che ha proprietà anfotere. L'anfotericità si riferisce alla capacità dei composti di mostrare proprietà acide e basiche a seconda delle condizioni. Ad esempio, l'ossido di zinco ZnO può essere una base o un acido (Zn(OH)2 e H2ZnO2). L'anfotericità si esprime nel fatto che, a seconda delle condizioni, gli ossidi anfoteri presentano proprietà basiche o acide, ad esempio Al2O3, Cr2O3, MnO2; Fe2O3ZnO. Ad esempio, la natura anfotera dell'ossido di zinco si manifesta quando interagisce sia con l'acido cloridrico che con l'idrossido di sodio:
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O
ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O
Poiché non tutti gli ossidi anfoteri sono solubili in acqua, è molto più difficile dimostrare la natura anfotera di tali ossidi. Ad esempio, l'ossido di alluminio (III) mostra proprietà basiche nella reazione della sua fusione con disolfato di potassio e proprietà acide quando fuso con idrossidi:
Al2O3 + 3K2S2O7 = 3K2SO4 + A12(SO4)3
Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O
Per diversi ossidi anfoteri, la dualità delle proprietà può essere espressa a vari livelli. Ad esempio, l'ossido di zinco si dissolve altrettanto facilmente sia negli acidi che negli alcali e l'ossido di ferro (III) - Fe2O3 - ha proprietà prevalentemente basiche.
Proprietà chimiche degli ossidi anfoteri
1. Reagire con gli acidi per formare sale e acqua:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O.
2. Reagire con alcali solidi (durante la fusione), formando come risultato della reazione sale - zincato di sodio e acqua:
ZnO + 2NaOH → Na2 ZnO2 + H2O.
Quando l'ossido di zinco interagisce con una soluzione alcalina (lo stesso NaOH), si verifica un'altra reazione:
ZnO + 2 NaOH + H2O => Na2.
Il numero di coordinazione è una caratteristica che determina il numero di particelle vicine: atomi o ioni in una molecola o un cristallo. Ogni metallo anfotero ha il proprio numero di coordinazione. Per Be e Zn è 4; For e Al sono 4 o 6; Per e Cr è 6 o (molto raramente) 4;
Gli ossidi anfoteri sono generalmente insolubili in acqua e non reagiscono con essa.
I metodi per produrre ossidi da sostanze semplici sono una reazione diretta dell'elemento con l'ossigeno:
o decomposizione di sostanze complesse:
a) ossidi
4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2-
b) idrossidi
Ca(OH)2 = CaO + H2O
c) acidi
H2CO3 = H2O + CO2-
CaCO3 = CaO+CO2
Oltre all'interazione di acidi - agenti ossidanti con metalli e non metalli:
Cu + 4HNO3 (conc) = Cu(NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O
Gli ossidi possono essere ottenuti mediante interazione diretta dell'ossigeno con un altro elemento o indirettamente (ad esempio durante la decomposizione di sali, basi, acidi). In condizioni normali gli ossidi si presentano allo stato solido, liquido e gassoso, questo tipo di composti è molto comune in natura; Gli ossidi si trovano nella crosta terrestre. Ruggine, sabbia, acqua, anidride carbonica sono ossidi.
Motivi- si tratta di sostanze complesse nelle cui molecole gli atomi metallici sono collegati a uno o più gruppi idrossilici.
Le basi sono elettroliti che, una volta dissociati, formano solo ioni idrossido come anioni.
NaOH = Na + + OH -
Ca(OH)2 = CaOH + + OH - = Ca2 + + 2OH -
Esistono diversi segni di classificazione delle basi:
A seconda della loro solubilità in acqua, le basi si dividono in alcaline e insolubili. Gli alcali sono idrossidi di metalli alcalini (Li, Na, K, Rb, Cs) e metalli alcalino terrosi (Ca, Sr, Ba). Tutte le altre basi sono insolubili.
A seconda del grado di dissociazione, le basi si dividono in elettroliti forti (tutti gli alcali) ed elettroliti deboli (basi insolubili).
A seconda del numero di gruppi idrossilici nella molecola, le basi sono divise in monoacido (1 gruppo OH), ad esempio idrossido di sodio, idrossido di potassio, diacido (2 gruppi OH), ad esempio idrossido di calcio, idrossido di rame (2), e poliacido.
Proprietà chimiche.
Gli ioni OH - in soluzione determinano l'ambiente alcalino.
Le soluzioni alcaline cambiano il colore degli indicatori:
Fenolftaleina: incolore ® cremisi,
Tornasole: viola ® blu,
Arancio metile: arancio ® giallo.
Le soluzioni alcaline reagiscono con gli ossidi acidi per formare sali di quegli acidi che corrispondono agli ossidi acidi reagenti. A seconda della quantità di alcali, si formano sali medi o acidi. Ad esempio, quando l'idrossido di calcio reagisce con il monossido di carbonio (IV), si formano carbonato di calcio e acqua:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3? +H2O
E quando l'idrossido di calcio reagisce con l'eccesso di monossido di carbonio (IV), si forma bicarbonato di calcio:
Ca(OH)2 + CO2 = Ca(HCO3)2
Ca2+ + 2OH- + CO2 = Ca2+ + 2HCO32-
Tutte le basi reagiscono con gli acidi per formare sale e acqua, ad esempio: quando l'idrossido di sodio reagisce con l'acido cloridrico, si formano cloruro di sodio e acqua:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Na+ + OH- + H+ + Cl- = Na+ + Cl- + H2O
L'idrossido di rame (II) si dissolve in acido cloridrico per formare cloruro di rame (II) e acqua:
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
Cu(OH)2 + 2H+ + 2Cl- = Cu2+ + 2Cl- + 2H2O
Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O.
La reazione tra un acido e una base è chiamata reazione di neutralizzazione.
Quando riscaldate, le basi insolubili si decompongono in acqua e nell'ossido metallico corrispondente alla base, ad esempio:
Cu(OH)2 = CuO + H2 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
Gli alcali interagiscono con le soluzioni saline se viene soddisfatta una delle condizioni affinché la reazione di scambio ionico proceda fino al completamento (si forma un precipitato),
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2? +Na2SO4
2OH- + Cu2+ = Cu(OH)2
La reazione avviene a causa del legame dei cationi rame con gli ioni idrossido.
Quando l'idrossido di bario reagisce con una soluzione di solfato di sodio, si forma un precipitato di solfato di bario.
Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSO4? +2NaOH
Ba2+ + SO42- = BaSO4
La reazione avviene a causa del legame di cationi bario e anioni solfato.
Acidi - Si tratta di sostanze complesse le cui molecole includono atomi di idrogeno che possono essere sostituiti o scambiati con atomi di metallo e un residuo acido.
In base alla presenza o assenza di ossigeno nella molecola, gli acidi si dividono in contenenti ossigeno (H2SO4 acido solforico, H2SO3 acido solforoso, HNO3 acido nitrico, H3PO4 acido fosforico, H2CO3 acido carbonico, H2SiO3 acido silicico) e privi di ossigeno (HF acido fluoridrico, acido cloridrico HCl (acido cloridrico), acido bromidrico HBr, acido iodidrico HI, acido idrosolfuro H2S).
A seconda del numero di atomi di idrogeno nella molecola dell'acido, gli acidi sono monobasici (con 1 atomo di H), dibasici (con 2 atomi di H) e tribasici (con 3 atomi di H).
ACIDI
La parte di una molecola acida priva di idrogeno è chiamata residuo acido.
I residui acidi possono essere costituiti da un atomo (-Cl, -Br, -I) - questi sono residui acidi semplici, oppure possono essere costituiti da un gruppo di atomi (-SO3, -PO4, -SiO3) - questi sono residui complessi.
Nelle soluzioni acquose, durante le reazioni di scambio e sostituzione, i residui acidi non vengono distrutti:
H2SO4 + CuCl2 → CuSO4 + 2HCl
La parola anidride significa anidro, cioè un acido senza acqua. Per esempio,
H2SO4 - H2O→SO3. Gli acidi anossici non hanno anidridi.
L'acido prende il nome dal nome dell'elemento acidogeno (agente acido) con l'aggiunta delle terminazioni “naya” e meno spesso “vaya”: H2SO4 - solforico; H2SO3 - carbone; H2SiO3 - silicio, ecc.
L'elemento può formare diversi acidi ossigenati. In questo caso, le desinenze indicate nei nomi degli acidi saranno quando l'elemento presenta una valenza più elevata (la molecola dell'acido contiene un alto contenuto di atomi di ossigeno). Se l'elemento presenta una valenza inferiore, la desinenza nel nome dell'acido sarà “vuoto”: HNO3 - nitrico, HNO2 - nitroso.
Gli acidi possono essere ottenuti sciogliendo le anidridi in acqua. Se le anidridi sono insolubili in acqua, l'acido può essere ottenuto per azione di un altro acido più forte sul sale dell'acido desiderato. Questo metodo è tipico sia per l'ossigeno che per gli acidi privi di ossigeno. Gli acidi privi di ossigeno si ottengono anche per sintesi diretta da idrogeno e un non metallo, seguita dalla dissoluzione del composto risultante in acqua:
H2 + Cl2 → 2HCl;
Le soluzioni delle sostanze gassose risultanti HCl e H2S sono acidi.
In condizioni normali, gli acidi esistono sia allo stato liquido che solido.
Proprietà chimiche degli acidi
1. Le soluzioni acide agiscono sugli indicatori. Tutti gli acidi (tranne il silicico) sono altamente solubili in acqua. Sostanze speciali: gli indicatori consentono di determinare la presenza di acido.
Gli indicatori sono sostanze di struttura complessa. Cambiano colore a seconda della loro interazione con diverse sostanze chimiche. Nelle soluzioni neutre hanno un colore, nelle soluzioni di basi hanno un altro colore. Quando interagiscono con un acido, cambiano colore: l'indicatore metilarancio diventa rosso e anche l'indicatore tornasole diventa rosso.
2. Reagire con le basi per formare acqua e un sale, che contiene un residuo acido invariato (reazione di neutralizzazione):
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O.
3. Reagire con gli ossidi di base per formare acqua e sale. Il sale contiene il residuo acido dell'acido utilizzato nella reazione di neutralizzazione:
H3PO4 + Fe2O3 → 2 FePO4 + 3 H2O.
4. Interagisci con i metalli.
Affinché gli acidi possano interagire con i metalli, devono essere soddisfatte determinate condizioni:
1. Il metallo deve essere sufficientemente attivo rispetto agli acidi (nella serie di attività dei metalli deve trovarsi prima dell'idrogeno). Più un metallo si trova a sinistra nella serie di attività, più intensamente interagisce con gli acidi;
K, Ca, Na, Mn, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au.
Ma la reazione tra una soluzione di acido cloridrico e rame è impossibile, poiché il rame si trova nella serie di tensioni dopo l'idrogeno.
2. L'acido deve essere sufficientemente forte (cioè capace di donare ioni idrogeno H+).
Quando si verificano reazioni chimiche dell'acido con i metalli, si forma sale e viene rilasciato idrogeno (ad eccezione dell'interazione dei metalli con acido nitrico e solforico concentrato):
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Cu + 4HNO3 → CuNO3 + 2 NO2 + 2 H2O.
Tuttavia, non importa quanto diversi siano gli acidi, tutti formano cationi idrogeno durante la dissociazione, che determinano una serie di proprietà comuni: sapore aspro, cambiamento nel colore degli indicatori (tornasole e metilarancio), interazione con altre sostanze.
La stessa reazione avviene tra gli ossidi metallici e la maggior parte degli acidi
CuO+H2SO4 = CuSO4+H2O
Descriviamo le reazioni:
2) La seconda reazione dovrebbe produrre un sale solubile. In molti casi, l'interazione del metallo con l'acido praticamente non avviene perché il sale risultante è insolubile e copre la superficie del metallo con una pellicola protettiva, ad esempio:
Рb + H2SO4 =/ PbSO4 + H2
Il solfato di piombo (II) insolubile impedisce all'acido di raggiungere il metallo e la reazione si arresta appena prima che inizi. Per questo motivo, la maggior parte dei metalli pesanti praticamente non interagisce con gli acidi fosforico, carbonico e idrosolfuro.
3) La terza reazione è caratteristica delle soluzioni acide, quindi gli acidi insolubili, come l'acido silicico, non reagiscono con i metalli. Una soluzione concentrata di acido solforico e una soluzione di acido nitrico di qualsiasi concentrazione interagiscono con i metalli in modo leggermente diverso, quindi le equazioni di reazione tra metalli e questi acidi sono scritte in modo diverso. Una soluzione diluita di acido solforico reagisce con i metalli. stando nella serie di tensione dell'idrogeno, formando sale e idrogeno.
4) La quarta reazione è una tipica reazione di scambio ionico e avviene solo se si forma un precipitato o un gas.
Sali - si tratta di sostanze complesse le cui molecole sono costituite da atomi metallici e residui acidi (a volte possono contenere idrogeno). Ad esempio, NaCl è cloruro di sodio, CaSO4 è solfato di calcio, ecc.
Quasi tutti i sali sono composti ionici, quindi gli ioni di residui acidi e gli ioni metallici sono legati insieme nei sali:
Na+Cl - cloruro di sodio
Ca2+SO42 - solfato di calcio, ecc.
Un sale è il prodotto della sostituzione parziale o completa di un metallo con gli atomi di idrogeno di un acido.
Pertanto si distinguono i seguenti tipi di sali:
1. Sali medi: tutti gli atomi di idrogeno nell'acido sono sostituiti da un metallo: Na2CO3, KNO3, ecc.
2. Sali acidi: non tutti gli atomi di idrogeno nell'acido sono sostituiti da un metallo. Naturalmente, i sali acidi possono formare solo acidi di- o polibasici. Gli acidi monobasici non possono produrre sali acidi: NaHCO3, NaH2PO4, ecc. D.
3. Sali doppi: gli atomi di idrogeno di un acido di- o polibasico vengono sostituiti non da un metallo, ma da due diversi: NaKCO3, KAl(SO4)2, ecc.
4. I sali basici possono essere considerati come prodotti di sostituzione incompleta, o parziale, di gruppi idrossilici di basi con residui acidi: Al(OH)SO4, Zn(OH)Cl, ecc.
Secondo la nomenclatura internazionale, il nome del sale di ciascun acido deriva dal nome latino dell'elemento. Ad esempio, i sali dell'acido solforico sono chiamati solfati: CaSO4 - solfato di calcio, MgSO4 - solfato di magnesio, ecc.; i sali dell'acido cloridrico sono chiamati cloruri: NaCl - cloruro di sodio, ZnCI2 - cloruro di zinco, ecc.
La particella “bi” o “idro” viene aggiunta al nome dei sali degli acidi dibasici: Mg(HCl3)2 - bicarbonato o bicarbonato di magnesio.
A condizione che in un acido tribasico solo un atomo di idrogeno sia sostituito da un metallo, viene aggiunto il prefisso "diidro": NaH2PO4 - sodio diidrogeno fosfato.
I sali sono sostanze solide con solubilità in acqua molto diversa.
Le proprietà chimiche dei sali sono determinate dalle proprietà dei cationi e degli anioni che li compongono.
1. Alcuni sali si decompongono se riscaldati:
CaCO3 = CaO+CO2
2. Reagire con gli acidi per formare un nuovo sale e un nuovo acido. Per effettuare questa reazione, l'acido deve essere più forte del sale interessato dall'acido:
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl.
3. Interagisci con le basi, formando un nuovo sale e una nuova base:
Ba(OH)2 + MgSO4 → BaSO4↓ + Mg(OH)2.
4. Interagisci tra loro per formare nuovi sali:
NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3.
5. Interagiscono con i metalli che si trovano nello stesso intervallo di attività del metallo che fa parte del sale.
I sali sono il prodotto della sostituzione degli atomi di idrogeno in un acido con un metallo. I sali solubili nella soda si dissociano in un catione metallico e un anione residuo acido. I sali si dividono in:
· Media
· Di base
· Complesso
· Doppio
· Misto
Sali medi. Questi sono prodotti di sostituzione completa degli atomi di idrogeno in un acido con atomi di metallo o con un gruppo di atomi (NH 4 +): MgSO 4, Na 2 SO 4, NH 4 Cl, Al 2 (SO 4) 3.
I nomi dei sali medi derivano dai nomi di metalli e acidi: CuSO 4 - solfato di rame, Na 3 PO 4 - fosfato di sodio, NaNO 2 - nitrito di sodio, NaClO - ipoclorito di sodio, NaClO 2 - clorito di sodio, NaClO 3 - clorato di sodio , NaClO 4 - perclorato di sodio, CuI - ioduro di rame(I), CaF 2 - fluoruro di calcio. È inoltre necessario ricordare alcuni nomi banali: NaCl - sale da cucina, KNO3 - nitrato di potassio, K2CO3 - potassa, Na2CO3 - carbonato di sodio, Na2CO3∙10H2O - soda cristallina, CuSO4 - solfato di rame, Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O - borace, Na 2 SO 4 . 10H 2 Sale di O-Glauber. Sali doppi. Questo sale , contenente due tipi di cationi (atomi di idrogeno polibasico gli acidi sono sostituiti da due cationi diversi): MgNH4PO4, KAl (SO4)2, NaKSO4 I sali doppi come composti individuali esistono solo in forma cristallina. Una volta sciolti in acqua sono completamentedissociarsi in ioni metallici e residui acidi (se i sali sono solubili), ad esempio:
NaKSO 4 ↔ Na + + K + + SO 4 2-
È interessante notare che la dissociazione dei doppi sali nelle soluzioni acquose avviene in 1 passaggio. Per nominare sali di questo tipo, è necessario conoscere i nomi dell'anione e di due cationi: MgNH4PO4 - fosfato di magnesio e ammonio.
Sali complessi.Queste sono particelle (molecole neutre oioni ), che si formano a seguito dell'unione a un dato ione (o atomo ), chiamato agente complessante, molecole neutre o altri ioni chiamati ligandi. I sali complessi si dividono in:
1) Complessi cationici
Cl 2 - tetraammina zinco(II) dicloruro
Cl2- di cloruro di esaammina cobalto (II).
2) Complessi anionici
K2- tetrafluoroberillato di potassio (II)
Li-tetraidruro di litio(III)
K3-esacianoferrato di potassio (III)
La teoria della struttura dei composti complessi è stata sviluppata dal chimico svizzero A. Werner.
Sali acidi– prodotti di sostituzione incompleta degli atomi di idrogeno negli acidi polibasici con cationi metallici.
Ad esempio: NaHCO3
Proprietà chimiche:
Reagiscono con i metalli situati nella serie di tensioni a sinistra dell'idrogeno.
2KHSO4 +Mg→H2 +Mg(SO) 4 +K2 (SO) 4
Si noti che per tali reazioni è pericoloso prendere metalli alcalini, perché prima reagiranno con l'acqua con un grande rilascio di energia e si verificherà un'esplosione, poiché tutte le reazioni avvengono in soluzioni.
2NaHCO3 +Fe→H2 +Na2 CO3 +Fe2 (CO3) 3 ↓
I sali acidi reagiscono con soluzioni alcaline e formano sale(i) medio(i) e acqua:
NaHCO3+NaOH→Na2CO3+H2O
2KHSO4 +2NaOH→2H2 O+K2 SO4 +Na2SO4
I sali acidi reagiscono con soluzioni di sali medi se viene rilasciato gas, si forma un precipitato o viene rilasciata acqua:
2KHSO4 +MgCO3 →MgSO4 +K2SO4 +CO2 +H2O
2KHSO4 +BaCl2 →BaSO4 ↓+K2SO4 +2HCl
I sali acidi reagiscono con gli acidi se il prodotto acido della reazione è più debole o più volatile di quello aggiunto.
NaHCO3 +HCl→NaCl+CO2 +H2O
I sali acidi reagiscono con gli ossidi basici per rilasciare acqua e sali medi:
2NaHCO3 +MgO→MgCO3 ↓+Na2CO3 +H2O
2KHSO4 +BeO→BeSO4 +K2SO4 +H2O
I sali acidi (in particolare i bicarbonati) si decompongono sotto l'influenza della temperatura:
2NaHCO3 → Na2CO3 +CO2 +H2O
Ricevuta:
I sali acidi si formano quando un alcali viene esposto ad una soluzione in eccesso di un acido polibasico (reazione di neutralizzazione):
NaOH+H2SO4 →NaHSO4 +H2O
Mg(OH)2+2H2SO4 →Mg(HSO4)2+2H2O
I sali acidi si formano sciogliendo gli ossidi basici negli acidi polibasici:
MgO+2H2SO4 →Mg(HSO4)2 +H2O
I sali acidi si formano quando i metalli vengono sciolti in una soluzione in eccesso di un acido polibasico:
Mg+2H2SO4 →Mg(HSO4)2 +H2
I sali acidi si formano come risultato dell'interazione del sale medio e dell'acido che forma l'anione del sale medio:
Ca3(PO4)2+H3PO4→3CaHPO4
Sali basici:
I sali basici sono un prodotto della sostituzione incompleta del gruppo idrossile nelle molecole di basi poliacide con residui acidi.
Esempio: MgOHNO 3,FeOHCl.
Proprietà chimiche:
I sali basici reagiscono con l'acido in eccesso per formare un sale medio e acqua.
MgOHNO3 +HNO3 →Mg(NO3)2 +H2O
I sali basici vengono decomposti dalla temperatura:
2CO3→2CuO+CO2+H2O
Preparazione dei sali basici:
Interazione di sali di acidi deboli con sali medi:
2MgCl2 +2Na2CO3 +H2O→ 2CO3 +CO2 +4NaCl
Idrolisi dei sali formati da una base debole e un acido forte:
ZnCl2+H2O→Cl+HCl
La maggior parte dei sali basici sono leggermente solubili. Molti di loro sono minerali, ad es. malachite Cu 2 CO 3 (OH) 2 e idrossiapatite Ca 5 (PO 4) 3 OH.
Le proprietà dei sali misti non sono trattate in un corso di chimica scolastica, ma è importante conoscerne la definizione.
I sali misti sono sali in cui i residui acidi di due acidi diversi sono attaccati a un catione metallico.
Un buon esempio è la calce sbiancante Ca(OCl)Cl (candeggina).
Nomenclatura:
1. Il sale contiene un catione complesso
Innanzitutto viene nominato il catione, quindi i ligandi inclusi nella sfera interna sono anioni, che terminano con "o" ( Cl - - cloro, OH - -idrossi), poi i ligandi, che sono molecole neutre ( NH 3 -ammina, H 2 O -aquo).Se ci sono più di 1 ligandi identici, il loro numero è indicato con numeri greci: 1 - mono, 2 - di, 3 - tre, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - octa, 9 - nona, 10 - deca. Quest'ultimo è detto ione complessante, indicandone tra parentesi la valenza se è variabile.
[Ag(NH 3 ) 2 ](OH )-argento diammina idrossido ( IO)
[Co (NH 3 ) 4 Cl 2 ] Cl 2 -cloruro dicloro o tetraammina di cobalto ( III)
2. Il sale contiene un anione complesso.
Innanzitutto vengono nominati i ligandi - anioni, quindi vengono nominate le molecole neutre che entrano nella sfera interna terminando con "o", indicando il loro numero con numeri greci. Quest'ultimo è chiamato ione complessante in latino, con il suffisso “at”, che indica la valenza tra parentesi. Successivamente viene scritto il nome del catione situato nella sfera esterna; non è indicato il numero dei cationi;
Potassio K 4 -esacianoferrato (II) (reagente per ioni Fe 3+)
K 3 - esacianoferrato di potassio (III) (reagente per ioni Fe 2+)
Tetraidrossizincato di Na 2 -sodio
La maggior parte degli ioni complessanti sono metalli. Gli elementi d mostrano la maggiore tendenza alla formazione complessa. Intorno allo ione centrale che forma il complesso ci sono ioni con carica opposta o molecole neutre: ligandi o addendi.
Lo ione complessante e i ligandi costituiscono la sfera interna del complesso (tra parentesi quadre il numero di ligandi coordinati attorno allo ione centrale è chiamato numero di coordinazione);
Gli ioni che non entrano nella sfera interna formano la sfera esterna. Se lo ione complesso è un catione, allora ci saranno anioni nella sfera esterna e viceversa, se lo ione complesso è un anione, allora ci saranno cationi nella sfera esterna. I cationi sono solitamente ioni di metalli alcalini e alcalino terrosi, catione ammonio. Quando dissociati, i composti complessi danno ioni complessi complessi che sono abbastanza stabili nelle soluzioni:
K3 ↔3K + + 3-
Se parliamo di sali acidi, quando si legge la formula si pronuncia il prefisso idro-, ad esempio:
Idrosolfuro di sodio NaHS
Bicarbonato di sodio NaHCO3
Con i sali basici si usa il prefisso idrossi- O diidrossi-
(dipende dallo stato di ossidazione del metallo nel sale), ad esempio:
idrossicloruro di magnesio Mg(OH)Cl, diidrossicloruro di alluminio Al(OH) 2 Cl
Metodi per ottenere i sali:
1. Interazione diretta del metallo con il non metallo . Questo metodo può essere utilizzato per ottenere sali di acidi privi di ossigeno.
Zn+Cl2→ZnCl2
2. Reazione tra acido e base (reazione di neutralizzazione). Reazioni di questo tipo sono di grande importanza pratica (reazioni qualitative alla maggior parte dei cationi sono sempre accompagnate dal rilascio di acqua):
NaOH+HCl→NaCl+H2O
Ba(OH)2 +H2SO4 →BaSO4 ↓+2H2O
3. Interazione di un ossido basico con uno acido :
SO3+BaO→BaSO4 ↓
4. Reazione tra ossido acido e base :
2NaOH+2NO2 →NaNO3 +NaNO2 +H2O
NaOH+CO2→Na2CO3+H2O
5. Reazione tra ossido basico e acido :
Na2O+2HCl→2NaCl+H2O
CuO+2HNO3 =Cu(NO3)2 +H2O
6. Interazione diretta del metallo con l'acido. Questa reazione può essere accompagnata dallo sviluppo di idrogeno. Il rilascio o meno dell'idrogeno dipende dall'attività del metallo, dalle proprietà chimiche dell'acido e dalla sua concentrazione (vedi Proprietà degli acidi solforico e nitrico concentrati).
Zn+2HCl=ZnCl2+H2
H2SO4 +Zn=ZnSO4 +H2
7. Interazione del sale con l'acido . Questa reazione avverrà a condizione che l'acido che forma il sale sia più debole o più volatile dell'acido che ha reagito:
Na2CO3 +2HNO3 =2NaNO3 +CO2 +H2O
8. Interazione del sale con l'ossido acido. Le reazioni avvengono solo quando riscaldate, quindi l'ossido reagente deve essere meno volatile di quello formato dopo la reazione:
CaCO3 +SiO2 =CaSiO3 +CO2
9. Interazione di non metalli con alcali . Alogeni, zolfo e alcuni altri elementi, interagendo con gli alcali, danno sali privi di ossigeno e contenenti ossigeno:
Cl 2 +2KOH=KCl+KClO+H 2 O (la reazione avviene senza riscaldamento)
Cl 2 +6KOH=5KCl+KClO 3 +3H 2 O (la reazione avviene con riscaldamento)
3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O
10. Interazione tra due sali. Questo è il metodo più comune per ottenere i sali. Per fare ciò, entrambi i sali entrati nella reazione devono essere altamente solubili e, poiché si tratta di una reazione di scambio ionico, affinché possa procedere fino al completamento, uno dei prodotti della reazione deve essere insolubile:
Na2CO3+CaCl2 =2NaCl+CaCO3 ↓
Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4 ↓
11. Interazione tra sale e metallo . La reazione avviene se il metallo si trova nella serie di tensioni metalliche a sinistra di quella contenuta nel sale:
Zn+CuSO4 =ZnSO4 +Cu↓
12. Decomposizione termica dei sali . Quando alcuni sali contenenti ossigeno vengono riscaldati, se ne formano di nuovi, con meno contenuto di ossigeno o che non contengono affatto ossigeno:
2KNO 3 → 2KNO 2 +O 2
4KClO3 → 3KClO4 +KCl
2KClO3 → 3O2 +2KCl
13. Interazione di un non metallo con il sale. Alcuni non metalli sono in grado di combinarsi con i sali per formare nuovi sali:
Cl2+2KI=2KCl+I2↓
14. Reazione della base con sale . Trattandosi di una reazione di scambio ionico, affinché possa procedere fino al completamento, è necessario che 1 dei prodotti della reazione sia insolubile (questa reazione viene utilizzata anche per convertire i sali acidi in intermedi):
FeCl3 +3NaOH=Fe(OH)3 ↓ +3NaCl
NaOH+ZnCl2 = (ZnOH)Cl+NaCl
KHSO4 +KOH=K2SO4 +H2O
I sali doppi si possono ottenere anche in questo modo:
NaOH+KHSO4 =KNaSO4 +H2O
15. Interazione del metallo con gli alcali. I metalli anfoteri reagiscono con gli alcali, formando complessi:
2Al+2NaOH+6H2O=2Na+3H2
16. Interazione sali (ossidi, idrossidi, metalli) con leganti:
2Al+2NaOH+6H2O=2Na+3H2
AgCl+3NH4OH=OH+NH4Cl+2H2O
3K4+4FeCl3 =Fe33+12KCl
AgCl+2NH4OH=Cl+2H2O
Redattore: Galina Nikolaevna Kharlamova
Proprietà chimiche dei sali
I sali dovrebbero essere considerati come il prodotto della reazione di un acido e di una base. Di conseguenza, si può formare quanto segue:
- normale (media) - si formano quando la quantità di acido e base è sufficiente per una completa interazione. Nomi dei sali normali Sono costituiti da due parti. Prima viene chiamato l'anione (residuo acido), poi il catione.
- acido - si formano quando c'è un eccesso di acido e una quantità insufficiente di alcali, perché in questo caso non ci sono abbastanza cationi metallici per sostituire tutti i cationi idrogeno presenti nella molecola dell'acido. Vedrai sempre l'idrogeno nei residui acidi di questo tipo di sale. I sali acidi sono formati solo da acidi polibasici e presentano le proprietà sia dei sali che degli acidi. Nei nomi dei sali acidi viene inserito un prefisso idro- all'anione.
- sali basici - si formano quando c'è un eccesso di base e una quantità insufficiente di acido, perché in questo caso gli anioni dei residui acidi non sono sufficienti a sostituire completamente i gruppi idrossilici presenti nella base. i sali principali nei cationi contengono gruppi idrossi. I sali basici sono possibili per le basi poliacide, ma non per le basi monoacide. Alcuni sali basici sono in grado di decomporsi in modo indipendente, rilasciando acqua nel processo, formando sali oxo che hanno le proprietà dei sali basici. Nome dei sali principaliè costruito come segue: all'anione viene aggiunto un prefisso idrossi-.
Reazioni tipiche dei sali normali
- Reagiscono bene con i metalli. Allo stesso tempo, i metalli più attivi sostituiscono quelli meno attivi dalle soluzioni dei loro sali.
- Con acidi, alcali e altri sali, le reazioni procedono fino a completamento, a condizione che si formi un precipitato, un gas o composti scarsamente dissociabili.
- Nelle reazioni dei sali con gli alcali si formano sostanze come l'idrossido di nichel (II) Ni(OH) 2 - un precipitato; ammoniaca NH 3 – gas; l'acqua H 2 O è un elettrolita debole, un composto scarsamente dissociato:
- I sali reagiscono tra loro se si forma un precipitato o se si forma un composto più stabile.
- Molti sali normali si decompongono quando riscaldati per formare due ossidi: acido e basico.
- I nitrati si decompongono in modo diverso dagli altri sali normali. Quando riscaldati, i nitrati dei metalli alcalini e alcalino terrosi rilasciano ossigeno e si trasformano in nitriti:
- I nitrati di quasi tutti gli altri metalli si decompongono in ossidi:
- I nitrati di alcuni metalli pesanti (argento, mercurio, ecc.) si decompongono quando riscaldati fino ai metalli:
Reazioni tipiche dei sali acidi
- Entrano in tutte le reazioni in cui entrano gli acidi. Reagiscono con gli alcali; se il sale acido e l'alcali contengono lo stesso metallo, di conseguenza si forma un sale normale.
- Se l'alcali contiene un altro metallo, si formano doppi sali.
Reazioni tipiche dei sali basici
- Questi sali subiscono le stesse reazioni delle basi. Reagiscono con gli acidi; se il sale basico e l'acido contengono lo stesso residuo acido, il risultato è un sale normale.
- Se l'acido contiene un altro residuo acido, si formano sali doppi.
Sali complessi- un composto i cui siti del reticolo cristallino contengono ioni complessi.
Sono note numerose reazioni che portano alla formazione di sali. Ne presentiamo i più importanti.
1. Interazione degli acidi con le basi (reazione di neutralizzazione):
NaOH+HNO 3 = NUNNO 3 +N 2 DI
Al(OH) 3 +3HC1=AlCl 3 + 3 ore 2 DI
2. Interazione dei metalli con gli acidi:
Fe+2HCl = FeCl 2 +N 2
Zn+N 2 SDI 4 div. = ZnSO 4 +N 2
3. Interazione degli acidi con ossidi basici e anfoteri:
CONuo+N 2 COSÌ 4 =CuSO 4 +N 2 DI
ZnO + 2 HCl = ZnCONl 2 +N 2 DI
4. Interazione degli acidi con i sali:
FeCl 2 + H 2 S = FeS + 2 HCl
AgNO 3 +HCl = AgCl +HNO 3
Ba(NO 3 ) 2 +H 2 COSÌ 4 = BaSO 4 +2HNO 3
5. Interazione di soluzioni di due sali diversi:
BaCl 2 +No 2 COSÌ 4 = VaCOSÌ 4 +2NаСl
Pb(NO 3 ) 2 +2NaCl=RBCON1 2 + 2NaNO 3
6. Interazione delle basi con ossidi acidi (alcali con ossidi anfoteri):
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCOCO 3 +N 2 DI,
2 Ne lui (TV) + ZnO N / a 2 ZnO 2 +N 2 DI
7. Interazione degli ossidi basici con quelli acidi:
SaO+SiO 2
SaSiO 3
N / a 2 O+SO 3 =No 2 COSÌ 4
8. Interazione dei metalli con i non metalli:
2K+S1 2 = 2KS1
Fe+S
FeS
9. Interazione dei metalli con i sali.
Cu+Hg(NO 3 ) 2 = Hg+Cu(NO 3 ) 2
Pb(NO 3 ) 2 +Zn=Rb+Zn(NO 3 ) 2
10. Interazione di soluzioni alcaline con soluzioni saline
CuCl 2 +2NaOH = Cu(OH) 2 ↓+2NaCl
NaHCO 3 + NaOH = Na 2 CO 3 +H 2 O
Utilizzo dei sali.
Alcuni sali sono composti necessari in quantità significative per garantire le funzioni vitali degli organismi animali e vegetali (sali di sodio, potassio, calcio, nonché sali contenenti gli elementi azoto e fosforo). Di seguito, utilizzando esempi di singoli sali, vengono mostrate le aree di applicazione dei rappresentanti di questa classe di composti inorganici, anche nell'industria petrolifera.
NаС1- cloruro di sodio (sale da cucina, sale da cucina). L'ampiezza dell'uso di questo sale è testimoniata dal fatto che la produzione mondiale di questa sostanza supera i 200 milioni di tonnellate.
Questo sale è ampiamente utilizzato nell'industria alimentare e funge da materia prima per la produzione di cloro, acido cloridrico, idrossido di sodio e carbonato di sodio. (N / a 2 CO 3 ). Il cloruro di sodio trova svariati usi nell'industria petrolifera, ad esempio come additivo nei fluidi di perforazione per aumentare la densità, prevenire la formazione di cavità durante la perforazione di pozzi, come regolatore del tempo di presa delle composizioni cementizie per la malta, per abbassare il congelamento punto (antigelo) di fluidi di perforazione e cemento.
KS1- cloruro di potassio. Incluso nei fluidi di perforazione che aiutano a mantenere la stabilità delle pareti dei pozzi nelle rocce argillose. Il cloruro di potassio è utilizzato in quantità significative in agricoltura come macrofertilizzante.
N / a 2 CO 3 - carbonato di sodio (soda). Incluso nelle miscele per la produzione del vetro e nei detergenti. Reagente per aumentare l'alcalinità dell'ambiente, migliorando la qualità delle argille per i fluidi di perforazione dell'argilla. Viene utilizzato per rimuovere la durezza dell'acqua durante la preparazione all'uso (ad esempio nelle caldaie) ed è ampiamente utilizzato per purificare il gas naturale dall'idrogeno solforato e per la produzione di reagenti per fluidi di perforazione e cementazione.
Al 2 (COSÌ 4 ) 3 - solfato di alluminio. Un componente di fluidi di perforazione, un coagulante per purificare l'acqua da particelle fini sospese, un componente di miscele viscoelastiche per isolare le zone di assorbimento nei pozzi di petrolio e gas.
NUN 2 IN 4 DI 7 - tetraborato di sodio (borace). È un reagente efficace: un ritardante per malte cementizie, un inibitore della distruzione termo-ossidativa dei reagenti protettivi a base di eteri di cellulosa.
BUNSDI 4 - solfato di bario (barite, longherone pesante). Utilizzato come agente ponderante ( 4,5 g/cm 3) per fanghi di perforazione e cemento.
Fe 2 COSÌ 4 - solfato di ferro (I) (solfato di ferro). Viene utilizzato per la preparazione del ferrocromo ligninsolfonato, un reagente stabilizzante per fluidi di perforazione, un componente di fluidi di perforazione a base di idrocarburi in emulsione altamente efficace.
FeS1 3 - cloruro ferrico (III). In combinazione con gli alcali, viene utilizzato per purificare l'acqua dall'idrogeno solforato durante la perforazione di pozzi con acqua, per l'iniezione in formazioni contenenti idrogeno solforato per ridurne la permeabilità, come additivo ai cementi per aumentare la loro resistenza all'azione di idrogeno solforato, per purificare l'acqua dalle particelle sospese.
CaCO 3 - carbonato di calcio sotto forma di gesso, calcare. È una materia prima per la produzione di calce viva CaO e calce spenta Ca(OH) 2. Utilizzato in metallurgia come flusso. Viene utilizzato durante la perforazione di pozzi di petrolio e gas come agente di ponderazione e riempitivo per i fluidi di perforazione. Il carbonato di calcio sotto forma di marmo con una certa dimensione delle particelle viene utilizzato come supporto durante la fratturazione idraulica delle formazioni produttive per migliorare il recupero del petrolio.
CaSO 4 - solfato di calcio. Sotto forma di alabastro (2СаSO 4 · Н 2 О) è ampiamente utilizzato in edilizia, fa parte delle miscele cementizie a rapido indurimento per isolare le zone di assorbimento. Aggiunto ai fluidi di perforazione sotto forma di anidrite (CaSO 4) o gesso (CaSO 4 · 2H 2 O), conferisce stabilità alle rocce argillose perforate.
CaCl 2 - Cloruro di calcio. Utilizzato per la preparazione di soluzioni di perforazione e cementazione per la perforazione di rocce instabili, riduce notevolmente il punto di congelamento delle soluzioni (antigelo). Viene utilizzato per creare soluzioni ad alta densità che non contengono una fase solida, efficaci per aprire formazioni produttive.
NUN 2 SìDI 3 - silicato di sodio (vetro solubile). Utilizzato per consolidare terreni instabili e per preparare impasti a presa rapida per isolare le zone di assorbimento. Viene utilizzato come inibitore della corrosione dei metalli, componente di alcuni cementi di perforazione e soluzioni tampone.
AgNO 3 - nitrato d'argento. Utilizzato per analisi chimiche, comprese le acque di formazione e i filtrati dei fluidi di perforazione per il contenuto di ioni cloro.
N / a 2 COSÌ 3 - solfito di sodio. Utilizzato per rimuovere chimicamente l'ossigeno (deaerazione) dall'acqua per combattere la corrosione durante l'iniezione delle acque reflue. Per inibire la distruzione termo-ossidativa dei reagenti protettivi.
N / a 2 Cr 2 DI 7 - bicromato di sodio. Viene utilizzato nell'industria petrolifera come riduttore di viscosità ad alta temperatura per i fluidi di perforazione, come inibitore della corrosione dell'alluminio e per la preparazione di numerosi reagenti.
Le basi possono interagire:
- con non metalli -
6KOH + 3S → K2SO3 + 2K2S + 3H2O;
- con ossidi acidi -
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O;
- con sali (precipitazioni, rilascio di gas) -
2KOH + FeCl2 → Fe(OH)2 + 2KCl.
Ci sono anche altri modi per ottenerlo:
- interazione di due sali -
CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓;
- reazione di metalli e non metalli -
- combinazione di ossidi acidi e basici -
SO3 + Na2O → Na2SO4;
- interazione dei sali con i metalli -
Fe+CuSO4 → FeSO4+Cu.
Proprietà chimiche
I sali solubili sono elettroliti e sono soggetti a reazioni di dissociazione. Quando interagiscono con l'acqua, si disintegrano, ad es. si dissociano in ioni con carica positiva e negativa, rispettivamente cationi e anioni. I cationi sono ioni metallici, gli anioni sono residui acidi. Esempi di equazioni ioniche:
- NaCl → Na + + Cl − ;
- Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3 + + 3SO 4 2− ;
- CaClBr → Ca2 + + Cl - + Br - .
Oltre ai cationi metallici, i sali possono contenere cationi ammonio (NH4 +) e fosfonio (PH4 +).
Altre reazioni sono descritte nella tabella delle proprietà chimiche dei sali.
Riso. 3. Isolamento del sedimento in seguito all'interazione con le basi.
Alcuni sali, a seconda del tipo, si decompongono quando riscaldati in un ossido metallico e un residuo acido o in sostanze semplici. Ad esempio, CaCO 3 → CaO + CO 2, 2AgCl → Ag + Cl 2.
Cosa abbiamo imparato?
Dalla lezione di chimica di terza media abbiamo imparato le caratteristiche e i tipi di sali. I composti inorganici complessi sono costituiti da metalli e residui acidi. Può includere idrogeno (sali acidi), due metalli o due residui acidi. Si tratta di sostanze cristalline solide che si formano a seguito di reazioni di acidi o alcali con metalli. Reagiscono con basi, acidi, metalli e altri sali.