Соли
Со́ли — класс сложных химических соединений, полностью или частично диссоциирующих в водном растворе на катионы и анионы кислотного остатка. В качестве катиона, помимо положительно заряженного иона металла, может выступать катион аммония (NH4+), а также комплексные катионы[1]. Общая формула: MexAy (Me — металл, x — количество атомов металла в соединении; A — кислотный остаток; y — число кислотных остатков)[2]. Представляют самый обширный класс химических веществ[3]. Чаще всего встречаются в виде кристаллов разных цветов. Имеют высокие температуры плавления и кипения[1]. Соли реагируют с металлами, другими солями, основаниями и кислотами, но не реагируют с неметаллами. Применяются в промышленности, медицине, быту, сельском хозяйстве и других сферах[4][5].
Классификация солей
По степени замещения атомов водорода кислоты на катион соли подразделяются на[3]:
- Средние, или нормальные, образованные в результате полного замещения атомов водорода на катион металла, например, NaCl — хлорид натрия, CaCO3 — карбонат кальция. Это наиболее распространённый тип солей.
- Кислые, образованные в результате частичного замещения атомов водорода на катионы металла. В таких случаях водород не исключается из состава соли и носит положительный заряд наравне с катионом. Пример таких солей: NaHCO3 — гидрокарбонат натрия, KH2PO4 — дигидрофосфат калия.
- Осно́вные, образованные в результате частичного замещения гидроксогруппы ОН в основании при взаимодействии щёлочи с кислотой, например, (CuOH)2PO4 — гидроксоортофосфат меди (II)). В таких случаях атом водорода в составе кислоты замещается не только на катион металла, но и на гидроксогруппу (-ОН).
- Комплексные, образованные либо в результате замещения атома водорода кислоты на комплексный катион, например, на катион аммония NH4+ с образованием комплексной соли NH4Cl — хлорид аммиака, либо при присоединении катиона к комплексному кислотному остатку (Na3[Fe(OH)6]) — гексагидроксоферрат (III) натрия)[3].
По растворимости в воде соли делятся на[6]:
- Растворимые: AlCl3 — хлорид алюминия, Mg(NO3)2 — нитрат магния. Уровень растворимости таких солей достигает 1 г и более на 100 г водного раствора (у AlCl3 уровень растворимости превышает 45 г на 100 г водного раствора, а у Mg(NO3)2 достигает 71,2 г на 100 г водного раствора).
- Нерастворимые: CaCO3, CuS — сульфид меди (II). Растворимость солей не превышает 0,01 г на 100 г воды.
- Малорастворимые: BaF2 — фторид баррия, KIO4 — иодат калия. Растворимость таких солей варьируется от 0,01 до 1 г на 100 г водного раствора[6].
Номенклатура солей
Существует общий принцип наименования солей: вначале даётся название аниона, затем обозначается катион. Однако номенклатура солей напрямую зависит от их классификации по степени замещения кислоты на катион[5].
- Для средних солей действует общий принцип, согласно которому металл называется после кислотного остатка: CaSO4 — сульфат кальция, Na2CO3 — карбонат натрия, СuS — сульфид меди[3].
- В наименованиях кислых солей перед названием аниона появляется приставка гидро-, указывающая на наличие водорода: NaHCO3 — гидрокарбонат натрия. В случае, если атомов водорода в соли больше одного, перед приставкой гидро- добавляется указание на количество атомов: дигидро-, тригидро-: KH2PO4 — дигидроортофосфат калия[3].
- В названиях основных солей появляется приставка гидроксо- перед названием аниона: (CuOH)2PO4 — гидроксоортофосфат меди (II)[3].
В скобках после названия соли указывается степень окисления металла, если он имеет непостоянную валентность.
Физические свойства солей
.jpg)
Большинство солей имеет ионную кристаллическую решётку, образованную за счёт ионной химической связи. Вещества с такой решёткой имеют высокие температуры плавления и кипения. Так, например, температура плавления поваренной соли составляет 801 °С, а температура кипения раствора, содержащего NaCl, — 1413 °С[7].
Соли существуют в твёрдом агрегатном состоянии, чаще — в виде кристаллов, но при взаимодействии с растворами могут переходить в жидкое[1].
Химические свойства солей
Соли реагируют с металлами, другими солями, основаниями и кислотами в том случае, если в результате образуется газ или вода, выпадает осадок. С неметаллами реакции не происходит. При взаимодействии соли с металлом в результате реакции замещения образуется новая соль и выделяет металл, ион которого присутствовал в соли-реагенте[3]. Металл, реагирующий с солью, должен стоять в ряду напряжения металлов левее, чем металл, входящий в состав исходной соли[2][5].
- 2Na + CuCl2 = Cu + 2NaCl
- 2Fe + 3Mg(NO3)2 = 2Fe(NO3)3 + 3Mg
При взаимодействии соли с другой солью происходит реакция обмена и образуются две новые соли[3]. Соли, вступающие в реакцию, должны быть растворимы в воде[2]:
- NaCl + LiNO3 = NaNO3 + LiCl
- 2KMnO4 + Na2SO3 = K2SO3 + 2NaMnO4
При взаимодействии соли с основанием (щёлочью) в результате реакции обмена образуются новая соль и новое основание[3]. Соль, вступающая в реакцию, должна быть растворима в воде[2]:
- Cu(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + Cu(OH)2
- CaCO3 + 2KOH = Ca(OH)2 + K2CO3
При взаимодействии соли с кислотой в результате реакции обмена образуются новая соль и новая кислота[3]. В результате реакции должен образовываться газ, осадок или вода[2].
- 2NaCl + H2SO4 = 2HCl + Na2SO4
- NaHSO4 + HCl = H2SO4 + NaCl
Помимо взаимодействия с перечисленными веществами, соли подвергаются гидролизу, протекающему между соединением и водой[8]. Гидролиз не происходит с солью сильного основания и сильной кислоты, среда остаётся нейтральной. При взаимодействии соли сильного основания и слабой кислоты гидролиз происходит по аниону, образуется щелочная среда. При гидролизе по катиону соли слабого основания и сильной кислоты среда меняется на кислую. Гидролиз соли слабого основания и слабой кислоты задействует и анион, и катион; среда зависит от степени диссоциации на ионы[8].
Применение солей
Соли применяются в тяжёлой и лёгкой промышленности, в отрасли сельского хозяйства, в быту, медицине и других областях[4]. Так, например:
- Хлорид натрия, или поваренная соль (NaCl) наиболее часто используется в кулинарии и консервации продуктов. Также хлорид натрия применяется в медицине и фармацевтике в качестве водного раствора и является физиологической жидкостью (физраствором)[9].
- Карбонат кальция (CaCO3) применяется в качестве мела для школьных досок, является компонентом зубных паст[9].
- Соли фосфора, азота и калия широко распространены в сельскохозяйственной сфере и являются составной частью многих минеральных удобрений.
Литература
- Габриелян О. С. Химия. 8 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений. — 2-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2013. — 289 с. — ISBN 978-5-358-11646-7
Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Соли (в химии) // Большая российская энциклопедия : научно-образовательный портал. — 2023.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Соли. Химический факультет (онлайн-учебник по химии). Дата обращения: 25 мая 2024.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 Габриелян О.С. Химия. 8 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений. — 2-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2013. — 289 с. — ISBN 978-5-358-11646-7, ББК 24.1я72.
- ↑ 4,0 4,1 Области применения соли. Галит (2021). Дата обращения: 20 мая 2024.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Логинова, А.Ю., Соловьёв, Н.В. Основные классы неорганических соединений / Под ред. И.В. Федосеева. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. — С. 36—41. — 68 с.
- ↑ 6,0 6,1 Большая таблица растворимости. ChemiDay. Дата обращения: 2024-19-05.
- ↑ Дикий_Енот. Свойства и способы получения солей. Студворк (6 июня 2018). Дата обращения: 20 мая 2024.
- ↑ 8,0 8,1 Жиров А. И. Гидролиз // Большая российская энциклопедия : научно-образовательный портал. — 2023.
- ↑ 9,0 9,1 Соли - структура, свойства и применение. Портал продуктов группы РСС. Дата обращения: 20 мая 2024.