5. Амфотерные гидроксиды

Амфотерными называют такие гидроксиды, которые в зависимости от условий проявляют и основные, и кислотные свойства. При диссоциации амфотерные гидроксиды образуют как катионы водорода Н⁺, так и гидроксид-ионы ОН^-. Примером могут служить Zn(OH)₂, A1(OH)₃, Сr(ОН)₃, Ве(ОН)₂, Ge(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂ и др.

В зависимости от кислотности или щелочности раствора, действующего на амфотерный гидроксид возможен разрыв связи в молекуле гидроксида либо между металлом и кислородом (а), либо между водородом и кислородом(б):

В случае (а) амфотерный гидроксид проявляет свойства основания, в случае (б) - свойства кислоты. Амфотерные гидроксиды взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами, что вытекает из приведенного выше характера диссоциации молекулы:

Zn(OH)₂ + НС1 = ZnCl₂ + 2Н₂О,

H₂ZnO₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄].

6. СОЛИ

Соли представляют собой продукт замещения ионов водорода в кислоте катионами металла (сюда же относятся и катионы аммония NH₄⁺) или продукт замещения гидроксильных групп основания анионами кислотных остатков. При полном замещении получаются средние (нормальные) соли. При неполном замещении водорода кислоты на металл получается кислая соль. При неполном замещении гидроксогруппы основания на кислотный остаток получается основная соль. Ясно, что кислая соль может быть образована только кислотой, основность которой равна двум или больше, а основная соль - металлом, валентность которого равна двум или больше. Любую соль можно представить как продукт взаимодействия основания и кислоты:

H₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2Н₂О.

Na₂SO₄ - сульфат натрия - средняя соль - продукт полного замещения ионов водорода в кислоте ионами натрия.

H₂SO₄ + NaOH = NaHSO₄ + Н₂О.

NaHSO₄ - гидросульфат натрия - кислая соль - продукт неполного замещения водорода в кислоте на металл.

Сu(ОН)₂ + 2НС1 = СuС1₂ + 2Н₂О.

СuС1₂ - хлорид меди(II) - средняя соль - продукт полного замещения гидроксильных групп кислотными остатками.

(CuOH)Cl - хлорид гидроксомеди - основная соль - продукт неполного замещения ОН-групп на кислотные остатки.

С точки зрения теории электролитической диссоциации соли - вещества, при диссоциации которых образуются катионы металла (или NH₄⁺) и анионы кислотных остатков:

Na₂SO₄ = 2Na⁺ + SO₄^2-,

NaHSO₄ = Na⁺ + HSO₄^-,

CuCl₂ = Cu²⁺ + 2Cl^-,

(CuOH)Cl = (CuOH)⁺ + Cl^-.

Соли, образованные двумя металлами и одной кислотой, называются двойными солями. Например, KA1(SO₄)₂, KCr(SO₄)₂. Двойные соля диссоциируют на те ионы, из которых они состоят:

KAI(SO₄)₂ = К⁺ + А1³⁺+ 2SO₄^2-.

Соли, образованные одним металлом и двумя кислотами, называются смешанными солями. Смешанной солью является СаС1ОС1(или CaOCl₂) - кальциевая соль соляной (НС1) и хлорноватистой (НС1) кислот.

Пример диссоциации смешанной соли:

CaClOCl = Са²⁺ + СlO^- + Сl^-.

В состав комплексных солей входят сложные (комплексные) ионы. При написании формул такой соли комплексный ион заключается в квадратные скобки. Примеры диссоциации комплексных солей:

K₃[Fe(CN)₆] = 3K⁺ + [Fe(CN)₆]^3-,

[Ag(NH₃)₂]Cl = [Ag(NH₃)₂]⁺+ Сl^-.

Номенклатура солей

В соответствии с международной номенклатурой название соли отражает название металла и латинское название кислотного остатка. Название соли состоит из двух слов: названия аниона в именительном падеже и катиона в родительном. Число анионов и катионов, как правило, в названии соли не указывается. Если один и тот же металл проявляет различную степень окисления, то её указывают в скобках римской цифрой после названия соли.

Латинское название кислоты и кислотного остатка происходит обычно от латинского названия элемента, образующего кислоту. При этом название соли бескислородной кислоты имеет окончание "ид", кислородосодержащей кислоты - "ат" в случае максимальной валентности кислотообразующего элемента и "ит" в случае более низкой его валентности. Так, соли соляной кислоты НС1 называются хлоридами, сероводородной H₂S - сульфидами, серной H₂SO₄ - сульфатами, сернистой H₂SO₃ - сульфитами.

Названия кислых солей имеют приставку "гидро", указывающую на наличие незамещенных атомов водорода; если таких незамещенных атомов два или больше, то их число обозначается греческими числительными (ди-, три- и т.д.). Так, Na₂HPO₄ - гидрофосфат натрия, NaH₂PO₄ - дигидрофосфат натрия. Аналогично основная соль характеризуется приставкой "гидроксо" указывающей на наличие незамещенных гидроксильных групп. Например, FeOHCl₂ – хлорид гидроксожелеза, Fe(OH)₂Cl - хлорид дигидроксожелеза. В некоторых случаях образование основной соли сопровождается отщеплением воды, например:

Bi(OH)₂Cl = BiOCl + H₂O.

Образующиеся при этом соли (оксосоли) не содержат гидроксогруппы, но сохраняют свойства основных солей, в частности, способность взаимодействовать с кислотами с образованием средних солей:

BiOCl+2HCl=BiCl₃ + H₂O.

Названия важнейших кислот и их солей

Кислота	Название
	кислоты	соли
1	2	3
НА1О2	Метаалюм иниевая	Метаалюминат
HAsO3	Метамышьяковая	Метаарсенат
H3AsO4	Ортомышьяковая	Ортоарсенат
НВО2	Метаборная	Метаборат
Н3ВО3	Ортоборная	Ортоборат
Н2В4О7	Тетраборная	Тетраборат
НВr	Бромводород	Бромид
СНзСООН	Уксусная	Ацетат
HCN	Циановодород	Цианид
Н2СО3	Угольная	Карбонат
НС1О	Хлорноватистая	Гипохлорит
Продолжение таблицы
НС1О2	Хлористая	Хлорит
НС1О3	Хлорноватая	Хлорат
НС1О4	Хлорная	Перхлорат
Н2СrO4	Хромовая	Хромат
Н2Сr2O7	Двухромовая	Дихромат(бихромат)
HI	Иододводородная	Иодид
НМnО4	Марганцовая	Перманганат
Н2МnО4	Марганцовистая	Манганат
HNO2	Азотистая	Нитрит
HNO3	Азотная	Нитрат
НРОз	Метафосфорная	Метафосфат
Н3РО4	Ортофосфорная	Ортофосфат (фосфат)
Н2Р2О7	Двуфосфоная(пирофосфорная)	Дифоcфат(пирофосфат)
H2S	Сероводородная	Сульфид
H2SiO3	Кремниевая	Силикат
HVO3	Ванадиевая	Ванадат
H2WO4	Вольфрамовая	Вольфрамат

Названия кислородосодержащих катионов, входящих в состав оксосолей (BiO⁺, SbO⁺, UO₂⁺ и т.д), образуются от корня латинского названия элемента с добавлением окончания «ил»: ВIO⁺- висмутил, SbO⁺-стибил (антимонил), UO₂⁺- уранил. В соответствие с этим BiOCl называют "хлорид висмутила", UO₂(NO₃)₂ - «нитрат уранила» и т.д. Русские названия средних солей кислородных кислот составляются из названия кислоты с окончанием "кислый" и названия металла. Например, Na₂SO₄ - сернокислый натрий, К₃РО₄ - фосфорнокислый калий. Если металл имеет переменную валентность, то для солей металла с высшей валентностью прибавляется слово "окисная", а для солей металлов с низшей валентностью - слово "закисная". Например, Fe₂(SO₄)₃ -сернокислое железо окисное, FeSO₄ - сернокислое железо закисное.

Названия средних солей бескислородных кислот составляются из названия неметалла, образующего кислоту, с окончанием «истый» и названия металла. Так, KI - йодистый калий, MgCl₂ - хлористый магний, CaS -сернистый кальций. Соли металлов с переменной валентностью различают по окончанию прилагательного. Например, FeCl₃ - хлорное железо, FeCl₂ -хлористое железо.

Кислые и основные соли называются, как и средние, с добавлением слова "кислый" о случае кислой соли и слова "основной" в случае основной соли. Так, KHSO₃ - кислый сернокислый калий, A1OHSO₄ - основной сернокислый алюминий. Кислотный остаток Н₂РО₄" называется однозамещенный кислый фосфорнокислый; НРО₄²" - двузамещенный кислый фосфорнокислый; Na₂HPO₄ - двузамещенный кислый фосфорнокислый натрий, NaH₂PO₄ - однозамещенный кислый фосфорнокислый натрий.

Графические формулы солей

Для графического изображения формул солей исходят из соответствующих формул кислот, заменяя в них атомы водорода на атомы металла с соблюдением правила валентности: один атом водорода заменяется одновалентным металлом, два - двухвалентным и т.д. Например, графическое изображение молекулы Са₃(РО₄)₂ можно представить:

Н — О О

Са

Н — О Р = О О Р = О

Н — О О

фосфорная кислота Са

О

О Р = О

Са

О

Кислые соли фосфорной кислоты NaH₂PO₄ и Na₂HPO₄:

N a — О Na — О

Н — О Р = О Na — О Р = О

Н — О Н — О

Основная соль будет иметь вид FeOHCO₃:

O — H

Fe O

C = O

O

Получение солей

Соли образуются при взаимодействии простых веществ и представителей всех классов неорганических соединений. Для получения каждой соли выбирают тот способ, который экономически более выгоден, учитывая наиболее дешевые источники сырья. Ниже приводятся примеры получения солей различными способами, хотя следует иметь в виду, что не любую соль можно получить с их помощью. Наиболее общие способы получения солей:

1. При взаимодействии металлов с неметаллами:

2Fe + 3С1₂ = 2FeCl₃.

2. При взаимодействии металлов с кислотами:

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + Н₂.

3. При взаимодействии металлов с растворами солей:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Сu.

(Необходимо пользоваться рядом напряжений металлов для правильного выбора реагентов).

4. При взаимодействии основных и кислотных оксидов:

3СаО + Р₂О₅ = Са₃(РО₄)₂

5. При взаимодействии основных оксидов с щелочами:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + Н₂О.

6. При взаимодействии кислотных оксидов с основаниями:

SO₃ + Са(ОН)₂ = CaSO₄ + Н₂О.

7. При взаимодействии оснований с кислотами:

Ва(ОН)₂ + 2НС1 = ВаС1₂ + 2Н₂О.

8. При взаимодействии щелочей с солями:

3КОН + FeCl₃ = Fe(OH)₃↓ + 3КС1.

9. При взаимодействии кислот с солями:

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ +2HC1.

10. При взаимодействии солей с солями:

Ba(NO₃)₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaNO₃.

11. При взаимодействии аммиака с кислотами:

NH₃ + HC1=NH₄C1,

2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄,

3NH₃ + H₃PO₄ = (NH₄)₃PO₄.

Существуют и другие способы получения солей.

Свойства солей

Соли являются твердыми кристаллическими веществами.

По растворимости в воде их можно разделить на растворимые, малорастворимые и практически нерастворимые.

Все соли азотной и уксусной кислот хорошо растворимы в воде.

Растворимы в воде соли соляной кислоты, кроме AgCl, Hg₂Cl₂, РЬС1₂ (последняя соль малорастворима).

Химические свойства солей обусловлены их отношением к металлам, щелочам, кислотам и солям:

1. В электрохимическом ряду напряжений каждый, предыдущий металл вытесняет последующие из растворов их солей, например:

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Сu,

2. Соли взаимодействуют со щелочами с образованием нерастворимых в воде оснований:

CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + 2NaCl,

3. Соли взаимодействуют с кислотами:

CuSO₄ + H₂S = CuS↓+ H₂SO_4,

4. Многие соли взаимодействуют между собой:

СаС1₂ + Na₂CO₃ = СаСО₃↓ + 2NaCl.

Реакции протекают до конца лишь в том случае, если один из образующихся продуктов уходит из сферы реакции, т.е. выпадает в виде осадка, выделяется в виде газа или представляет собой малодислоцированное соединение.

Если же продукты реакции, так же как и исходные вещества, хорошо растворимы в воде, то такие реакции обратимы.

5.Термическое разложение солей:

а) карбонаты при нагревании разлагаются на оксид металла и углекислый газ:

СаСОз = СаО + СО₂,

б) сульфаты разлагаются при высокой температуре на оксид металла и триоксид серы:

Fe₂(SO₄)₃ = Fe₂O₃ + 3SO₃,

в) соли азотной кислоты при нагревании разлагаются, причем продукты разложения могут быть разными, в зависимости от положения металла, образующего соль, в электрохимическом ряду напряжений. Если металл стоит в ряду напряжений левее магния, то нитрат этого металла разлагается на нитрит и кислород. Например:

2NaNO₃ = 2NaNO₂ + О₂,

Нитраты металлов от магния по медь включительно при нагревании разлагаются на оксид металла, диоксид азота и кислород:

2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + О₂.

Если металл в ряде напряжений стоит правее меди, то его нитрат разлагается на свободный металл, диоксид азота и кислород. Например:

Hg(NO₃)₂ = Hg + 2NO₂ + О₂.