Классы неорганических соединений. Соли

   Национальный Исследовательский Ядерный Университет

Институт Атомной  Энергетики

«МИФИ»

 

 

Кафедра Общей  и Специальной Химии

 

 

Курсовая работа

по методике преподавания химии

на тему

 «Классы неорганических соединений. Соли»

 

 

 

 

                                                    Выполнила: студентка ХИМ-С08

                                                       Коптяева Ксения

                                                       Проверила: Пасевич О.Ф.

 

 

                                   Обнинск,2012

                                       

                                                      Соли.

 

Соли – это сложные вещества, которые содержат металлы и кислотные остатки: NaCl, Mg₃(PO₄)₂, KHCO₃. Исключения: NH₄NO₃ (соли аммония).

Общая формула: Me_mⁿ⁺A_n^m-.

 

Номенклатура.

Название соли состоит  из названия кислотного остатка и  названия металла в родительном падеже. Если металл имеет переменную степень окисления, то после названия соли в скобках пишут степень окисления металла.

Название  Название Степень

кислотного        +   Me в родительном +  окисления Me

остатка                  падеже                      (если переменная)

 

Mg₃(PO₄)₂ – фосфат Mg; CuSO₄ – сульфат Cu(II), Fe(NO₃)₃ – нитрат железа(III) и т.д.

Кстати, содержание понятия «соль» впервые раскрыл немецкий аптекарь Отто Тахений (1620 – 1699). В одном из своих сочинений он писал: «Все соли состоят из какой-либо кислоты и из какой-либо щелочи… из этих двух универсальных принципов составлены все тела мира».

 

Классификация солей.

Средние (нормальные) – продукты полного замещения атомов водорода кислоты на металлы или гидроксидных групп основания кислотными остатками.

Кислые соли – это продукты неполного замещения атомов водорода кислоты металлом: KHCO₃, NaH₂PO₄, Ba(HSO₄)₂.

Есть H⁺, который может замещаться металлом – названия.

Основные соли – это продукты неполного замещения гидроксидных групп основания кислотными остатками. MgOHCl (MgClOH), BaOHNO₃ (BaNO₃OH), Al(OH)₂Cl (AlCl(OH)₂) – названия. Есть OH^-.

Комплексные соли – соли, молекулы которых содержат комплексный ион: Na₂[Zn(OH)₄] – тетрагидроксоцинкат Na, [Al(H₂O)₆]Cl₃ – хлорид гексаакваалюминия.

Двойный соли – в молекулу входят различные катионы при одинаковом анионе. Эти соли часто называют квасцами:

KAl(SO₄)₂ – алюмокалиевые квасцы,

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ – железоаммонийные квасцы.

Немного истории: Как расшифровать текст в рукописи Ломоносова «Первые основания горной науки» : «Квасцы… очень кислы, еще и через перегонку дают весьма кислый спирт… с купоросной кислотой одной натуры и те же свойства имеет»?

Термин «квасцы» употребляют  в России с XV века, он происходит от корня «квас» (отсюда «квашение», «квасить»). «Кислота» по-украински и по-польски называется и теперь «квас» (например, серная кислота по-украински – «сернячий квас»).

 

Химические  свойства солей.

1. Соли реагируют со щелочами.

• средние соли со щелочами образуют новую соль и новое основание:

 

щелочь     +  соль     →   новая соль    +    новое основание

 

 

2KOH         + Ni(NO₃)₂  →       2KNO₃         +          Ni(OH)₂ ↓

 

2NaOH       +    FeCl₂    →        NaCl            +           Fe(OH)₂ ↓

 

При недостаточном количестве щелочи вместо основания образуется основная соль:

 

NaOH + FeCl₂  →  NaCl + FeOHCl ↓

 

• кислые соли являются продуктами неполной нейтрализации кислоты. Поэтому возможна их дальнейшая нейтрализация щелочью с образованием средней соли и воды:

кислая соль  +  щелочь  →  средняя соль  +  H₂O

 

 

     KHS           +     KOH     →          K₂S              +   H₂O

 

• основные соли, как и средние, реагируют со щелочью с образованием новой средней соли и нового основания:

основная соль  +  щелочь  →  средняя соль  +  новое основание

 

 

   FeOHCl             +    NaOH     →        NaCl            +         Fe(OH)₂

 

Возможно последовательное превращение средней соли в нерастворимое основание (амфотерный гидроксид):

 

+NaOH +NaOH

FeCl₂        →  FeOHCl      → Fe(OH)₂

 

 

 

2.  Соли реагируют с кислотами.

• средние соли образуют новую соль и новую кислоту:

соль  +  кислота  →  новая соль  +  новая кислота

 

 

AgNO₃ +     HCl        →      AgCl ↓        +       HNO₃

 

K₂S       +   2HCl        →      2KCl           +        H₂S ↑

 

Если средняя соль и  кислота содержат одинаковые кислотные  остатки, образуется кислая соль:

 

Na₂SO₄ + H₂SO₄  →  2NaHSO₄

 

• кислые соли слабых кислот, как и средние соли, взаимодействуют с сильными кислотами, образуя новую среднюю соль и новую слабую кислоту:

 

кислая        слабая             новая               новая

соль      +    кислота  →    средняя    +     слабая

                                            соль               кислота

 

KHS        +         HCl       →        KCl           +       H₂S ↑

 

Возможно последовательное превращение средней соли в слабую кислоту:

 

+H₂S +HCl

K₂S      → KHS      →    H₂S

 

• основные соли, как продукты неполной нейтрализации основания, реагируют с кислотой, образуя среднюю соль и воду:

основная соль  +  кислота  →  средняя соль  +  H₂O

 

 

CuOHNO₃                  +      HNO₃      →     Cu(NO₃)₂         +   H₂O

 

• комплексные соли в реакции с кислотой образуют среднюю соль, амфотерный гидроксид и воду:

 

Na₂[Zn(OH)₄]  +  2HCl    →    2NaCl  +  Zn(OH)₂ ↓  +  2H₂O

Следовательно, при действии кислоты происходит превращение:

 

+2HCl +HCl +HCl

Na[Zn(OH)₄]       →    Zn(OH)₂    →    ZnOHCl     →    ZnCl₂

 

 При действии щелочи идут обратные реакции:

 

+NaOH +NaOH          +2NaOH

ZnCl₂     →      ZnOHCl      →       Zn(OH)₂       →       Na₂[Zn(OH)₄]

 

3. Соли вступают в реакцию обмена друг с другом, образуя две новых соли:

соль(1)  +  соль(2)  →  соль(3)  +  соль(4)

 

 

  BaCl₂     +    Na₂SO₄   →   BaSO₄ ↓  +    2NaCl

 

    Ca(NO₃)₂  +    K₂CO₃    →    CaCO₃ ↓ +   2KNO₃

 

4. Соли реагируют с металлами, образуется новая соль и менее активный металл:

соль  +     Me →  новая соль  +  новый Me

            (более активный)   (менее активный)

                                                                                

 

2Ag(NO₃) +           Hg                     →       Hg(NO₃)₂   +     2Ag

 

CuSO₄      +           Fe                      →        FeSO₄        +     Cu

 

 

Обратная реакция не идет:

MgCl₂  +  Sn  →

 

Нельзя использовать очень  активные металлы (K, Ba, Ca, Na), так как они реагируют с H₂O.

 

5. Соли вступают в реакции разложения.

• кислые соли при нагревании превращаются в средние:

   t°C

2KHS  →  K₂S  +  H₂S

t°C

Ca(HCO₃)₂   →   CaCO₃  +  H₂O  +  CO₂

 

• средние соли (килородсодержащие) образуют оксиды:

 

t°C

CaCO₃  →   CaO  +  CO₂

 

t°C

Al₂(SO₄)₃   → Al₂O₃  +  3SO₃

 

Бескислородные (некоторые) разлагаются при обычной температуре и в природе не существуют (CuI₂, PbCl₄).

 

Продукты разложения нитратов определяются по положению металла  в ряду напряжений:

 

 

 

 

Например,

 

t°C

2NaNO₃  →  2NaNO₂  +  O₂

t°C

2Pb(NO₃)₂  → 2PbO  +  4NO₂ ↑ + O₂

t°C

Hg(NO₃)₂  → Hg  +  2NO₂ ↑ + O₂ ↑

 

6. Некоторые соли реагируют с водой (гидролиз):

 

Al₂S₃  +  6H₂O  → 2Al(OH)₃  +  3H₂S ↑

 

Т.е. гидролиз – процесс  обратный реакции нейтрализации:

NaCl  +  H₂O  →

 

Знаете ли Вы, что

• Красные огни фейерверков и сигнальных ракет обязаны солям стронция. Именно они окрашивают пламя в красный цвет. Для этой цели в пиротехнические составы вводят Sr(NO₃)₂ , SrC₂O₄, SrCO₃ .
• Тетрахлорид титана TiCl₄ используют для создания дымовых завес.
• Хлорид кобальта можно успешно использовать для тайнописи: буквы, написанные его раствором, содержащим в 25 мл воды 1 г соли, совершенно невидимы и проявляются, делаясь синими, при легком нагревании бумаги.

 

 

 

Получение солей.

Средние соли.

1. Соли бескислородных кислот образуются при взаимодействии металлов с некоторыми неметаллами:

Me  +  Нем  →  соль

 

 

Cu   +    Cl₂     →  CuCl₂

 

Fe    +    S       →    FeS

 

2. Me + кислота:

 

Mg  +  2HBr  → MgBr₂  +  H₂ ↑

 

Fe  +  H₂SO_4(разб)  → FeSO₄  +  H₂ ↑

 

3. Me + соль:

 

Mg  +  NiSO₄  → MgSO₄  +  Ni

 

Zn  +  2AgNO₃  → Zn(NO₃)₂  +  2Ag

 

4. Основный оксид + амфотерный или кислотный оксид:

 

Na₂O  +  SO₃  → Na₂SO₄

 

t°C

K₂O  +  Al₂O₃   → 2KAlO₂

 

5. Основный (амфотерный) оксид с кислотой:

 

CuO  +  2HNO₃  → Cu(NO₃)₂  +  H₂O

 

ZnO  +  H₂SO₄  → ZnSO₄  +  H₂O

 

6. Кислотный (амфотерный) оксид со щелочью:

 

P₂O₅  +  6NaOH  → 2Na₃PO₄  +  3H₂O

 

t°C

SnO  +  2KOH   → K₂SnO₂  +  H₂O

 

7. Реакция нейтрализации (кислота+основание (амфотерный гидроксид)):

 

2HBr  +  Mg(OH)₂  → MgBr₂  +  2H₂O

 

H₂SO₄  +  Zn(OH)₂  → ZnSO₄  +  2H₂O

 

8. Соль с кислотой:

 

Ca₃(PO₄)₂  +  3H₂SO₄  → 3CaSO₄  +  2H₃PO₄

 

Na₂SO₃  +  2HCl  → 2NaCl  +  H₂O  +  SO₂ ↑

 

9. Соль +щелочь:

 

MnSO₄  +  2NaOH  → Na₂SO₄  +  Mn(OH)₂ ↓

 

AlCl₃  +  3KOH  → Al(OH)₃ ↓ +  3KCl

 

10. Две соли:

 

AgNO₃  +  KI  → AgI ↓ +  KNO₃

 

BaCl₂  +  Na₂SO₄  → BaSO₄ ↓ +  2NaCl

 

Получение кислых солей.

1. Образуются при неполной нейтрализации многоосновной кислоты основанием (кислота в избытке):

 

Ca(OH)₂  +  2H₃PO₄  → Ca(H₂PO₄)₂  +  3H₂O

 

Ca(OH)₂  +  H₃PO₄  → CaHPO₄  +  2H₂O

 

2. Кислота + средняя соль той же кислоты:

 

Na₂SO₄  +  H₂SO₄  → 2NaHSO₄

 

CaCO₃  +  H₂CO₃  → CaCO₃  +  CO₂ ↑ +  H₂O

 

 

 

 

           Получение основных солей.

1. Образуются при неполной нейтрализации многокислотного основания (амфотерного гидроксида) кислотой (основание в избытке):

 

Cu(OH)₂  +  HNO₃  → CuOHNO₃  +  H₂O

 

Fe(OH)₃  +  HCl  → Fe(OH)₂Cl  +  H₂O

 

2. В реакции щелочи с избытком раствора средней соли:

 

2NiSO₄  +  2NaOH  → Ni₂(OH)₂SO₄  +  Na₂SO₄

 

FeCl₂  +  NaOH  → FeOHCl  +  NaCl

 

Применение солей.

 

  Соли повсеместно используются как в производстве, так и в повседневной жизни.

1. Соли соляной кислоты. Из хлоридов больше всего используют хлорид натрия и хлорид калия. 
   Хлорид натрия выделяют из озерной и морской воды, а также добывают в соляных шахтах. Поваренную соль используют в пищу. В промышленности хлорид натрия служит сырьём для получения хлора, гидроксида натрия и соды. 
   Хлорид калия используют в сельском хозяйстве как калийное удобрение.
2. Соли серной кислоты. В строительстве и в медицине широко используют полуводный гипс, получаемый при обжиге горной породы. Будучи смешан с водой, он быстро застывает, образуя дигидрат сульфата кальция, то есть гипс. 
   Декагидрат сульфата натрия используют в качестве сырья для получения соды.
3. Соли азотной кислоты. Нитраты больше всего используют в качестве удобрений в сельском хозяйстве. Важнейшим из них является нитрат натрия, нитрат калия, нитрат кальция и нитрат аммония. Обычно эти соли называют селитрами.
4. Из ортофосфатов важнейшим является ортофосфат кальция. Эта соль служит основной составной частью минералов — фосфоритов и апатитов. Фосфориты и апатиты используются в качестве сырья в производстве фосфорных удобрений, например, суперфосфата и преципитата.
5. Соли угольной кислоты. Карбонат кальция используют в качестве сырья для получения извести. 
   Карбонат натрия применяют в производстве стекла и при варке мыла. 
   Карбонат кальция в природе встречается и в виде известняка, мела и мрамора.