какая кислота нерастворима в воде

Уроки по неорганической химии для подготовки к ЕГЭ

Свойства простых веществ:

Свойства сложных веществ:

Особенности протекания реакций:

Химические свойства кислот

1. Сила кислот уменьшается в ряду:

Некоторые реакции, подтверждающие ряд кислот:

Во всех этих реакциях образуются либо осадок, либо (более) слабая кислота.

Если осадка не образуется и обе кислоты сильные (т.е. кислота, которая вступила в реакцию, и кислота, которая образовалась в результате реакции), то в растворе такие реакции не идут. Подобные реакции возможны только в случае образования сильных летучих кислот (HNO₃ и HCl) в реакциях с твердыми солями, а не растворами:

Аналогичным образом можно получить и слабую плавиковую кислоту:

HBr и HI (они также являются летучими) таким образом получать не удается, так как они окисляются концентрированной серной кислотой:

2. Летучесть кислот

Следующие кислоты являются летучими: HNO₃, HF, HCl, HBr, HI, H₂S, H₂Se.

Остальные кислоты являются нелетучими.

3. Сила кислот (способность к диссоциации)

4. Растворимость кислот в воде

Нерастворимыми кислотами являются: H₂SiO₃ и все высшие жирные кислоты, т.е. кислоты, содержащие 10 атомов углерода и больше. Например, C₁₇H₃₅COOH (стеариновая кислота).

5. Термическое разложение кислот

При нагревании разлагаются следующие кислоты:

6. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации)

Эти реакции идут, только если образующаяся соль существует в водном растворе, т.е. в таблице растворимости не должен стоять прочерк:

H₂S + Al(OH)₃ → реакция не идет, т.к. Al₂S₃ в водной среде разлагается (по сути, идет обратная реакция)

H₂S + Cr(OH)₃ → реакция не идет по той же причине.

Особенность кремниевой кислоты: из оснований она реагирует только с щелочами:

7. Взаимодействие с солями

Реакции с солями идут, если выделяется газ, выпадает осадок или образуется более слабая кислота:

8. Взаимодействие кислот-неокислителей с металлами

Металлы, стоящие в ряду активности металлов до водорода, взаимодействуют с кислотами-неокислителями с выделением водорода:

Источник

Виды кислот и способы их получения

В химии неорганические соединения делятся на простые и сложные вещества. Простые состоят из атомов одного химического элемента, сложные — из нескольких. Сложные неорганические вещества делятся на пять основных классов: кислоты, основания, амфотерные гидроксиды, оксиды, соли.

Разберёмся с первым классом из списка — кислотами.

Что такое кислота — определение в химии

Кислоты — это сложные вещества, которые состоят из атомов водорода и кислотных остатков.

A c — кислотный остаток;

x — число атомов водорода;

n — степень окисления кислотного остатка.

В химических реакциях активный атом водорода может замещаться на атом металла, в результате чего получается соль. Кислотный остаток — это часть молекулы кислоты без атомов водорода. Валентность кислотного остатка равна числу связанных с ним атомов водорода.

Виды кислот и их классификация, какие бывают (примеры)

Существуют несколько классификаций кислот. Разберёмся с основной классификацией, созданной по формальным признакам: содержанию кислорода, растворимости и так далее.

По содержанию кислорода

Кислоты могут делиться на кислородосодержащие и бескислородные.

Кислородсодержащие получаются при воздействии воды на кислотные оксиды — ангидриды.

Их название в корне содержит название элемента, входящего в состав ангидрида. Примеры:

Номенклатура выглядит следующим образом. В случае, если элементу соответствуют несколько кислот, для названия кислоты с большей валентностью такого элемента употребляют суффикс «Н» или «В». Для кислот с меньшей валентностью элемента в названиях добавляют еще один суффикс «ИСТ». Например, серная ( H 2 S O 4 ) и сернистая кислота ( H 2 S O 3 ).

Бескислородные представляют собой растворы некоторых газов в воде. Названия бескислородных кислот составляют по принципу: элемент + водородная кислота.

Важно, что газ и раствор газа имеют различные свойства. Например, хлороводород и соляная кислота.

Газ хлороводород можно получить из водорода и хлора. Уравнение:

H 2 + C l 2 → 2 H C l

В сухом состоянии такой газ не проявляет кислотных свойств. При перевозке в тех же металлических ёмкостях не происходит никаких реакций. Но, если хлороводород растворить в воде, получается раствор, который называют соляной кислотой. Она обладает сильными кислотными свойствами и опасна при реагировании с металлом.

По растворимости в воде

Кислоты делят на растворимые и нерастворимые. Большинство кислот растворимы. Нерастворимые — кремниевая H 2 S i O 3 и все органические карбоновые кислоты, содержащие десять атомов углерода и больше.

По летучести

Летучие кислоты — это химические соединения, которые быстро испаряются при нормальных условиях, то есть молекулы легко переходят в газовую фазу. В их список входят, к примеру, органические соединения, которые образуются в человеческом организме в результате процесса пищеварения, болезней или метаболизма.

Список летучих кислот:

Нелетучими являются все остальные. Они стабильны в водных растворах.

По силе (степени диссоциации)

Кислоты также можно разделить на сильные и слабые. Если в водном растворе кислота полностью распадается на ионы (диссоциирует), то она является сильной. Слабые кислоты не распадаются на ионы полностью, обычно их диссоциация протекает в незначительной степени.

Как определить силу кислоты, то есть степень диссоциации? Можно использовать лёгкий приём: вычесть из числа атомов O число атомов H. Если в ответе получается число меньше 2 — слабая. Больше или равно — сильная.

Степень диссициации можно также установить экспериментальным путем посредством измерения проводимости растворов. Разбавленные растворы сильных кислот хорошо проводят электрический ток, растворы слабых кислот — плохо.

Характерные химические и физические свойства

Химические свойства

Взаимодействие с основными оксидами. Образуются соль и вода:

C a O + 2 H C l → C a C l 2 + H 2 O

Взаимодействие с амфотерными оксидами. Образуются соль и вода:

Z n O + 2 H N O 3 → Z n ( N O 3 ) 2 + H 2 O

Взаимодействие со щелочами. Образуются соль и вода (реакция нейтрализации):

N a O H + H C l → N a C l + H 2 O

Взаимодействие с солями. Реакция протекает, если выпадает осадок или выделяется газ:

B a C l 2 + H 2 S O 4 → B a S O 4 ↓ + H C l ↑

Сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей:

K 3 P O 4 + 3 H C l → 3 K C l + H 3 P O 4

Также металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из раствора кислоты (если соль, которая образуется в итоге, растворима):

M g + 2 H C l → M g C l 2 + H 2 ↑

Однако! С азотной и концентрированной серной кислотами реакция идёт иначе:

M g + 2 H 2 S O 4 → M g S O 4 + S O 2 ↑ + 2 H 2

Физические свойства

Получение и применение кислот

Кислоты можно получить несколькими методами.

Взаимодействие кислотного оксида с водой:

H 2 O + S O 3 → H 2 S O 4

Взаимодействие водорода и неметалла:

H 2 + C l 2 → 2 H C l

Вытеснение слабой кислоты из солей более сильной кислотой:

3 H 2 S O 4 + 2 K 3 P O 4 → 3 K 2 S O 4 + H 3 P O 4

Кислоты находят широкое применение в различных сферах. К примеру, серная используется для производства лакокрасочных материалов и минеральных удобрений. Борная является медицинским антисептиком. Уксусную и лимонную добавляют при приготовлении выпечки, а аскорбиновую применяют при лечении простудных заболеваний.

Источник

Характерные химические свойства кислот

Содержание:

Кислоты – это химические соединения, содержащие в себе положительный атом водорода (катион H+) и кислотный остаток (анион A-). Является сложным веществом.

Общая характеристика

В первую очередь кислоты различают по растворимости. Есть нерастворимые, растворимые и полурастворимые кислоты. Эти различия прописаны в таблице растворимости, так что наизусть запоминать не требуется.

Классификация:

Бескислородные кислоты – это растворы галогеноводородов, атомы которых в растворе связаны полярной ковалентной связью. Название кислоты складывается из названия кислотного остатка в первую очередь, а дальше называется катион (водород). Так с хлором и водородом образуется хлороводородная кислота, а с серой – сероводородная.

Кислородосодержащие кислоты, или оксокислоты называют за счёт наличия в них кислорода. Общего принципа построения названия этих кислот нет, так что их названия необходимо запоминать на память.

Физические свойства

Кислоты, в зависимости от условий, могут быть в трёх агрегатных состояниях: в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Кислоты могут обладать цветом и запахом.

Химические свойства

Изменение цвета индикаторов

Кислота в водной среде способна изменить цвет разных индикаторов. Кислоты окрашивают в красных цвет лакмус, метилоранж и универсальный индикатор. Фенолфталеин не окрашивается.

Взаимодействие кислот с металлами

Кислота способна реагировать только с металлами, находящимися левее водорода в ряду активности металлов.

Из приведенного выше химического уравнения нужно отметить, что при взаимодействии кислоты и металла происходит реакция замещения, образуется соль и выделяется H2.

Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами

При взаимодействии кислоты с основным или амфотерным оксидами происходит реакция обмена в результате которой образуются соль и H₂O.

В качестве примера приведены следующие реакции:

Из приведённого выше химического уравнения нужно отметить, что в реакциях основного оксида калия и амфотерного оксида алюминия (III) с кислотами, образуется соль и H2O.

Взаимодействие кислот с основными и амфотерными гидроксидами

Из приведённой выше химического уравнения нужно отметить, что при реакции основного гидроксида калия и амфотерного гидроксида алюминия (III) с кислотами образуются соль и H₂O.

Взаимодействие кислот с солями

Реакция кислоты с солью является реакцией обмена, так же ее называют реакцией нейтрализации. Она возможно только в случае выпадения соли в осадок, выделения газа, слабые электролиты или вода. Рассмотрим все случаи более подробно.

Из приведённого выше химического уравнения можно увидеть, что при взаимодействии кислоты и соли образуются новые кислота и нерастворимая соль, которые выпадают в осадок. Осадок может иметь различную окраску, плотность и консистенцию.

Из приведённых выше химических уравнений нужно отметить, что при реакции соли с кислотой образуется новая соль и выделяется газ. Разберём одну из реакций: при взаимодействии твёрдого хлорида натрия с концентрированной хлороводородной кислотой образовалась натриевая соль серной кислоты и выделился летучий газ хлороводород.

Такие реакции возможны только при условии, когда одним из реагентов сильный электролит. Для того, чтобы убедиться, что реакция будет протекать используют вытеснительный ряд:

В этом ряду кислоты расположены так, что в растворах кислот и их солей могут в результате реакции вытесняют из раствора те, что стоят левее в ряду. Азотная и фосфорная кислоты находятся на одном месте в ряду, т.к. имеют одинаковые вытеснительные способности.

Из приведённого выше химического уравнения нужно отметить, что хлороводородная кислота, которая находится в данном ряду левее, способна вытеснять кислотный остаток карбоновой кислоты, стоящей в ряду правее. Нужно учитывать, что карбоновая кислота слабая и при стандартных условиях она распадется на углекислый газ и воду. Углекислый газ выделяется из раствора, а вода остаётся.

Разложение кислородсодержащих кислот

В результате реакции разложения кислородсодержащих кислот всегда образуется вода и оксид.

Из приведённых выше реакций можно увидеть, что карбоновая легко разлагается при обычных условиях, так как является одной из самых слабой кислотой. Для разложения сернистой и кремниевой кислоты их растворы необходимо нагреть. Во всех трёх реакция в результате образуется вода и оксиды кислотных остатков.

Источник

Гидролиз

Определение гидролиза

Гидролизации подвержены как органические, так и неорганические вещества: углеводы, белки, оксиды, карбиды, соли и т. д. Например, гидролиз органических соединений напрямую связан с пищеварением — с его помощью происходит распад и усвоение клетками организма жиров, белков, углеводов. Но сейчас мы займемся неорганической химией и рассмотрим гидролизацию на примере солей.

Условия гидролиза

Далеко не все соединения распадаются, вступая в реакцию с молекулами воды. Сейчас мы на примере солей рассмотрим, какие вещества подвергаются гидролизу, а какие нет, и от чего это зависит.

Начнем с того, что любая соль включает основание — амфотерный гидроксид, и кислотный остаток.

сульфат меди CuSO4состоит из основания Cu(ОН)2и кислоты H2SO4;

хлорид натрия NaCl состоит из основания NaOH и кислоты HCl;

хлорид цинка ZnCl2состоит из основания Zn(ОН)2 и кислоты HCI;

карбонат натрия Na2CO3состоит из основания NaOH и кислоты H2CO3.

В зависимости от того, какие соли подвергаются гидролизу — со слабым основанием или слабой кислотой, в итоге может получиться кислая, щелочная или нейтральная среда водного раствора.

А что происходит, если соль состоит из сильного основания и сильного кислотного остатка? Ничего. 🙂 В этом случае ее сильные катионы и анионы не взаимодействуют с ионами воды. Такая соль не распадается, то есть не подвержена гидролизу.

Схема химической реакции гидролиза выглядит так:

XY + HOH ↔ XH + HOY

XH — кислотный остаток;

Индикаторы среды раствора

Для определения среды раствора за считанные секунды используются специальные индикаторы. Самый распространенный из них — лакмусовая бумага, но также популярны фенолфталеин и метиловый оранжевый. В нейтральной среде они не меняют свой цвет, а в кислотной или щелочной — приобретают другую окраску.

Изменение цвета индикатора однозначно говорит о том, что произошла гидролизация. Однако если цвет остался тем же — это не всегда означает отсутствие гидролиза. Среда будет почти нейтральной и в том случае, когда гидролизу подвергается соль со слабым основанием и слабой кислотой. Но об этом поговорим дальше, а пока посмотрите таблицу.

Виды гидролиза

Мы выяснили, что в составе соли может быть слабый ион, который и отвечает за гидролизацию. Он находится в основании, в кислотном остатке или в обоих компонентах, и от этого зависит тип гидролиза.

Соль с сильным основанием и сильной кислотой

Гидролиз отсутствует. Как вы уже знаете, при наличии сильного основания и сильного кислотного остатка соль не распадается при взаимодействии с водой. Так, например, невозможен гидролиз хлорида натрия (NaCl), поскольку в составе этого вещества нет слабых ионов. К таким же не подверженным гидролизации солям относят KClO₄, Ba(NO₃)₂ и т. д.

Среда водного раствора — нейтральная, т. е. pH = 7.

Реакция индикаторов: не меняют свой цвет (лакмус остается фиолетовым, а фенолфталеин — бесцветным).

Соль со слабым основанием и сильной кислотой

Среда водного раствора — кислая, pH меньше 7.

Реакция индикаторов: фенолфталеин остается бесцветным, лакмус и метиловый оранжевый — краснеют.

Соль с сильным основанием и слабой кислотой

Среда водного раствора — щелочная, pH больше 7.

Реакция индикаторов: фенолфталеин становится малиновым, лакмус — синим, а метиловый оранжевый желтеет.

Молекулярное уравнение: KNO₂ + H₂O ↔ HNO₂ + KOH

Ионное уравнение: K + + NO₂ − + HOH ↔ HNO₂ + K + + OH −

Гидролиз по катиону и аниону. Если у соли оба компонента — слабые, при взаимодействии с водой в реакцию вступает и анион, и катион. При этом катион основания связывает ионы воды OH − а анион кислоты связывает ионы H +

Среда водного раствора: нейтральная, слабокислая или слабощелочная.

Реакция индикаторов: могут не изменить свой цвет.

Цианид аммония NH₄CN включает слабое основание NH₄OH и слабую кислоту HCN.

Молекулярное уравнение: NH₄CN + H₂O ↔ NH₄OH + HCN

Ионное уравнение: NH₄ + + CN − + HOH ↔ NH₄OH + HCN

Среда в данном случае будет слабощелочной.

Обобщим все эти сведения в таблице гидролиза солей.

Ступенчатый гидролиз

Любой из видов гидролиза может проходить ступенчато. Так бывает в тех случаях, когда с водой взаимодействует соль с многозарядными катионами и анионами. Сколько ступеней будет включать процесс — зависит от числового заряда иона, отвечающего за гидролиз.

Как определить количество ступеней:

если соль содержит слабую многоосновную кислоту — число ступеней равняется основности этой кислоты;

если соль содержит слабое многокислотное основание — число ступеней определяют по кислотности основания.

Для примера рассмотрим гидролиз карбоната калия K₂CO₃. У нас есть двухосновная слабая кислота H₂CO₃, а значит, гидролизация пройдет по аниону в две ступени.

I ступень: K₂CO₃+HOH ↔ KOH+KHCO₃, итогом которой стало получение гидроксида калия (KOH) и кислой соли (KHCO₃).

II ступень: K₂HCO₃+HOH ↔ KOH+H₂CO₃, в итоге получился тот же гидроксид калия (KOH) и слабая угольная кислота (H₂CO₃).

Для приблизительных расчетов обычно принимают в учет только результаты первой ступени.

Обратимый и необратимый гидролиз

Химические вещества могут гидролизоваться обратимо или необратимо. В первом случае распадается лишь некоторое количество частиц, а во втором — практически все. Если соль полностью разлагается водой, это необратимый процесс, и его называют полным гидролизом.

Необратимо гидролизуются соли, в составе которых есть слабые нерастворимые основания и слабые и/или летучие кислоты. Такие соединения могут существовать лишь в сухом виде, их не получить путем смешивания водных растворов других солей.

Например, полному гидролизу подвергается сульфид алюминия:

Как видите, в результате гидролизации образуется гидроксид алюминия и сероводород.

Необратимые реакции при взаимодействии с водой имеют место и в органической химии. В качестве примера рассмотрим полный гидролиз органического вещества — карбида кальция, в результате которого образуется ацетилен:

Степень гидролиза

Взаимодействие соли или другого химического соединения с водой может усиливаться или ослабляться в зависимости от нескольких факторов. Если нужно получить количественное выражение гидролиза, говорят о его степени, которая указывается в процентах.

h — степень гидролиза,

n_гидр. — количество гидролизованного вещества,

n_общ. — общее количество растворенного в воде вещества.

На степень гидролизации может повлиять:

температура, при которой происходит процесс;

концентрация водного раствора;

состав участвующих в гидролизе веществ.

Можно усилить гидролиз с помощью воды (просто разбавить полученный раствор) или стимулировать процесс повышением температуры. Более сложным способом будет добавление в раствор такого вещества, которое могло бы связать один из продуктов гидролиза. К соли со слабой кислотой и сильным основанием нужно добавить соль со слабым основанием и сильной кислотой.

Для ослабления гидролиза раствор охлаждают и/или делают более концентрированным. Также можно изменить его состав: если гидролизация идет по катиону — добавляют кислоту, а если по аниону — щелочь.

Итак, мы разобрались, что такое гидролиз солей и каким он бывает. Пора проверить свои знания и ответить на вопросы по материалу.

Вопросы для самопроверки:

Назовите необходимое условие для гидролиза.

Какие типы гидролиза вы знаете?

В каком случае в результате гидролиза может образоваться слабощелочная или слабокислая среда?

По какому типу гидролизуется соль с сильным основанием и слабым кислотным остатком?

При гидролизе соли с сильным основанием и слабой кислотой для ослабления процесса нужно добавить в раствор кислоту или щелочь?

Как воздействует на гидролиз разбавление раствора водой?

Как определяется количество ступеней гидролиза?

Какая среда раствора образуется при гидролизации солей NaF, KCl, FeBr₂, Na₂PO₄? Ответов может быть несколько.

Какие из солей гидролизуются по катиону: Csl, FeSO₄, RbNO₃, CuSO₄, Mn(NO₃)₂? Ответов может быть несколько.

Какая из солей не подвергается гидролизу: K₂HPO₄, KNO₃, KCN, Ni(NO₃)₂?

Источник

Самоучитель по химии

Пособие для тех, кто не знает, но хочет узнать и понять химию

Часть I. Элементы общей химии
(первый уровень сложности)

Продолжение. Начало см. в № 13, 18/2007

Глава 2. Важнейшие классы
неорганических соединений (окончание)

Основания – это сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов и гидроксигруппы ОН.

Общая формула оснований: где n – число групп ОН и валентность металла.

Валентность ОН-группы равна I.

Основания называют по схеме:

гидроксид (чего?) металла (n),

где n – переменная валентность металла.

Например: Са(ОН)₂ – гидроксид кальция, Fе(OH)₃ – гидроксид железа(III), NH₄OH – гидроксид аммония.

Обратите внимание. В состав последнего основания не входит атом металла. Это исключение. Валентность группы NН₄ (аммоний) равна I.

По растворимости в воде основания подразделяют на растворимые и нерастворимые. Это легко определить по таблице растворимости.

Растворимые в воде основания называются щелочами. В состав щелочей входят атомы активных металлов (они находятся в начале ряда напряжений, до магния). Гидроксид аммония тоже относится к щелочам, т.к. существует только в растворах.

Задание 2.21. Пользуясь таблицей растворимости или рядом напряжений, составьте химические формулы двух-трех щелочей.

Свойства и способы получения щелочей

Щелочи можно получить действием активного металла (K, Nа, Cа, Ва) или его оксида на воду:

2Nа + 2H₂O = 2NаОН + H₂,

• Растворы щелочей реагируют с кислотными и амфотерными оксидами, а также с кислотами. Последняя реакция называется реакцией нейтрализации:

Реакция нейтрализации характерна для всех кислот.

• Растворы щелочей реагируют с растворами солей. Реакция происходит, если образуется хотя бы одно нерастворимое соединение. Эта реакция относится к реакциям обмена, т.е. в результате получается новая соль и новое основание:

Обратите внимание. 1) Последняя реакция не происходит, т.к. оба вещества в правой части уравнения растворимы в воде.

2) Валентности составных частей исходных веществ определяйте по кислотному остатку или по числу групп ОН.

3) Полученные значения валентностей используйте при составлении формул веществ – продуктов реакции.

4) Растворимость получаемых веществ определяйте по таблице растворимости.

Задание 2.22. Расставьте коэффициенты в приведенных выше схемах реакций.

Задание 2.23. Составьте уравнения возможных реакций обмена:

Определите, какая из реакций не происходит и почему.

• Растворы щелочей, как и растворы кислот, изменяют окраску индикаторов. В растворе щелочи фиолетовый лакмус синеет, оранжевый метилоранж желтеет, бесцветный фенолфталеин краснеет.

Все изменения окрасок индикаторов можно свести в таблицу (табл. 4):

Окраска индикаторов в различных средах

Индикатор

Характер средыКислаяНейтральнаяЩелочнаяЛакмуcКрасныйФиолетовыйСинийМетилоранжКрасныйОранжевыйЖелтыйФенолфталеинБесцветныйКрасный

Обратите внимание. Если к воде добавить кислоту, то среда раствора будет кислая, если добавить щелочь – среда щелочная, в чистой воде среда нейтральная.

В о п р о с 1. Можно ли при помощи фенолфталеина узнать, какая жидкость в стакане: вода, кислота НCl, раствор KОН? Можно ли для этого использовать раствор лакмуса?

В о п р о с 2. Почему реакцию между кислотой и щелочью называют реакцией нейтрализации?

Свойства и способы получения
нерастворимых в воде оснований

Среди нерастворимых в воде оснований следует выделить особую группу веществ – амфотерные гидроксиды. Их свойства будут рассмотрены ниже. Способы получения амфотерных оснований такие же, как и нерастворимых оснований.

Нерастворимые основания получают, действуя на раствор соли, в состав которой входит нужный атом металла, раствором щелочи:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄.

Попробуем определить, какие вещества нужно взять для того, чтобы получить гидроксид марганца(II). До реакции составные части нерастворимого основания Mn(OH)₂ находились в составе растворимых веществ – соли марганца (например, MnCl₂) и щелочи (например, KOH):

Задание 2.24. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно получить:

а) гидроксид железа(III); б) гидроксид железа(II).

Свойства нерастворимых в воде оснований во многом отличаются от свойств щелочей. Нерастворимые в воде основания не реагируют с растворами солей, а также с амфотерными и некоторыми кислотными оксидами.

• Нерастворимые основания реагируют с кислотами. При этом происходит растворение исходного нерастворимого вещества (осадка). Например:

Таким образом, подобные реакции возможны, если образуется растворимая соль.

• Нерастворимые основания разлагаются при нагревании. При этом чем меньше активность металла (см. ряд напряжений), тем легче разлагается основание на оксид и воду:

Свойства амфотерных гидроксидов

Амфотерные гидроксиды соответствуют амфотерным оксидам. Это означает, что в состав амфотерного гидроксида входит тот же атом металла и с той же валентностью, что и в состав амфотерного оксида:

Амфотерные вещества проявляют двойственные свойства, они реагируют и с кислотами, и с щелочами (при этом амфотерные гидроксиды растворяются):

Если эта реакция происходит с растворами щелочей, то вместо вещества состава Na₃AlO₃ (или NaAlO₂) * образуется сложное комплексное соединение: Na₃[Al(OH)₆] или Na[Al(OH)₄].

Задание 2.25. Составьте уравнения реакций с кислотой и со щелочью следующих амфотерных гидроксидов: а) гидроксида цинка; б) гидроксида хрома(III).

Выводы по главе 2.3. Молекулы неорганических оснований содержат гидроксигруппы ОН.

Все неорганические основания, кроме NH₄OH, содержат атомы металлов.

Основания делят на растворимые в воде (щелочи) и нерастворимые.

Растворы щелочей реагируют с кислотами (реакция нейтрализации), с кислотными и амфотерными оксидами, с растворами солей. Щелочи обнаруживаются индикаторами в щелочной («синей») области. Нерастворимые в воде основания не изменяют окраску индикатора, могут реагировать с некоторыми кислотами и кислотными оксидами. Термически неустойчивы.

Соль – это продукт реакции между кислотой и основанием.

В состав любой соли входит остаток основания (атом металла или группа NH₄) и остаток кислоты (кислотный остаток). Например:

Задание 2.26. Для каждой из этих солей (см. выше) определите, где в ее молекуле остаток кислоты, а где – остаток основания. Определите валентности составных частей.

В состав некоторых солей входят атомы водорода или группы ОН. Такое различие подсказывает, что соли могут быть разных типов. Рассмотрим три вида солей.

Средние соли получаются, если кислота и основание полностью прореагировали:

Кислые соли получаются, если не все атомы водорода кислоты были замещены на атомы металла:

Кислотные остатки таких солей содержат атом водорода. Кислые соли могут проявлять некоторые свойства кислот. Например, они могут реагировать со щелочами:

Осно’вные соли образуются, если не все группы ОН основания замещаются на кислотный остаток:

Такие соли содержат гидроксигруппу ОН. Осно’вные соли могут проявлять некоторые свойства оснований. Например, они реагируют с кислотами:

Во многих примерах, которые иллюстрировали свойства оксидов, кислот и оснований, продуктами реакции были соли. Попробуем обобщить эти сведения и выяснить, в результате каких процессов можно получить соль заданного состава.

Способы получения солей

Способы получения солей можно условно разбить на две группы:

1-й с п о с о б – получение солей из веществ, которые не являются солями;

2-й с п о с о б – получение солей из других солей.

Реакции 1-го с п о с о б а основаны на том, что в реакцию вступают противоположные по свойствам вещества (рис. 4).

Рис. 4.
Генетическая связь между
неорганическими веществами разных классов

Приведем конкретные примеры:

1) металл + неметалл:

Fe + S FeS;

Fe + HCl FeCl₂ + H₂;

3) осно’вный оксид + кислотный оксид:

CaO + P₂O₅ Ca₃(PO₄)₂;

4) осно’вный оксид + кислота:

MgO + HNO₃ Mg(NO₃)₂ + H₂O;

5) основание + кислота:

NaOH + H₂SO₄ Na₂SO₄ + H₂O;

6) основание + кислотный оксид:

KOH + CO₂ K₂CO₃ + H₂O.

Задание 2.27. Расставьте коэффициенты в схемах реакций 1–6. Приведите свои примеры аналогичных реакций каждого типа.

Реакции 2-го с п о с о б а являются реакциями обмена или замещения. В каждой из таких реакций участвует соль, поэтому 2-й способ получения солей можно рассматривать как химические свойства солей.

• Более активный металл вытесняет менее активный из растворов его солей:

Обратный процесс не идет:

Активность металлов можно определять по ряду напряжений. Любой металл в этом ряду активнее всех металлов, стоящих правее него.

• Сильная кислота вытесняет более слабую кислоту из ее соли:

• Щелочь, реагируя с солью, образует новое основание и новую соль:

3KОН + АlС1₃ = А1(OH)₃ + 3KСl.

Такая реакция происходит, если оба исходных вещества растворимы, а хотя бы одно из полученных веществ нерастворимо.

• Соль, вступая в реакцию обмена с другой солью, образует две новые соли:

2AgNO₃ + BaCl₂ = Ba(NO₃)₂ + 2AgCl.

Эта реакция также происходит, если оба исходных вещества растворимы, а хотя бы одно из полученных веществ – нерастворимо.

невозможна, т.к. обе полученные соли растворимы.

СаСО₃ + NaCl (нет реакции)

невозможен потому, что СаСО₃ (мел) нерастворим в воде.

Названия солей происходят от латинских названий химических элементов, которые входят в состав кислотных остатков (исключая кислород):

Для солей одного элемента разного состава должны быть разные названия. Названия солей получают введением суффиксов:

Задание 2.28. Составьте названия солей, содержащих серу: K₂S, K₂SO₃, K₂SO₄.

(При правильной работе должно получиться:

Задание 2.29. Дополните табл. 5, составив химические формулы солей тех металлов, которые указаны в таблице.

При составлении названий кислых солей используют частицу «гидро»: KНСО₃ – гидрокарбонат калия.

При составлении названий оснoвных солей используют частицу «гидроксо»: АlOНСl₂ – гидроксохлорид алюминия.

Задание 2.30. Назовите все соли, которые встречаются в тексте и уравнениях реакций этого раздела.

Задание 2.31. Составьте по три-четыре уравнения реакций получения:

Выводы по главе 2.4. Соли состоят из остатков веществ, которые проявляют противоположные свойства: кислотные и оснoвные, металлические и неметаллические.

Упражнения к главе 2

1. Классифицируйте и дайте химические названия известным веществам:

питьевая сода – NaHCO₃,

каустическая сода – NaOH,

мел, мрамор, известняк – CaCO₃,

негашеная известь – CaO,

гашеная известь, известковая вода – Ca(OH)₂,

углекислый газ – CO₂,

нашатырный спирт – NH₄OH,

Запомните химические формулы и обиходные названия этих веществ.

2. С какими из перечисленных веществ – гидроксид натрия, соляная кислота, вода, оксид кальция, гидроксид цинка, оксид серы(VI) – будут реагировать:

а) оксид алюминия; б) карбонат натрия;

в) оксид меди(II); г) азотная кислота?

Ответ представьте в виде таблицы. Напишите уравнения соответствующих реакций.

3. Напишите уравнения тех реакций, которые возможны:

Если процесс невозможен, поясните почему.

4. С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать раствор щелочи:

г) фосфорная кислота;

д) гидроксид кальция;

е) гидроксид алюминия;

з) карбонат кальция;

Будет ли с этими же веществами реагировать гидроксид меди(II)? Составьте уравнения возможных реакций.

б) железа – гидроксид железа(III);

в) меди – гидроксид меди(II);

г) серы – серную кислоту;

д) хлора – поваренную соль (двумя способами)?

6. Осуществите превращения:

а) фосфор … фосфорная кислота соль (назовите ее);

б) кальций негашеная известь гашеная известь соль (назовите ее);

в) уголь (углерод) углекислый газ угольная кислота карбонат натрия углекислый газ;

г) хлорид цинка гидроксид цинка нитрат цинка гидроксид цинка . ;

д) песок силикатный клей кремниевая кислота.

* Ортоалюминиевая кислота H₃AlO₃ теряет молекулу H₂O, и образуется метаалюминиевая кислота HAlO₂, в которой кислотный остаток AlO₂ имеет валентность I.

Источник