Нормальные (средние) соли

Нормальные, или средние соли представляют собой продукт полной нейтрализации кислоты основанием (полное замещение атомов водорода катионами оснований) или полное замещение гидроксид-ионов основания кислотными остатками. В растворах диссоциируют с образованием катионов и анионов (кислотных остатков).

По международной систематической номенклатуре названия солей формируются аналогично описанным ранее названиям других классов соединений. Например, Na₂CO₃ - динатрий тетраоксокарбонат, К₂SO₄- дикалий тетраоксосульфат(VI), СaSiO₃- кальций триоксосиликат (IV), NaClO – натрий хлорат (I), NaClO₂ –натрий хлорат (II), NaCl- натрий хлорид, Na₂S- динатрий сульфид и т.д.

По полусистематической номенклатуре на первое место ставят название кислотного остатка (см. таблицы кислот), на второе – название катиона соли с указанием степени окисления металла, если это, как отмечали ранее, необходимо. Например, Na₂CO₃ – карбонат натрия, NaClO – хлорит натрия, FeSO₄- сульфат железа (II), Fe₂(SO₄)₃ –сульфат железа (III), Na₂S – сульфид натрия. В редких случаях для высших степеней окисления элемента в кислотном остатке используется приставка «пер» с суффиксом –“ат”, а в низшей степени окисления в названии соли приставка “гипо” с суффиксом “ит”, например, NaClO можно назвать гипохлоритом натрия, а NaClO₄- перхлоратом натрия без указания степени окисления элемента в кислотном остатке.

По русской номенклатуре названия нормальных солей образуют от названия соответствующей кислоты с прибавлением слова «кислый» (для солей, образованных от кислородсодержащих кислот) и названия катиона (при различных степенях окисления металла испльзуют слова «окисное» и «закисное»), например:

Na₂SO₄- сернокислый натрий (высшая степень окисления на атоме серы)

Na₂SO₃- сернистокислый натрий (степень окисления на атоме серы меньше максимальной).

Fe(NO₃)₂ – азотнокислое закисное железо

Fe(NO₂)₃ – азотистокислое окисное железо

Названия нормальных солей бескислородных кислот по русской номенклатуре начинают с кислотного остатка (русское название элемента в нем записывают в виде прилагательного с суффиксом «ист») и заканчивают названием катиона. Если катион (металл) проявляет несколько степеней окисления, то в солях с высшей степенью окисления металла название кислотного остатка имеет окончание «ая, ое» (CuCl₂ – хлорная медь). При более низкой степени окисления металла окончание кислотного остатка «истое, истая» (СuCl – хлористая медь).

Na₂S - сернистый натрий FeCl₃ - хлорное железо

КСN - цианистый калий FeCl₂ - хлористое железо

Названия нормальных солей по русской номенклатуре достаточно сложны, и менее универсальны, поэтому встречаются только в старой литературе.

Примеры названий некоторых солей по полусистематической и систематической номенклатуре приведены ниже:

Формула Название по полусистема- Название по систематичекой

соли тической номенклатуре номенклатуре

 

Na₂CO₃ карбонат натрия динатрий триоксокарбонат

Ca₂SiO₄ метасиликат кальция дикальций тетраоксосиликат

NaCrO₂ метахромит натрия натрий диоксохромат (III)

Na₃CrO₃ ортохромит тринатрий триоксохромат (III)

К₂CrO₄ хромат калия дикалий тетраоксохромат (VI)

КClO₄ перхлорат калия калий тетраоксохлорат (VII)

Ва(ClO₃)₂ хлорат бария барий триоксохлорат (V)

КClO₂ хлорит калия калий диоксохлорат (III)

Са(ClO)₂ гипохлорит калия кальций оксохлорат (I)

CuS сульфид меди (II) медь сульфид

Cu₂S сульфид меди (I) димедь сульфид

 

ОCНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ, ГИДРОСОЛЕЙ И ГИДРОКСОСОЛЕЙ

Напоминаем, что условием протекания реакции в растворе электролита практически до конца является образование плохо растворимого вещества, газа, слабого электролита, устойчивого комплекса. Поскольку гидросоли и гидроксосоли во многих случаях можно получить теми же способами, которые используют для получения нормальных солей, но при другом соотношении исходных веществ, основные способы их получения приводим в этом разделе.

1.Реакция нейтрализации (в зависимости от соотношения основания и кислоты можно получить разные виды солей):

Fe(OH)₂ + H₂SO₄ = FeSO₄ + 2 H₂O

Fe(OH)₂ + 2 H₂SO₄ = Fe(HSO₄)₂ + 2 H₂O

2 Fe(OH)₂ + H₂SO₄ = (FeOH)₂SO₄ + 2 H₂O

(FeOH)₂SO₄ + H₂SO₄ = 2 FeSO₄ + 2 H₂O

2. Взаимодействие металлов с кислотами, неметаллами и солями:

Ca + H₂SO_{4 p} = CaSO₄ + H₂

4 Ca + 5 H₂SO_{4 k} = 4 CaSO₄ + H₂S + 4 H₂O

Pb + H₂SO_{4 p} = PbSO₄ ¯ + H₂

PbSO₄ ¯ + H₂SO₄ = Pb(HSO₄)₂

2 Fe + 3 Cl₂ = 2 FeCl₃

CuSO₄ + Zn = Cu + ZnSO₄

3. Реакции с участием оксидов:

CaO + CO₂ = CaCO₃

Fe₂O₃ + 3 H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3 H₂O

SO₃ + 2 Ca(OH)₂ = (CaOH)₂SO₄ + H₂O

SO₃ + Ca(OH)₂ = CaSO₄ + H₂O

2 SO₃ + Ca(OH)₂ = Ca(HSO₄)₂

4. Реакции с участием солей (реакции обмена):

Na₂SO₄ + BaCl₂ = 2NaCl + BaSO₄¯

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂¯ + Na₂SO₄

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂­

Ca(HSO₄)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃¯ + 2 NaHSO₄

Таким образом нормальные, гидросоли и гидроксосоли получают многими способами, при этом , использование одинаковых исходных веществ при различном их соотношении ( п.1,3) позволяет получить, как отмечали выше, разные соли. Достаточно много ошибок допускают при составлении названий солей. Номенклатура нормальных солей была рассмотрена выше. Необходимо помнить, что обязательным условием составления правильных названий различных солей по полусистематической номенклатуре(наиболее широко используемой в русской учебной и научной литературе)и написания их формул является хорошее знание номенклатуры кислот и кислотных остатков(см. таблицы кислот выше).

Гидросоли (кислые соли)

Гидросоли представляют собой продукты неполного замещения катионов водорода в многоосновной кислоте.Эти соли содержат в составе кислотного остатка один или несколько атомов водорода: Сa(HSO₄)₂ , KH₂PO₄и др.Такого вида анионы можно обнаружить в водном растворе соли вследствие ее диссоциации:

Ca(HSO₄)₂ Û Ca²⁺ + 2 HSO₄^-

Приведем примеры названий гидросолей солей по международной систематической номенклатуре:

NaHCO₃- натрий водородтриоксокарбонат

NaH₂PO₄- натрий диводородтетраоксофосфат (V)

Na₂HPO₄- динатрий водородтетраоксофосфат (V)

NaHSO₄- натрий водородтетраоксосульфат

По русской номенклатуре названия кислых солей образуют из названий нормальных солей с добавлением слова «кислый». Если кислая соль образована от трех- и четырехосновных кислот, то необходимо также указывать количество замещенных атомов водорода , например:

NaHCO₃- кислый углекислый натрий

NaH₂PO₄- кислый однозамещенный фосфорнокислый натрий

Na₂HPO₄- кислый двузамещенный фосфорнокислый натрий

При написании формул гидросолей необходимо помнить, что одноосновные кислоты, содержащие один атом Н (НCl, HNO₃ и другие), гидросолей не образуют. Диссоцияция такой кислоты приводит к образованию одного вида кислотного остатка: HCl Û H⁺ + Cl^- ( входит в состав солей ).

Составим формулы гидросолей (помним, что приставка гидро указывает на присутствие одного атома водорода в составе кислотного остатка, наличие двух или трех атомов водорода отражают приставками: дигидро и тригидро; при этом по латыни водород в русской транскрипции – гидрогениум):

гидросульфидмагния ( разберем последовательно состав соли ):

H⁺ S^2- Mg²⁺

HS^- - кислотный остаток гидросоли ( его заряд определяют по сумме

составляющих его атомов), формула соли имеет вид:Mg(HS)₂.

дигидро(орто)фосфат железа (III) (приставку орто можно не писать, так как метакислота не образует гидросолей):

2H⁺ PO₄^3- Fe³⁺

H₂PO₄^- - кислотный остаток, соль имеет вид: Fe(HPO₄)₃.

гидрофосфат калия:

H⁺ PO₄^3- K⁺

HPO₄^2- , соль - K₂HPO₄.

Рассмотрим обратную задачу – по формуле соли составим ее название:

NaH₃SiO₄ – название соли начинаем с кислотного остатка (подчеркнут):

¯

тригидро(орто)силикат (SiO₄^4--ортосиликат-ион), название соли - тригидроортосиликат натрия,

 

 

Ca(HSO₄)₂

­стехиометрический коэффициент, стоящий за скобками и указывающий количество кислотных остатков (подчеркнуты) не входит в название соли.Кислотный остаток – гидросульфат-ион, соль - гидросульфат кальция.

Получают гидросоли выше перечисленными способами, наиболее часто можно использовать следующие:

1. основание + кислота (или кислотный ооксид) - избыток по сравнению с получением средней соли (см. число молей кислоты на 1 моль основания):

2KOH + H₂CO₃ (СО₂) = K₂CO₃ + 2 H₂O (1 )

1 м 0,5 м карбонат калия (нормальная соль)

 

KOH + H₂CO₃ = KHCO₃ + H₂O ( 2 )

1 м 1 м гидрокарбонат калия (гидросоль)

В реакции (2) используют избыток кислоты по сравнению с получением нормальной соли.

2. растворение металлов в избытке кислоты:

Pb + H₂SO_{4 K} = PbSO₄¯ + SO₂ + H₂O

PbSO₄¯ + H₂SO_{4 K} = Pb(HSO₄)₂

3. реакции обмена между солями в растворах электролитов:

Pb(HSO₄)₂ + NaCl = PbCl₂¯ + NaHSO₄

4. взаимодействие нормальной соли с кислотой:

MgCO₃ + H₂CO₃ (CO₂ + H₂O) = Mg(HCO₃)₂

Данная реакция, например, происходит при взаимодействии подземных вод, насыщенных углекислым газом, с карбонатными породами, содержащими CaCO₃ и MgCO₃. Поскольку гидросоли растворимы лучше средних, воду, обогащенную катионами Ca²⁺ и Mg²⁺ , называют жесткой. Такая вода при кипячении образует накипь, так как соли нестойчивых кислот легко разлагаются при нагревании:

Mg(HCO₃)₂ = MgCO₃¯ + H₂O + CO₂­

Мыло утрачивает свою моющую способность в такой воде из-за образования нерастворимых солей органических кислот:

C₁₇H₃₅COONa + Ca²⁺ = (C₁₇H₃₅COO)₂Ca¯ + Na⁺

стеарат натрия (калия) - основа мыла Mg²⁺

Небольшое содержание катионов кальция и магния в воде является полезным для человека, поскольку. Ca²⁺ и Mg²⁺ являются важными компонентами живых организмов.

Гидросоли легко переходят в средние при действии оснований

(желательно использовать сильные хорошо растворимые основания), происходит реакция нейтрализации:

Ca(HSO₄)₂ + Ca(OH)₂ = CaSO₄ + H₂O

Ca(HSO₄)₂ + 2NaOH = Ca SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

Часто возникает вопрос, какие соли может образовать данная кислота. Рекомендуем представить схему ступенчатой диссоциации кислоты (многоосновные кислоты при диссоциации последовательно отщепляют ионы H⁺), такая операция позволяет определить вид всех возможных кислотных остатков и их заряд, например:

1 ступень H₂SO₄ Û H⁺ + HSO₄^- гидросульфат - ион

2 ступень НSО₄^- Û Н⁺ + SО₄^2- сульфат – ион

При взаимодействии такой кислоты, например, с гидроксидом калия KOH, можно, используя ступенчатую диссоциацию кислоты и диссоциацию основания, проанализировать, какие соли возможны:

+ - + 2-

KOH + H₂SO₄ = ?

OH^- + K⁺ H⁺ + HSO₄^-

H⁺ + SO₄^2- . В данном случае образуются две соли: KHSO₄и K₂SO_4. Определив виды солей, следует записать уравнения реакций их образования при различном соотношении основания и кислоты:

KOH + H₂SO₄ = KHSO₄ + H₂O

2 KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + H₂O

Рассмотрим еще один пример:

+ - + 3-

NaOH + H₃PO₄ = ?

OH^- + Na⁺ H⁺ + H₂PO₄^- (+2 +(-3) = -1 ) *

H⁺ + HPO₄^2- (+1 + (-3)= -2) *

H⁺ + PO₄^3-

*Примечание: для определения зарядов кислотных остатков гидросолей рекомендуем в формуле кислоты указать заряд атома водорода (Н⁺) и кислотного остатка, например, РО₄^3-.

Запишем формулы возможных солей:

NaH₂PO₄ -дигидрофосфат Na

Na₂HPO₄ -гидрофосфат Na

Na₃PO₄ -ортофосфат Na

.

Гидроксосоли (основные соли)

 

Гидроксосоли представляют собой продукт неполного замещения гидроксид-ионов основания кислотными остатками.В составе сложного катиона основной соли присутствуют один или несколько гидроксид-ионов:

AlOHCl₂ Û AlOH²⁺ + 2Cl^-

Al(OH)₂Cl Û Al(OH)₂⁺ + Cl^-

По международной систематической номенклатуре названия основных солей имеют, например,следующий вид:

ZnOHCl- цинк гидроксид хлорид

Al(OH)₂NO₃ – алюминий дигидроксид триоксонитрат (V).

Полусистематическая номенклатура использует для основных солей термин «гидроксосоли», при этом соответствующие количественные приставки в названиях гидроксосолей указывают количество гидроксид-ионов в формуле соли. На первом месте в названии указан анион кислотного остатка, например,

MgOHCl- хлорид гидроксомагния или гидроксохлорид магния

[(Al(OH)₂]₂SO₄ – сульфат дигидроксоалюминия или дигидроксосульфат алюминия

AlOHSO₄ -сульфат гидроксоалюминия или

В русской номенклатуре названия основных солей образовывали от средних солей с прибавлением слова «основной». Для трех- и четырехкислотных оснований указывали число замещенных гидроксид-ионов, например,

(ZnOH)₂SO₄ – основной сернокислый цинк

FeOHCl- основное хлористое железо

[Al(OH)₂]₃PO₄- основной однозамещенный ортофосфорнокислый алюминий

[Al(OH)]₃(PO₄)₂- основной двузамещенный ортофосфорнокислый алюминий

Большое затруднение, обычно, возникает при составлении формул и названий гидроксосолей (так же, ка гидросолей), поэтому рассотрим этот вопрос более подробно.

Формулы и названия гидроксолейпо полусистематической номенклатуре:

Так же как в случае гидросолей в названии гидроксосоли отражен ее состав, при этом необходимо помнить:

1. однокислтные основания, содержащие одну ОН^- - группу (NaOH, KOH, NH₄OH и т.д.) не образуют гидроксолей, т.к. при диссоциации образуется один вид катионов, например:

NaOH Û OH^- + Na⁺

2. гидроксид-ионы всегда входят в состав катиона соли ( CuOH⁺, Al(OH)₂⁺ и т.д.)

Составим формулы гидроксосолей по их названиям:

сульфат гидроксомеди (II ), состав соли:

SO₄^2- OH^- Cu²⁺

CuOH⁺ - катион соли (его суммарный заряд

определяют по заряду катиона металла и гидроксид-иона или сумме зарядов OH^- , если их несколько ). Формула соли имеет вид: (CuOH)₂SO₄.

Приставка «гидроксо» указывает на присутствие в составе катиона соли одной ОН^- группы, «дигидроксо» – двух ОН^- групп. При этом напоминаем еще раз, что в первую очередь называют кислотный остаток в составе соли, а потом катион (это правило продемонстрировано в названиях средних и гидросолей ). Приведем еще два примера: