Электролиты. Соли

СОЛИ - это электролиты, при  диссоциации которых образуются катионы (положительно заряженные ионы) металлов и анионы, отрицательно заряженные ионы кислотных остатков:

Na2SO4 2Na+ = SO42-

NH4Cl NH4+ + Cl-

KH2PO4 K+ + H2PO4-

Электролиты - жидкие или  твердые вещества, в которых присутствуют ионы, способные перемещаться и проводить  электрический ток.

Диссоциация - полный или  частичный распад молекул растворенного  вещества на ионы в результате взаимодействия с растворителем.

Катионы - положительно заряженные ионы.

Анионы - отрицательно заряженные ионы.

Любую соль можно рассматривать  как продукт взаимодействия основания  и кислоты, т.е. реакции нейтрализации.

Продуктами полного замещения  атомов воды на атомы металлов являются средние соли, например. Na2SO4.Диссоциацию  средней соли можно записать так: Na2SO4 2Na+ = SO42-

Если кислота или кислотный  оксид взяты в избытке, то при  упаривании будут выпадать кристаллы  кислой соли: KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O Диссоциацию  кислой соли можно записать так: KH2PO4 K+ + H2PO4- Анион кислой соли подвергается вторичной диссоциации, как слабый электролит: HSO4- H+ + SO42-. Кислые соли образуются многоосновными кислотами. Одноосновные кислоты кислых солей не образуют.

Основные соли можно представить  как продукт неполного замещения  гидроксогрупп основания на кислотные остатки: Mg(OH)2 + HCl = MgOHCl + H2O Диссоциацию основной соли можно выразить уравнением: MgOHCl MgOH+ + Cl- Катион основной соли в незначительной степени подвергается дальнейшей диссоциации: MgOH+ Mg2+ + OH- Основные соли образуются многокислотными основаниями. Однокислотные основания основных солей не образуют. Существуют также двойные и комплексные соли.

Получение

Соли образуются в результате реакций:

1). Основания с кислотой (реакция нейтрализации):

3KOH + H3PO4 =K3PO4 +3H2O

2KOH + H3PO4 =K2HPO4 +2H2O

KOH + H3PO4 =KH2PO4 +H2O

Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O

Mg(OH)2 + HCl = MgOHCl + H2O

2). Кислоты с основным или амфотерным оксидами:

CuO + H2SO4= CuSO4 + H2O

3). Кислоты с солью:

MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2^

4). Растворов двух солей

3CaCl2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2v + 6NaCl

5). Щелочи с кислотным  оксидом

6KOH + P2O5 = 2K3PO4 +3H2O

4KOH + P2O5 = 2K2HPO4 + H2O

H2O + 2KOH + P2O5 = 2KH2PO4

6). Щелочи с солью:

Ba(OH)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4v

7). Основного оксида с  кислотным оксидом:

MgO + SO3 = MgSO4

CaO + SiO2 = CaSiO3

8). Металла с неметаллом:

2Na + Cl2 = 2NaCl

9). Металла с кислотой:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

10). Металла с солью  менее активного металла:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

Существуют и другие способы  получения солей.

Химические свойства солей

1). Более активный металл  вытесняет из соли менее активный (кроме металлов до магния):

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

2). Растворимые соли реагируют  со щелочами, если выделяется  осадок или газ:

FeCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Fe(OH)2v

Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 = 2BaCO3v + 2H2O

3). Две растворимые соли  реагируют между собой, если  выделяется осадок:

CaCl2 + Na2SiO3 = CaSiO3v + 2NaCl

4). Более сильная и менее  летучая кислота вытесняет из  соли более слабую и более  летучую, если выделяется осадок  или газ:

AgNO3 + HCl = AgClv + HNO3

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2^

5). Многие соли устойчивы  при нагревании. Однако соли аммония,  некоторые соли малоактивных  металлов и слабых кислот при  нагревании разлагаются:

CaCO3 = CaO + CO2^

NH4Cl = NH3^ + HCl

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2^+ H2O

(CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2^ + H2O

Гидролиз солей

Опыт показывает, что растворы солей могут иметь нейтральную, кислую или щелочную реакцию среды. Объяснение этому факту следует  искать во взаимодействии солей с  водой.

Взаимодействие ионов  соли с водой, приводящее к образованию  слабого электролита, называется гидролизом соли.

Любую соль можно рассматривать  как продукт взаимодействия кислоты  и основания.

Сильные: 1. Щелочи

2. Кислоты: HCL, HBr, HJ, HNO3, H2SO4

Электролиты

Слабые: 1. Нерастворимые  основания и NH4OH

2. Кислоты: HF, H2CO3, H2SO3, H2SiO3, H3PO4, H2S.

Так, хлорид натрия NaCl образован сильным основанием NaOH и сильной кислотой HCl, хлорид аммония NH4Cl - слабым основанием NH4OH и сильной кислотой HCl, K2CO3 -сильным основанием KOH и слабой кислотой H2CO3, Al2S3 - слабым основанием Al(OH)3 и слабой кислотой H2S.

Таким образом, существует четыре варианта гидролиза солей.

1). Соли образованные сильным  основанием и сильной кислотой (например Na2SO4, KBr, BaCl2):

Na2SO4 2Na+ = SO42-

Na+ + HOH >

SO42- + HOH>

Гидролиз не идет, среда  остается нейтральной.

2). Соли, образованные сильным  основанием и слабой кислотой (например, Na2CO3, Ca3(PO4)2, K2S): реакция раствора  соли щелочная, в результате реакции  гидролиза образуется слабый  электролит - кислота.

KSiO3 2K+ + SiO32-

I. SiO32- + HOH HSiO3- + OH- - краткое  ионное уравнение

SiO32- + HOH + 2K+ HSiO3- + OH-+ 2K+ - полное  ионное уравнение

K2SiO3 + H2O KHSiO3 + KOH - молекулярное  уравнение

II. HSiO3- + HOH H2SiO3 + OH-

HSiO3- + HOH + K+ H2SiO3 + OH- + K+

KHSiO3 + H2O H2SiO3 + KOH

Гидролиз идет не до конца, среда щелочная. Гидролиз практически  ограничивается первой ступенью, т. к. ионы HSiO3- диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы H2SiO3 ; тем более, что образование молекул H2SiO3 в щелочной среде мало вероятно.

3). Соли, образованные слабым  основанием и сильной кислотой (например, FeSO4, CuCl2, AlCl3):

FeCl3 Fe3+ + 3Cl-

I. Fe3+ + HOH FeOH2+ + H+

Fe3+ + HOH + 3Cl- FeOH2+ + H+ + 3Cl-

FeCl3 + H2O FeOHCl2 + HCl

II. FeOH2+ + HOH Fe(OH)2+ + H+

FeOH2+ + HOH + 2Cl- Fe(OH)2+ + H+ + 3Cl-

FeOHCl2 + H2O Fe(OH)2Cl + HCl

III. Fe(OH)2 + + HOH Fe(OH)3v + H+

Fe(OH)2 + + HOH + Cl- Fe(OH)3v + H+ + 3Cl-

Fe(OH)2Cl + H2O Fe(OH)3v + HCl

Гидролиз идет не до конца, среда кислая. В обычных условиях гидролиз практически ограничивается первой стадией, т. к. в кислой среде образование осадка Fe(OH)3v маловероятно.

4). Соли, образованные слабым  основанием и слабой кислотой (например, Al2S3, Cr2S3 , CH3 COONH4):

а). Растворимые соли:

CH3COONH4 + H2O CH3COOH + NH4OH

CH3COO- + NH4+H2O CH3COOH + NH4OH

Реакция среды в этом случае зависит от сравнительной силы основания  и кислоты. Другими словами, водные растворы таких солей могут иметь  нейтральную, кислую или щелочную реакцию  среды. Все зависит от констант диссоциации  образующихся кислот и оснований. Если константа диссоциации основания < константы диссоциации кислоты, то среда кислая, если константа  диссоциации основания > константы  диссоциации кислоты, то среда щелочная

В случае гидролиза CH3COONH4:

K дисс.(NH4OH) = 6,3 * 10-5 > K дисс.(CH3COOH) = 1,8 * 10-5 , значит реакция среды будет слабощелочной.

б). Неустойчивые и разлагающиеся  водой соли:

Al2S3 + 6H2O 2Al(OH)3v + 3H2S^

Продукты гидролиза уходят из сферы реакции, гидролиз необратимый:

2AlCl3 + 3NaCl + 6H2O = 2Al(OH)3v + 3H2S^ + 6NaCl

Поэтому сульфид алюминия не может существовать в виде водных растворов, может быть получен только "сухим способом", например 2Al + 3S == Al2S3