Соли в свете представления об электролитической диссоциации. Химические свойства солей: взаимодействие с металлами, кислотами, щелочами и солями

Соли – вещества, диссоциирующие в растворах с образованием положительно заряженных ионов,  отличных от ионов водорода, и отрицательно заряженных ионов, отличных от гидроксид-ионов:

NaCl = Na⁺ + Cl ^-

Соли, состоящие из металла (или иона аммония) и кислотного остатка, относятся к средним.

Соли могут содержать водород – тогда их относят к кислым солям, например, гидрокарбонат натрия – питьевая сода* NaHCO₃.

Оснóвные соли содержат гидроксогруппу, как оснóвный карбонат меди (II)  – минерал малахит   (CuOH)₂CO₃.

Двойные соли образованы двумя металлами и одной кислотой, как сульфат калия-алюминия (квасцы) KAl(SO₄)₂

Смешанные соли образованы одним металлом и двумя кислотами.

Химические свойства:

1. Соли взаимодействуют с металлами – более активные металлы, расположенные левее в электрохимическом ряду напряжений**, вытесняют из солей менее активные металлы. Например, железо вытесняет медь из раствора хлорида меди (II): Fe + CuCl₂ = FeCl₂ + Cu↓

2. Соли, образованные более слабой или летучей кислотой, взаимодействуют с более сильными кислотами. Так, многие кислоты вытесняют угольную из растворов карбонатов: Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

3. Соли реагируют со щелочами, если образуется осадок нерастворимого гидроксида: CuCl₂ + 2NaOH = 2NaCl + Cu(OH)₂↓ или выделяется газ: NH₄Cl + NaOH = NaCl + H₂O + NH₃↑  (при нагревании)

4. Соли взаимодействуют друг с другом в случае образования осадка: NaCl + AgNO₃ = NaNO₃ + AgCl↓

* Хотя гидрокарбонат натрия по составу относится к кислым солям, его водные растворы обладают щелочной реакцией и используются для нейтрализации кислоты, попавшей на кожу. Это результат гидролиза – взаимодействия соли с водой.

**Для вытеснения металлов из растворов солей нельзя использовать такие активные металлы как Na, K и другие, вступающие в реакцию с водой.

Соли угольной кислоты: карбонаты натрия, калия, кальция, их практическое значение. Распознавание карбонатов

Соли угольной кислоты – твердые кристаллические вещества.

Карбонат натрия Na₂CO₃ – сода – важнейший продукт химической промышленности.

Применяется:

1. Для снижения жесткости воды, так как соли кальция и магния, присутствие которых обуславливает жесткость воды, взаимодействуют с карбонатом натрия с образованием осадка: CaCl₂ + Na₂CO₃ = 2NaCl + CaCO₃↓              (1)

2. В качестве моющего средства, так как раствор соды обладает щелочной реакцией вследствие гидролиза (взаимодействия с водой): CO₃^{2 -} + HOH = HCO₃^- + OH ^–                       (2)

3. В производстве стекла, мыла. В нефтяной, целлюлозно-бумажной промышленности.

Соду в промышленности получают прокаливанием гидрокарбоната натрия – питьевой соды:

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑                   (3)

Питьевая сода применяется:

1. для выпечки в качестве разрыхлителя, лучше с добавлением лимонной кислоты: NaHCO₃ + H⁺ = Na⁺ + H₂O + CO₂↑

2. 2%-ный раствор – для нейтрализации кислоты, попавшей на кожу (та же реакция)

3. Питьевая сода тоже гидролизуется и обладает щелочной реакцией раствора, поэтому применяется для мытья посуды, чистки сантехники и т.п.

4. В составе наполнителя в пенных огнетушителях.

Химику полезно знать, что из-за образования большого количества газа сода не используется при попадании кислоты в пищеварительный тракт. В этом случае применяется оксид магния.

Карбонат калия K₂CO₃ – потáш. Белый порошок, расплывающийся во влажном воздухе и хорошо растворимый в воде.

Применяется для  получения жидкого мыла, тугоплавкого и хрустального стекла.

Карбонат кальция широко встречается в природе в виде мела, известняка, мрамора (минерал кальцит). Нерастворим в воде, гидрокарбонат кальция малорастворим.

Применение:

1. В строительстве. Известняк – для кладки стен и, в виде щебня, для бетонных работ, строительства дорог. Мел – в виде порошка как наполнитель в шпаклевках, замазках, мастúках. Мрамор – для облицовки зданий и станций метрополитена.

2. Óбжигом известняка в промышленности получают жжёную известь и углекислый газ: CaCO₃ = CaO + CO₂↑                            (4)

3. Для известкования кислых почв. Известняк нейтрализует почвенные кислоты, при этом выделяется углекислый газ, повышая рыхлость почвы: CaCO₃ + 2H⁺ =  Ca²⁺ + H₂O +CO₂↑

Для распознавания карбонатов приливают раствор соляной кислоты, происходит бурное выделение газа:

CaCO₃ + 2HCl =  CaCl₂ + H₂O +CO₂↑          (5)

Хотя в формулировке вопроса билета нет химических свойств, в старых «билетниках» они перечисляются и преподаватель может задать такой вопрос. В этом случае назовите:

1. Реакции обмена с солями (уравнение 1)

2. Гидролиз (уравнение 2)

3. Взаимопревращения карбонатов и гидрокарбонатов (уравнение 3 – реакция обратимая)

4. Разложение при нагревании, кроме солей щелочных металлов (уравнение 4)

5. Взаимодействие с кислотами (уравнение 5)