Основные понятия химии (стр. 5 )

Основность кислоты – это число атомов водорода, которые в молекуле кислоты могут замещаться атомами металла.

По основности кислоты делятся на:

− одноосновные, молекулы которых содержат один атом водорода: HCl, HNO3, HCN;

− двухосновные, молекулы которых содержат два атома водорода: H2S, H2SO4, H2CO3;

− трехосновные, молекулы которых содержат три атома водорода: H3PO4, H3BO3, H3AsO4;

− четырехосновные, H4P2O7.

Как электролиты кислоты делятся на две группы: сильные и слабые. В растворах сильных кислот из-за практически полной диссоциации молекул концентрация катионов водорода Н+ высока, что влияет на химическую активность кислоты: чем выше концентрация катионов водорода в растворе кислоты, тем активнее кислота. Поэтому сильные кислоты химически очень реакционноспособны. Сильные электролиты:

,

.

Слабые электролиты:

,

.

Слабые кислоты претерпевают незначительную диссоциацию, что обусловливает их малую химическую активность. Иногда среди кислот выделяют третью группу − кислоты средней силы, которые по своей химической активности занимают промежуточное положение между сильными и слабыми кислотами.

1.2.3.4 Основные способы получения кислот (рисунок 1.12)

а). Бескислородные кислоты получают при непосредствен­ном взаимодействии неметаллов с водородом и растворении продуктов взаимодействия в воде:

,

.

б). Кислородсодержащие кислоты можно получить в ре­зультате соединения кислотных оксидов с водой:

,

.

в). И бескислородные и кислородсодержащие кислоты получаются при действии на их соли других кислот (более сильных или летучих):

,

.

Рисунок 1.12 – Способы получения кислот

1.2.3.5 Химические свойства кислот

Ион водорода кислоты может, с одной стороны, восстанавливаться до молекулярного водорода (окислительно-восстановительное взаимодействие), а с другой − может вступать в реакции соединения с отрицательно заряженными ионами, например, с гидроксильными группами (кислотно-основное взаимодействие). Кроме того, как катион водорода, так и анион кислотного остатка способны вступать в ионно-обменное взаимодействие.

Взаимодействие с простыми веществами:

а) металлы, находящиеся в ряду напряжений левее водо­рода, вытесняют водород из растворов кислот (исключение − азотная и концентрированная серная кислоты):

↑,

↑.

Ряд напряжений металлов: К, Ва, Са, Na, Mg, Al, Zn, Fe, РЬ, Н, Cu, Hg, Ag, Au, Pt;

б) металлы, стоящие в ряду напряжений правее водоро­да, водород из растворов большинства кислот не вытесняют:

;

в) взаимодействие металлов с азотной и концентриро­ванной серной кислотами описывается схемами:

− с малоактивными (тяжелыми) металлами (n − валентность металла):

,

;

− активными металлами ( n − валентность металла):

,

.

Взаимодействие со сложными веществами:

а) реакция нейтрализации (кислотно-основное взаимодействие):

,

;

б) реакция с основными или амфотерными оксидами:

,

;

в) реакция с солями (ионно-обменное взаимодействие):

,

.

Непременным условием протекания последней реакции является либо выпадение осадка, либо выделение газа, либо об­разование хорошо растворимого слабодиссоциирующего веще­ства;

г) При нагревании кислородсодержащие кислоты разлагаются на воду и кислотный оксид (рисунок 1.13):

.

Рисунок 1.13 – Химические свойства кислот

1.2.4 Соли

1.2.4.1 Физические свойства солей

Соли - это сложные соединения, состоящие из ионов металла и кислотного остатка.

Соли − твердые кристаллические вещества. Остатки оснований и кислот в солях связаны между собой, как правило, ионной связью. Соли имеют разный цвет и характеризуется различной растворимостью в воде.

1.2.4.2 Классификация солей

Соли бывают средние, кислые, основные, двойные, комплексные.

Средняя соль − это продукт полного замещения ионов водорода кислоты металлом или гидроксогруппы основания кислотным остатком. Например, Na2SO4, Ca(NO3)2 − средние соли.

,

.

Кислая соль − продукт неполного замещения ионов водорода многоосновной кислоты металлом. Например, NaHSO4, Са(НСО3)2 − кислые соли.

.

гидросульфат

натрия

Основная соль − продукт неполного замещения гидроксогрупп многокислотного основания кислотными остатками. Например, MgOНС1, BiOHCl2 − основные соли:

.

гидроксохлорид

магния

Если атомы водорода в кислоте замещаются атомами разных металлов или гидроксогруппы оснований замещаются различными кислотными остатками, то образуются двойные соли. Например, сульфат калия-алюминия KAI(SO4)2, хлорид-гипохлорит кальция Са(ОС1)С1. Двойные соли существуют только в твердом состоянии.

Комплексные соли − это соли, в состав которых входят комплексные ионы. Например, соль K4[Fe(CN)6] (гексацианоферрат калия)− комплексная, так как в ее состав входит комплексный ион [Fe(CN)6]4-.

1.2.4.3 Номенклатура солей

Названия солей составляют из названия кислотного остатка в именительном падеже и названия иона металла в родительном падеже (без слова «ион»). Например,

MgС12 − хлорид магния,

Ba3(РО4)2 − ортофосфат бария,

Na2S − сульфид натрия,

K2SO3 − сульфит калия,

А12(SO4)3 − сульфат алюминия,

AgNO3 – нитрат серебра,

Na2SiO3 – ортосиликат натрия,

Na2CO3 – карбонат натрия,

NaHCO3 − гидрокарбонат натрия,

CaHPO4 − гидрофосфат кальция,

Ca(H2PO4)2 − дигидрофосфат кальция,

MgOHCl − хлорид гидроксомагния,

(MgOH)2SO4 − сульфат гидроксомагния,

K2NaPO4 − ортофосфат калия-натрия,

Са(OCI)C1 − хлорид-гипохлорит кальция.

1.2.4.4 Получение солей

Соли тесно связаны со всеми остальными классами неорганических соединений и могут быть получены практически из любого класса как простых, так и сложных веществ (рисунок 1.14).

− Соединение металлов с неметаллами:

,

.

Этот способ пригоден для получения солей, не содержа­щих в своем составе атомов кислорода.

− Взаимодействие металлов с кислотами:

,

.

− Взаимодействие металлов с растворами солей:

,

.

Реакция возможна при выполнении следующих условий: исходный металл должен быть активнее образующегося метал­ла; исходный металл не должен обладать прочной оксидной пленкой.

− Взаимодействие кислот с основаниями:

,

,

,

O .

− Взаимодействие основных или амфотерных оксидов с
кислотами:

,

.

− Взаимодействие кислотных или амфотерных оксидов с
основаниями:

,

,

.

− Соединение кислотных оксидов с основными или амфотерными оксидами:

,

.

− Обменная реакция между растворами солей:

,

.

− Взаимодействие солей с основаниями:

,

,

.