A sók legfontosabb kémiai tulajdonságai. A sók kémiai tulajdonságai
Okok – összetett anyagok, amelyek Me + fémkationból (vagy fémszerű kationból, például NH 4 + ammóniumionból) és OH - hidroxid-anionból állnak.
A bázisokat vízben való oldhatóságuk alapján osztják fel oldható (lúg) És oldhatatlan bázisok . Van még instabil alapok, amelyek spontán lebomlanak.
Indoklás
1. Bázikus oxidok kölcsönhatása vízzel. Ebben az esetben csak azok az oxidok, amelyek egy oldható bázisnak (lúgnak) felelnek meg. Azok. ily módon csak kaphat lúgok:
bázikus oxid + víz = bázis
Például , nátrium-oxid vízben képződik nátrium-hidroxid(nátrium-hidroxid):
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH
Ugyanakkor kb réz(II)-oxid Val vel víz nem reagál:
CuO + H 2 O ≠
2. Fémek kölcsönhatása vízzel. Ahol reagáljon vízzelnormál körülmények közöttcsak alkálifémek(lítium, nátrium, kálium, rubídium, cézium)kalcium, stroncium és bárium.Ebben az esetben redox reakció megy végbe, a hidrogén az oxidálószer, a fém pedig a redukálószer.
fém + víz = lúg + hidrogén
Például, kálium-vel reagál víz nagyon viharos:
2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0
3. Egyes alkálifémsók oldatainak elektrolízise. A lúgok előállításához általában elektrolízist végeznek alkáli- vagy alkáliföldfémekkel és oxigénmentes savakkal képzett sók oldatai (kivéve a hidrogén-fluoridot) - kloridok, bromidok, szulfidok stb. Ezt a kérdést a cikk részletesebben tárgyalja .
Például , nátrium-klorid elektrolízise:
2NaCl + 2H 2O → 2NaOH + H 2 + Cl 2
4. A bázisok más lúgok és sók kölcsönhatásából jönnek létre. Ebben az esetben csak az oldható anyagok lépnek kölcsönhatásba, és a termékekben oldhatatlan só vagy oldhatatlan bázis képződik:
vagy
alkáli + só 1 = só 2 ↓ + lúg
Például: A kálium-karbonát oldatban reagál kalcium-hidroxiddal:
K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH
Például: A réz(II)-klorid oldatban reagál nátrium-hidroxiddal. Ebben az esetben kiesik kék réz(II)-hidroxid csapadék:
CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl
Az oldhatatlan bázisok kémiai tulajdonságai
1. Az oldhatatlan bázisok reakcióba lépnek erős savakkal és azok oxidjaival (és néhány közepes sav). Ebben az esetben, sót és vizet.
oldhatatlan bázis + sav = só + víz
oldhatatlan bázis + savas oxid = só + víz
Például ,A réz(II)-hidroxid reakcióba lép erős sósavval:
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
Ebben az esetben a réz(II)-hidroxid nem lép kölcsönhatásba a sav-oxiddal gyenge szénsav - szén-dioxid:
Cu(OH) 2 + CO 2 ≠
2. Az oldhatatlan bázisok hevítéskor oxiddá és vízzé bomlanak.
Például, A vas(III)-hidroxid hevítés hatására vas(III)-oxiddá és vízzé bomlik:
2Fe(OH)3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
3. Az oldhatatlan bázisok nem reagálnakamfoter oxidokkal és hidroxidokkal.
oldhatatlan bázis + amfoter oxid ≠
oldhatatlan bázis + amfoter hidroxid ≠
4. Néhány oldhatatlan bázis úgy viselkedhet, mintredukálószerek. A redukálószerek olyan bázisok, amelyeket fémek alkotnak minimális vagy közbenső oxidációs állapot, ami növelheti oxidációs állapotukat (vas(II)-hidroxid, króm(II)hidroxid stb.).
Például , A vas(II)-hidroxid légköri oxigénnel víz jelenlétében vas(III)-hidroxiddá oxidálható:
4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3
Lúgok kémiai tulajdonságai
1. A lúgok reagálnak bármely savak - erősek és gyengék egyaránt . Ebben az esetben közepes só és víz képződik. Ezeket a reakciókat ún semlegesítési reakciók. Oktatás is lehetséges savanyú só, ha a sav többbázisú, a reagensek meghatározott aránya mellett, vagy in felesleges sav. BAN BEN felesleges lúg közepes só és víz képződik:
lúg (felesleg) + sav = közepes só + víz
lúg + többbázisú sav (felesleg) = savas só + víz
Például , A nátrium-hidroxid hárombázisú foszforsavval kölcsönhatásba lépve 3 típusú sókat képezhet: dihidrogén-foszfátok, foszfátok vagy hidrofoszfátok.
Ebben az esetben a dihidrogén-foszfátok savfeleslegben keletkeznek, vagy ha a reagensek mólaránya (anyagmennyiség-aránya) 1:1.
NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O
Ha a lúg és a sav mólaránya 2:1, hidrofoszfátok képződnek:
2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O
Lúg feleslegében vagy 3:1 lúg/sav mólarány esetén alkálifém-foszfát képződik.
3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O
2. A lúgok reakcióba lépnekamfoter oxidok és hidroxidok. Ahol közönséges sók keletkeznek az olvadékban , A oldatban - komplex sók .
lúg (olvadék) + amfoter oxid = közepes só + víz
lúg (olvadék) + amfoter hidroxid = közepes só + víz
lúg (oldat) + amfoter oxid = komplex só
lúg (oldat) + amfoter hidroxid = komplex só
Például , amikor az alumínium-hidroxid nátrium-hidroxiddal reagál az olvadékban nátrium-aluminát képződik. A savasabb hidroxid savas maradékot képez:
NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O
A megoldásban komplex só képződik:
NaOH + Al(OH) 3 = Na
Kérjük, vegye figyelembe, hogyan épül fel a komplex sóképlet:először kiválasztjuk a központi atomot (toÁltalában ez egy amfoter hidroxid fém).Aztán hozzáadjuk ligandumok- esetünkben ezek hidroxidionok. A ligandumok száma általában kétszerese a központi atom oxidációs állapotának. De az alumíniumkomplex kivételt képez, ligandumainak száma leggyakrabban 4. A kapott fragmenst szögletes zárójelek közé helyezzük - ez egy összetett ion. Meghatározzuk a töltését, és hozzáadjuk a szükséges számú kationt vagy aniont a külső oldalon.
3. A lúgok kölcsönhatásba lépnek a savas oxidokkal. Ugyanakkor lehetséges az oktatás savanyú vagy közepes só, a lúg és a sav-oxid mólarányától függően. Lúg feleslegében közepes só képződik, savas oxid feleslegében savas só képződik:
lúg (felesleg) + savas oxid = közepes só + víz
vagy:
lúg + savas oxid (felesleg) = savas só
Például , interakció közben felesleges nátrium-hidroxid A szén-dioxiddal nátrium-karbonát és víz képződik:
2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
És interakció közben felesleges szén-dioxid nátrium-hidroxiddal csak nátrium-hidrogén-karbonát képződik:
2NaOH + CO 2 = NaHCO 3
4. A lúgok kölcsönhatásba lépnek a sókkal. A lúgok reagálnak csak oldható sókkal megoldásban, feltéve, hogy Gáz vagy üledék képződik az élelmiszerben . Az ilyen reakciók a mechanizmus szerint mennek végbe ioncsere.
lúg + oldható só = só + megfelelő hidroxid
A lúgok kölcsönhatásba lépnek a fémsók oldataival, amelyek oldhatatlan vagy instabil hidroxidok.
Például, a nátrium-hidroxid réz-szulfáttal reagál oldatban:
Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-
Is a lúgok reakcióba lépnek az ammóniumsók oldataival.
Például , A kálium-hidroxid reakcióba lép ammónium-nitrát oldattal:
NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O
! Amikor az amfoter fémek sói kölcsönhatásba lépnek fölös lúggal, komplex só képződik!
Nézzük meg ezt a kérdést részletesebben. Ha a fém által alkotott só, amelynek megfelel amfoter hidroxid , kölcsönhatásba lép kis mennyiségű lúggal, akkor a szokásos cserereakció következik be, és csapadék keletkezikennek a fémnek a hidroxidja .
Például , a felesleges cink-szulfát oldatban reagál kálium-hidroxiddal:
ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
Ebben a reakcióban azonban nem bázis képződik, hanem mfoter hidroxid. És ahogy fentebb jeleztük, Az amfoter hidroxidok feleslegben oldódnak fel, és komplex sókat képeznek . T Így amikor a cink-szulfát reakcióba lép felesleges lúgoldat komplex só képződik, csapadék nem képződik:
ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4
Így 2 sémát kapunk az amfoter hidroxidoknak megfelelő fémsók lúgokkal való kölcsönhatására:
amfoter fémsó (felesleg) + lúg = amfoter hidroxid↓ + só
amph.fémsó + lúg (felesleg) = komplex só + só
5. A lúgok kölcsönhatásba lépnek a savas sókkal.Ebben az esetben közepes sók vagy kevésbé savas sók képződnek.
savanyú só + lúg = közepes só + víz
Például , A kálium-hidroszulfit reakcióba lép kálium-hidroxiddal, és kálium-szulfitot és vizet képez:
KHSO 3 + KOH = K 2 SO 3 + H 2 O
Nagyon kényelmes a savas sók tulajdonságainak meghatározása úgy, hogy a savas sót mentálisan 2 anyagra - savra és sóra - bontjuk. Például a nátrium-hidrogén-karbonát NaHCO 3-ot uolsav H 2 CO 3 -ra és nátrium-karbonát Na 2 CO 3 -ra bontjuk. A hidrogén-karbonát tulajdonságait nagymértékben meghatározzák a szénsav és a nátrium-karbonát tulajdonságai.
6. A lúgok kölcsönhatásba lépnek az oldatban lévő fémekkel és megolvadnak. Ebben az esetben oxidációs-redukciós reakció megy végbe, amely az oldatban képződik komplex sóÉs hidrogén, az olvadékban - közepes sóÉs hidrogén.
Jegyzet! Csak azok a fémek reagálnak oldatban lévő lúgokkal, amelyeknek a fém minimális pozitív oxidációs állapotú oxidja amfoter!
Például , Vas lúgoldattal nem reagál, a vas(II)-oxid bázikus. A alumínium vizes lúgoldatban oldódik, az alumínium-oxid amfoter:
2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0
7. A lúgok kölcsönhatásba lépnek a nem fémekkel. Ebben az esetben redox reakciók lépnek fel. Általában, a nemfémek aránytalanok a lúgokban. Nem válaszolnak lúgokkal oxigén, hidrogén, nitrogén, szén és inert gázok (hélium, neon, argon stb.):
NaOH +O 2 ≠
NaOH +N 2 ≠
NaOH +C ≠
Kén, klór, bróm, jód, foszforés egyéb nemfémek aránytalan lúgokban (azaz önoxidálódnak és önregenerálódnak).
Például klóramikor interakcióba lép hideg lúg oxidációs állapotba kerül -1 és +1:
2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H 2 O
Klór amikor interakcióba lép forró lúg oxidációs állapotba kerül -1 és +5:
6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O
Szilícium lúgok hatására oxidációs állapotba +4.
Például, megoldásban:
2NaOH + Si 0 + H 2 + O= NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0
A fluor oxidálja a lúgokat:
2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O
Ezekről a reakciókról bővebben a cikkben olvashat.
8. A lúgok hevítés hatására nem bomlanak le.
A kivétel a lítium-hidroxid:
2LiOH = Li 2 O + H 2 O
A „só” szó hallatán az első asszociáció természetesen a kulináris, ami nélkül minden étel ízetlennek tűnik. De nem ez az egyetlen anyag, amely a sós vegyszerek osztályába tartozik. Ebben a cikkben példákat, összetételt és kémiai tulajdonságokat találhat a sókra, és megtanulhatja, hogyan kell helyesen alkotni bármelyik nevét. Mielőtt folytatnánk, egyezzünk meg abban, hogy ebben a cikkben csak a szervetlen közegsókat fogjuk figyelembe venni (amelyeket szervetlen savak reakciójával kapnak a hidrogén teljes helyettesítésével).
Definíció és kémiai összetétel
A só egyik definíciója:
- (azaz két részből áll), amely fémionokat és savmaradékot tartalmaz. Vagyis ez egy olyan anyag, amelyet bármely fém sav és hidroxid (oxid) reakciójának eredményeként nyernek.
Van egy másik definíció is:
- Ez egy olyan vegyület, amely egy sav hidrogénionjainak fémionokkal való teljes vagy részleges helyettesítésének terméke (alkalmas közepes, bázikus és savas).
Mindkét meghatározás helyes, de nem tükrözi a só beszerzési folyamatának teljes lényegét.
A sók osztályozása
Figyelembe véve a sók osztályának különböző képviselőit, láthatjuk, hogy ezek:
- Oxigéntartalmú (kénsav, salétromsav, kovasav és egyéb savak sói, amelyek savmaradéka oxigént és más nemfémet tartalmaz).
- Oxigénmentes, azaz olyan reakció során keletkező sók, amelyek maradéka nem tartalmaz oxigént - sósav, hidrogén-bromid, hidrogén-szulfid és mások.
A helyettesített hidrogének száma szerint:
- Egybázisú: sósav, nitrogén, hidrogén-jodid és mások. A sav egy hidrogéniont tartalmaz.
- Kétbázisú: Két hidrogéniont fémionokkal helyettesítenek, így só jön létre. Példák: kénsav, kénes, hidrogén-szulfid és mások.
- Hárombázisú: a savas összetételben három hidrogéniont fémionok váltanak fel: foszfor.
Vannak más típusú besorolások is az összetétel és a tulajdonságok alapján, de ezeket nem tárgyaljuk, mivel a cikk célja kissé eltér.
Megtanulni helyesen nevezni
Minden anyagnak van egy neve, amely csak egy bizonyos régió lakosai számára érthető, triviálisnak is nevezik. Az asztali só a nemzetközi nómenklatúra szerint egy példa a köznyelvre, más néven fogjuk nevezni. De egy beszélgetés során bárki, aki ismeri a nevek nómenklatúráját, könnyen megérti, hogy NaCl kémiai képletű anyagról beszélünk. Ez a só a sósav származéka, és sóit kloridoknak, azaz nátrium-kloridnak nevezik. Csak meg kell tanulnia az alábbi táblázatban szereplő sók nevét, majd hozzá kell adnia a sót alkotó fém nevét.
De a név olyan könnyen megfogalmazható, ha a fémnek állandó vegyértéke van. Most nézzük a nevet), amelynek egy változó vegyértékű fémje van - FeCl 3. Az anyagot vas-kloridnak hívják. Pontosan ez a megfelelő név!
| Sav formula | Sav név | Savmaradék (képlet) | Nomenklatúra név | Példa és triviális név |
| HCl | só | Cl- | klorid | NaCl (asztali só, kősó) |
| SZIA | hidrogén-jodid | én - | jodid | NaI |
| HF | hidrogén-fluorid | F- | fluorid | NaF |
| HBr | hidrogén-bromid | Br- | bromid | NaBr |
| H2SO3 | kénes | SO 3 2- | szulfit | Na2SO3 |
| H2SO4 | kénes | SO 4 2- | szulfát | CaSO 4 (anhidrit) |
| HClO | hipoklóros | ClO- | hipoklorit | NaClO |
| HClO2 | klorid | ClO2 - | klorit | NaClO2 |
| HClO3 | hipoklóros | ClO3 - | klorát | NaClO3 |
| HClO4 | klór | ClO4 - | perklorát | NaClO4 |
| H2CO3 | szén | CO 3 2- | karbonát | CaCO 3 (mészkő, kréta, márvány) |
| HNO3 | nitrogén | NO 3 - | nitrát | AgNO 3 (lapis) |
| HNO2 | nitrogéntartalmú | NO 2 - | nitrit | KNO 2 |
| H3PO4 | foszfor | PO 4 3- | foszfát | AlPO 4 |
| H2SiO3 | szilícium | SiO 3 2- | szilikát | Na 2 SiO 3 (folyékony üveg) |
| HMnO4 | mangán | MnO4- | permanganát | KMnO 4 (kálium-permanganát) |
| H2CrO4 | króm | CrO 4 2- | kromát | CaCrO4 |
| H2S | hidrogén-szulfid | S- | szulfid | HgS (cinóber) |
Kémiai tulajdonságok
A sókat osztályként kémiai tulajdonságaik jellemzik, hogy kölcsönhatásba léphetnek lúgokkal, savakkal, sókkal és aktívabb fémekkel:
1. Az oldatban lévő lúgokkal való kölcsönhatás során a reakció előfeltétele az egyik keletkező anyag kicsapódása.
2. Savakkal való kölcsönhatás során a reakció akkor megy végbe, ha illékony sav, oldhatatlan sav vagy oldhatatlan só képződik. Példák:
- Az illékony savak közé tartozik a szénsav, mivel könnyen lebomlik vízre és szén-dioxidra: MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2.
- Oldhatatlan sav - kovasav, a szilikát és egy másik sav reakciója eredményeként képződik.
- A kémiai reakció egyik jele a csapadék képződése. Mely sók láthatók az oldhatósági táblázatban.
3. A sók egymás közötti kölcsönhatása csak ionok kötődése esetén jön létre, azaz a keletkező sók egyike kicsapódik.
4. Annak meghatározásához, hogy létrejön-e reakció egy fém és egy só között, nézze meg a fémfeszültség-táblázatot (ezt néha aktivitássorozatnak is nevezik).
Csak az aktívabb fémek (balra találhatók) képesek kiszorítani a fémet a sóból. Példa erre a vasszög reakciója réz-szulfáttal:
CuSO 4 + Fe= Cu + FeSO 4
Az ilyen reakciók a sóosztály legtöbb képviselőjére jellemzőek. De vannak specifikusabb reakciók is a kémiában, a só tulajdonságai egyéni tulajdonságokat tükröznek, például az izzadás során bekövetkező bomlást vagy a kristályos hidrátok képződését. Minden só egyedi és szokatlan a maga módján.
A sók olyan elektrolitok, amelyek vizes oldatokban fémkation és savmaradék anion képződésével disszociálnak.
A sók osztályozását a táblázat tartalmazza. 9.
A sók képleteinek írásakor egyetlen szabályt kell követnie: a kationok és anionok teljes töltésének abszolút értékben egyenlőnek kell lennie. Ez alapján kell indexeket elhelyezni. Például az alumínium-nitrát képletének megírásakor figyelembe vesszük, hogy az alumíniumkation töltése +3, a pitrát ioné pedig 1: AlNO 3 (+3), és indexek segítségével kiegyenlítjük a töltéseket (a legkevesebb 3 és 1 közös többszöröse 3. Ossza el a 3-at az alumíniumkation töltésének abszolút értékével - megkapjuk az indexet, ossza el a 3-at az NO 3 -anion töltésének abszolút értékével - a 3-as indexet kapjuk. Képlet: Al(NO 3) 3
A közepes vagy normál sók csak fémkationokat és a savmaradék anionjait tartalmazzák. Nevük a savas maradékot alkotó elem latin nevéből származik, az adott atom oxidációs állapotától függően a megfelelő végződéssel. Például a kénsav Na 2 SO 4 sóját (a kén oxidációs állapota +6), Na 2 S - sóját (a kén oxidációs állapota -2) stb. nevezik. A táblázatban. A 10. táblázatban a legszélesebb körben használt savak által képződött sók nevei láthatók.
A középső sók neve az összes többi sócsoport alapja.
■ 106 Írja fel a következő átlagos sók képleteit: a) kalcium-szulfát; b) magnézium-nitrát; c) alumínium-klorid; d) cink-szulfid; d) ; f) kálium-karbonát; g) kalcium-szilikát; h) vas(III)-foszfát.
A savas sók abban különböznek az átlagos sóktól, hogy összetételük a fémkationon kívül hidrogénkationt is tartalmaz, például NaHC03 vagy Ca(H2PO4)2. A savas sót úgy tekinthetjük, mint egy savban a hidrogénatomok fémmel való nem teljes helyettesítésének termékét. Következésképpen savas sókat csak két vagy több bázikus sav képezhet.
A savsó molekula általában „savas” iont tartalmaz, melynek töltése a sav disszociációs fokától függ. Például a foszforsav disszociációja három lépésben megy végbe:
A disszociáció első szakaszában egyszeresen töltött H 2 PO 4 anion képződik. Következésképpen a fémkation töltésétől függően a sók képlete NaH 2 PO 4, Ca(H 2 PO 4) 2, Ba(H 2 PO 4) 2 stb. , kettős töltésű HPO anion képződik 2 4 — . A sók képlete a következőképpen néz ki: Na 2 HPO 4, CaHPO 4 stb. A disszociáció harmadik szakaszában nem keletkeznek savas sók.
A savas sók nevei a középsők nevéből származnak, a hidro- előtag hozzáadásával (a „hydrogenium” szóból -):
NaHCO 3 - nátrium-hidrogén-karbonát KHCO 4 - kálium-hidrogén-szulfát CaHPO 4 - kalcium-hidrogén-foszfát
Ha a savas ion két hidrogénatomot tartalmaz, például H 2 PO 4 -, akkor a só nevéhez a di- (kettő) előtag kerül: NaH 2 PO 4 - nátrium-dihidrogén-foszfát, Ca(H 2 PO 4) 2 - kalcium-dihidrogén-foszfát stb. .d.
■
107. Írja fel a következő savas sók képleteit: a) kalcium-hidrogén-szulfát; b) magnézium-dihidrogén-foszfát; c) alumínium-hidrogén-foszfát; d) bárium-hidrogén-karbonát; e) nátrium-hidroszulfit; f) magnézium-hidroszulfit.
108. Lehetséges-e sósav és salétromsav savas sóit előállítani? Válaszát indokolja.
A bázikus sók abban különböznek a többitől, hogy a fémkationon és a savmaradék anionján kívül hidroxil-anionokat is tartalmaznak, például Al(OH)(NO3)2-t. Itt az alumínium kation töltése +3, a hidroxil-1 ioné és két nitrátioné pedig 2, összesen 3.
A fő sók neve a középső sók nevéből származik a bázikus szó kiegészítésével, például: Cu 2 (OH) 2 CO 3 - bázikus rézkarbonát, Al (OH) 2 NO 3 - bázikus alumínium-nitrát .
■ 109. Írja fel a következő bázikus sók képleteit: a) bázikus vas(II)-klorid; b) bázikus vas(III)-szulfát; c) bázikus réz(II)-nitrát; d) bázikus kalcium-klorid; e) bázikus magnézium-klorid; f) bázikus vas(III)-szulfát g) bázikus alumínium-klorid.
A kettős sók képletei, például a KAl(SO4)3, mindkét fémkation és az anion teljes töltése alapján épülnek fel.
A kationok teljes töltése + 4, az anionok teljes töltése -4.
A kettős sók nevei a középső sókhoz hasonlóan alakulnak, csak mindkét fém neve van feltüntetve: KAl(SO4)2 - kálium-alumínium-szulfát.
■ 110. Írja fel a következő sók képleteit!
a) magnézium-foszfát; b) magnézium-hidrogén-foszfát; c) ólom-szulfát; d) bárium-hidrogén-szulfát; e) bárium-hidroszulfit; f) kálium-szilikát; g) alumínium-nitrát; h) réz(II)-klorid; i) vas(III)-karbonát; j) kalcium-nitrát; l) kálium-karbonát.
A sók kémiai tulajdonságai
1. Minden közepes só erős elektrolit és könnyen disszociál:
Na 2 SO 4 ⇄ 2Na + + SO 2 4 —
A közepes sók kölcsönhatásba léphetnek olyan fémekkel, amelyek a só részét képező fémtől több feszültséggel balra vannak:
Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4
Fe + Сu 2+ + SO 2 4 — = Сu + Fe 2+ + SO 2 4 —
Fe + Cu 2+ = Cu + Fe 2+
2. A sók lúgokkal és savakkal reagálnak a „Bázisok” és „Savak” részben leírt szabályok szerint:
FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl
Fe 3+ + 3Cl - + 3Na + + 3OH - = Fe(OH) 3 + 3Na + + 3Cl -
Fe 3+ + 3OH - =Fe(OH) 3
Na 2 SO 3 + 2HCl = 2 NaCl + H 2 SO 3
2Na + + SO 2 3 - + 2H + + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + SO 2 + H 2 O
2H + + SO 2 3 - = SO 2 + H 2 O
3. A sók kölcsönhatásba léphetnek egymással, ami új sók képződését eredményezheti:
AgNO 3 + NaCl = NaNO 3 + AgCl
Ag + + NO 3 - + Na + + Cl - = Na + + NO 3 - + AgCl
Ag + + Cl - = AgCl
Mivel ezek a cserereakciók főleg vizes oldatokban mennek végbe, csak akkor mennek végbe, ha a keletkező sók egyike kicsapódik.
Minden cserereakció a 23. § 89. pontjában felsorolt feltételeknek megfelelően történik.
■ 111. Írja fel a következő reakciók egyenleteit, és az oldhatósági táblázat segítségével határozza meg, hogy ezek befejeződnek-e:
a) bárium-klorid + ;
b) alumínium-klorid + ;
c) nátrium-foszfát + kalcium-nitrát;
d) magnézium-klorid + kálium-szulfát;
e) + ólom-nitrát;
f) kálium-karbonát + mangán-szulfát;
g) + kálium-szulfát.
Írja fel az egyenleteket molekuláris és ionos formában!
■ 112. Az alábbi anyagok közül melyikkel lép reakcióba a vas(II)-klorid: a) ; b) kalcium-karbonát; c) nátrium-hidroxid; d) szilícium-anhidrid; d) ; f) réz(II)-hidroxid; és) ?
113. Ismertesse a kalcium-karbonát, mint átlagos só tulajdonságait! Írja fel az összes egyenletet molekuláris és ionos formában!
114. Az átalakítások sorozatának végrehajtása:
Írja fel az összes egyenletet molekuláris és ionos formában!
115. Mennyi sót kapunk 8 g kén és 18 g cink reakciójából?
116. Mekkora térfogatú hidrogén szabadul fel, ha 7 g vas reagál 20 g kénsavval?
117. Hány mol konyhasót kapunk 120 g nátrium-hidroxid és 120 g sósav reakciójából?
118. Mennyi kálium-nitrátot kapunk 2 mol kálium-hidroxid és 130 g salétromsav reakciójából?
Sók hidrolízise
A sók sajátos tulajdonsága, hogy képesek hidrolizálni - hidrolízisen mennek keresztül (a görög „hidro” szóból - víz, „lízis” - bomlás), azaz víz hatására bomlik. Lehetetlen a hidrolízist bomlásnak tekinteni abban az értelemben, ahogyan általában értjük, de egy dolog biztos: mindig részt vesz a hidrolízis reakciójában.
- nagyon gyenge elektrolit, rosszul disszociál
H 2 O ⇄ H + + OH -
és nem változtatja meg a jelző színét. A lúgok és savak megváltoztatják az indikátorok színét, mivel oldatban disszociálva OH - ionok (lúgoknál), savaknál H + ionok feleslegben keletkeznek. Az olyan sókban, mint a NaCl, K 2 SO 4, amelyeket egy erős sav (HCl, H 2 SO 4) és egy erős bázis (NaOH, KOH) képez, az indikátorok nem változtatják meg a színüket, mivel ezek oldatában
A sók hidrolízise gyakorlatilag nem történik meg.
A sók hidrolízise során négy eset lehetséges, attól függően, hogy a só erős vagy gyenge savval és bázissal keletkezett.
1. Ha egy erős bázis és egy gyenge sav, például K 2 S sóját vesszük, a következő történik. A kálium-szulfid erős elektrolitként ionokká disszociál:
K 2 S ⇄ 2K + + S 2-
Ezzel együtt gyengén disszociál:
H 2 O ⇄ H + + OH —
Az S2- kén-anion egy gyenge hidrogén-szulfidsav anionja, amely rosszul disszociál. Ez oda vezet, hogy az S2-anion elkezd hidrogénkationokat kötni a vízből, fokozatosan alacsony disszociációs csoportokat képezve:
S 2- + H + + OH — = HS — + OH —
HS - + H + + OH - = H 2 S + OH -
Mivel a vízből a H + kationok megkötődnek, az OH - anionok pedig megmaradnak, a közeg reakciója lúgossá válik. Így az erős bázis és egy gyenge sav által képzett sók hidrolízise során a közeg reakciója mindig lúgos.
■ 119.Ionegyenletek segítségével ismertesse a nátrium-karbonát hidrolízisének folyamatát!
2. Ha veszünk egy gyenge bázis és egy erős sav alkotta sót, például Fe(NO 3) 3, akkor disszociációja során ionok képződnek:
Fe(NO 3) 3 ⇄ Fe 3+ + 3NO 3 -
A Fe3+ kation egy gyenge bázis kationja - a vas, amely nagyon rosszul disszociál. Ez arra a tényre vezet, hogy a Fe 3+ kation elkezd OH - anionokat kötni a vízből, enyhén disszociáló csoportokat képezve:
Fe 3+ + H + + OH - = Fe(OH) 2+ + + H +
és tovább
Fe(OH) 2+ + H + + OH - = Fe(OH) 2 + + H +
Végül a folyamat elérheti az utolsó szakaszát:
Fe(OH) 2 + + H + + OH - = Fe(OH) 3 + H +
Következésképpen az oldatban feleslegben lévő hidrogénkationok lesznek.
Így egy gyenge bázis és egy erős sav alkotta só hidrolízise során a közeg reakciója mindig savas.
■ 120. Ismertesse ionegyenletekkel az alumínium-klorid hidrolízisének lefolyását!
3. Ha egy erős bázis és egy erős sav sót képez, akkor sem a kation, sem az anion nem köti meg a vízionokat, és a reakció semleges marad. Hidrolízis gyakorlatilag nem történik meg.
4. Ha egy sót gyenge bázis és gyenge sav képez, akkor a közeg reakciója a disszociáció mértékétől függ. Ha a bázis és a sav értéke közel azonos, akkor a közeg reakciója semleges lesz.
■ 121. Nem ritka, hogy egy cserereakció során a várt sócsapadék helyett fémcsapadék válik ki, például a vas(III)-klorid FeCl 3 és nátrium-karbonát Na 2 CO 3 reakciójában, nem Fe 2 (CO 3) 3 képződik, de Fe( OH) 3 . Magyarázza meg ezt a jelenséget.
122. Az alábbiakban felsorolt sók közül jelölje meg azokat, amelyek oldatban hidrolízisen mennek keresztül: KNO 3, Cr 2 (SO 4) 3, Al 2 (CO 3) 3, CaCl 2, K 2 SiO 3, Al 2 (SO 3) 3 .
A savas sók tulajdonságainak jellemzői
A savas sók kissé eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek. Reakcióba léphetnek a savas ion megőrzésével és megsemmisítésével. Például egy savas só és egy lúg reakciója a savas só semlegesítését és a savas ion megsemmisülését eredményezi, például:
NaHSO4 + KOH = KNaSO4 + H2O
dupla só
Na + + HSO 4 - + K + + OH - = K + + Na + + SO 2 4 - + H2O
HSO 4 - + OH - = SO 2 4 - + H2O
A savas ionok megsemmisülése a következőképpen ábrázolható:
HSO 4 — ⇄ H + + SO 4 2-
H + + SO 2 4 - + OH - = SO 2 4 - + H2O
A savas ion is megsemmisül, ha savakkal reagál:
Mg(HCO3)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2Co3
Mg 2+ + 2НСО 3 — + 2Н + + 2Сl — = Mg 2+ + 2Сl — + 2Н2O + 2СO2
2HCO3- + 2H+ = 2H2O + 2CO2
HCO 3 - + H + = H2O + CO2
A semlegesítést ugyanazzal a lúggal lehet elvégezni, amely a sót képezte:
NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O
Na + + HSO 4 - + Na + + OH - = 2Na + + SO 4 2- + H2O
HSO 4 - + OH - = SO 4 2- + H2O
A sókkal való reakciók a savas ion megsemmisülése nélkül mennek végbe:
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaHCO3
Ca 2+ + 2НСО 3 — + 2Na + + СО 2 3 — = CaCO3↓+ 2Na + + 2НСО 3 —
Ca 2+ + CO 2 3 - = CaCO3
■ 123. Írja fel az alábbi reakciók egyenleteit molekuláris és ionos formában!
a) kálium-hidroszulfid +;
b) nátrium-hidrogén-foszfát + kálium-hidroxid;
c) kalcium-dihidrogén-foszfát + nátrium-karbonát;
d) bárium-hidrogén-karbonát + kálium-szulfát;
e) kalcium-hidroszulfit +.
Sók beszerzése
A szervetlen anyagok fő osztályainak vizsgált tulajdonságai alapján 10 módszer származtatható a sók előállítására.
1. Fém és nem fém kölcsönhatása:
2Na + Cl2 = 2NaCl
Csak oxigénmentes savak sói nyerhetők így. Ez nem ionos reakció.
2. Fém kölcsönhatása savval:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Fe + 2H + + SO 2 4 - =Fe 2+ + SO 2 4 - + H2
Fe + 2H + = Fe 2+ + H2
3. Fém kölcsönhatása sóval:
Сu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag↓
Сu + 2Ag + + 2NO 3 - = Cu 2+ 2NO 3 - + 2Ag↓
Сu + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag
4. Bázikus oxid kölcsönhatása savval:
СuО + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuO + 2H + + SO 2 4 - = Cu 2+ + SO 2 4 - + H2O
СuО + 2Н + = Cu 2+ + H2O
5. Bázikus oxid kölcsönhatása savanhidriddel:
3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2
A reakció nem ionos jellegű.
6. Savas oxid kölcsönhatása bázissal:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
CO2 + Ca 2+ + 2OH - = CaCO3 + H2O
7, Savak kölcsönhatása bázisokkal (semlegesítés):
HNO3 + KOH = KNO3 + H2O
H + + NO 3 — + K + + OH — = K + + NO 3 — + H2O
H + + OH - = H2O
1. A sók elektrolitok.
Vizes oldatokban a sók a savas maradékok pozitív töltésű fémionjaira (kationokra) és negatív töltésű ionjaira (anionokra) disszociálnak.
Például, amikor a nátrium-klorid kristályokat vízben oldjuk, a pozitív töltésű nátriumionok és a negatív töltésű klórionok, amelyekből ennek az anyagnak a kristályrácsa keletkezik, oldatba mennek:
NaCl → NaCl − .
Az alumínium-szulfát elektrolitikus disszociációja során pozitív töltésű alumíniumionok és negatív töltésű szulfátionok képződnek:
Al 2 SO 4 3 → 2 Al 3 3 SO 4 2 − .
2. A sók kölcsönhatásba léphetnek fémekkel.
A vizes oldatban végbemenő szubsztitúciós reakció során egy kémiailag aktívabb fém kiszorítja a kevésbé aktív fémet.
Például, ha egy vasdarabot réz-szulfát oldatba teszünk, vörösesbarna rézcsapadék borítja. Az oldat színe kékről halványzöldre fokozatosan változik, ahogy vassó képződik (\(II\)):
Fe Cu SO 4 → Fe SO 4 Cu ↓ .
Videórészlet:
Amikor a réz-klorid (\(II\)) alumíniummal reagál, alumínium-klorid és réz képződik:
2 Al 3Cu Cl 2 → 2Al Cl 3 3 Cu ↓ .
3. A sók kölcsönhatásba léphetnek savakkal.
Kicserélődési reakció játszódik le, melynek során egy kémiailag aktívabb sav kiszorítja a kevésbé aktív savat.
Például, amikor a bárium-klorid oldata kénsavval kölcsönhatásba lép, bárium-szulfát csapadék képződik, és sósav marad az oldatban:
BaCl 2 H 2 SO 4 → Ba SO 4 ↓ 2 HCl.
Amikor a kalcium-karbonát sósavval reagál, kalcium-klorid és szénsav képződik, amely azonnal szén-dioxiddá és vízzé bomlik:
Ca CO 3 2 HCl → CaCl 2 H 2 O CO 2 H 2 CO 3.
Videórészlet:
4. A vízben oldódó sók reakcióba léphetnek lúgokkal.
Kicserélődési reakció akkor lehetséges, ha ennek eredményeként legalább az egyik termék gyakorlatilag oldhatatlan (kicsapódik).
Például, amikor a nikkel-nitrát (\(II\)) nátrium-hidroxiddal reagál, nátrium-nitrát és gyakorlatilag oldhatatlan nikkel-hidroxid (\(II\)) képződik:
Ni NO 3 2 2 NaOH → Ni OH 2 ↓ 2Na NO 3.
Videórészlet:
Amikor a nátrium-karbonát (szóda) kalcium-hidroxiddal (oltott mésszel) reagál, nátrium-hidroxid és gyakorlatilag oldhatatlan kalcium-karbonát keletkezik:
Na 2 CO 3 Ca OH 2 → 2NaOH Ca CO 3 ↓ .
5. A vízoldható sók cserereakcióba léphetnek más vízoldható sókkal, ha ennek eredményeként legalább egy gyakorlatilag oldhatatlan anyag képződik.
Például, amikor a nátrium-szulfid reagál ezüst-nitráttal, nátrium-nitrát és gyakorlatilag oldhatatlan ezüst-szulfid keletkezik:
Na 2 S 2Ag NO 3 → Na NO 3 Ag 2 S ↓.
Videórészlet:
Amikor a bárium-nitrát reagál kálium-szulfáttal, kálium-nitrát és gyakorlatilag oldhatatlan bárium-szulfát képződik:
Ba NO 3 2 K 2 SO 4 → 2 KNO 3 BaSO 4 ↓ .
6. Egyes sók hevítés hatására lebomlanak.
Ezenkívül az ebben az esetben előforduló kémiai reakciók két csoportra oszthatók:
- olyan reakciók, amelyek során az elemek nem változtatják meg oxidációs állapotukat,
- redox reakciók.
A. A sók bomlási reakciói, amelyek az elemek oxidációs állapotának megváltoztatása nélkül mennek végbe.
Az ilyen kémiai reakciók példájaként nézzük meg, hogyan történik a karbonátok bomlása.
Erős melegítés hatására a kalcium-karbonát (kréta, mészkő, márvány) lebomlik, és kalcium-oxidot (égetett mész) és szén-dioxidot képez:
CaCO 3 t ° CaO CO 2 .
Videórészlet:
Enyhén melegítve a nátrium-hidrogén-karbonát (szódabikarbóna) nátrium-karbonátra (szóda), vízre és szén-dioxidra bomlik:
2 NaHCO 3 t ° Na 2 CO 3 H 2 O CO 2 .
Videórészlet:
A kristályos sóhidrátok melegítéskor vizet veszítenek. Például a réz-szulfát-pentahidrát (\(II\)) (réz-szulfát), amely fokozatosan vizet veszít, vízmentes réz-szulfáttá (\(II\)) alakul:
CuSO 4 ⋅ 5 H 2 O → t ° Cu SO 4 5 H 2 O.
Normál körülmények között a keletkező vízmentes réz-szulfát kristályos hidráttá alakítható:
CuSO 4 5 H 2 O → Cu SO 4 ⋅ 5 H 2 O
Videórészlet:
A réz-szulfát megsemmisülése és képződése |
Kémiai egyenletek
Kémiai egyenlet egy reakció kifejezése kémiai képletekkel. A kémiai egyenletek megmutatják, mely anyagok lépnek kémiai reakcióba, és mely anyagok keletkeznek e reakció eredményeként. Az egyenlet a tömegmegmaradás törvénye alapján készült, és a kémiai reakcióban részt vevő anyagok mennyiségi összefüggéseit mutatja.
Példaként tekintsük a kálium-hidroxid és a foszforsav kölcsönhatását:
H 3 PO 4 + 3 KOH = K 3 PO 4 + 3 H 2 O.
Az egyenletből jól látható, hogy 1 mól ortofoszforsav (98 g) reagál 3 mól kálium-hidroxiddal (3,56 g). A reakció eredményeként 1 mol kálium-foszfát (212 g) és 3 mol víz (3,18 g) képződik.
98 + 168 = 266 g; 212 + 54 = 266 g azt látjuk, hogy a reakcióba belépő anyagok tömege megegyezik a reakciótermékek tömegével. A kémiai reakció egyenlete lehetővé teszi az adott reakcióhoz kapcsolódó különféle számítások elvégzését.
Az összetett anyagok négy osztályba sorolhatók: oxidok, bázisok, savak és sók.
Oxidok- ezek összetett anyagok, amelyek két elemből állnak, amelyek közül az egyik az oxigén, azaz. Az oxid egy elem vegyülete oxigénnel.
Az oxidok neve az oxid részét képező elem nevéből származik. Például a BaO bárium-oxid. Ha az oxid elem változó vegyértékkel rendelkezik, akkor az elem neve után annak vegyértékét zárójelben római számmal jelöljük. Például a FeO vas(I)-oxid, a Fe2O3 pedig vas(III)-oxid.
Minden oxid sóképzőre és nem sóképzőre osztható.
A sóképző oxidok olyan oxidok, amelyek kémiai reakciók eredményeként sókat képeznek. Ezek fém- és nemfém-oxidok, amelyek vízzel kölcsönhatásba lépve a megfelelő savakat, bázisokkal kölcsönhatásba lépve pedig a megfelelő savas és normál sókat képezik. Például a réz-oxid (CuO) sóképző oxid, mert például sósavval (HCl) reagálva só képződik:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O.
A kémiai reakciók eredményeként más sók is előállíthatók:
CuO + SO3 → CuSO4.
A nem sóképző oxidok azok az oxidok, amelyek nem képeznek sókat. Ilyen például a CO, N2O, NO.
A sóképző oxidok 3 típusúak: bázikus (a „bázis” szóból), savas és amfoter.
A bázikus oxidok fém-oxidok, amelyek megfelelnek a bázisok osztályába tartozó hidroxidok. A bázikus oxidok közé tartozik például a Na2O, K2O, MgO, CaO stb.
Bázikus oxidok kémiai tulajdonságai
1. A vízben oldódó bázikus oxidok vízzel reagálva bázisokat képeznek:
Na2O + H2O → 2NaOH.
2. Reagáljon savas oxidokkal, megfelelő sókat képezve
Na2O + SO3 → Na2SO4.
3. Reagáljon savakkal sót és vizet képezve:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O.
4. Reagáljon amfoter oxidokkal:
Li2O + Al2O3 → 2LiAlO2.
5. A bázikus oxidok savas oxidokkal reagálva sókat képeznek:
Na2O + SO3 = Na2SO4
Ha az oxidok összetétele második elemként nemfémet vagy a legmagasabb vegyértékű fémet (általában IV-VII-ig) tartalmaz, akkor az ilyen oxidok savasak. A savas oxidok (savanhidridek) azok az oxidok, amelyek megfelelnek a savak osztályába tartozó hidroxidok. Ilyenek például a CO2, SO3, P2O5, N2O3, Cl2O5, Mn2O7 stb. A savas oxidok vízben és lúgokban oldódnak, sót és vizet képezve.
A savas oxidok kémiai tulajdonságai
1. Vízzel reagálva sav keletkezik:
SO3 + H2O → H2SO4.
De nem minden savas oxid reagál közvetlenül vízzel (SiO2 stb.).
2. Reagáljon bázisú oxidokkal, hogy sót képezzen:
CO2 + CaO → CaCO3
3. Reagál lúgokkal, sót és vizet képezve:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O.
Az amfoter oxid olyan elemet tartalmaz, amely amfoter tulajdonságokkal rendelkezik. Az amfoteritás a vegyületek azon képességére utal, hogy a körülményektől függően savas és bázikus tulajdonságokat mutatnak. Például a ZnO cink-oxid lehet bázis vagy sav (Zn(OH)2 és H2ZnO2). Az amfoteritás abban nyilvánul meg, hogy a körülményektől függően az amfoter oxidok bázikus vagy savas tulajdonságokat mutatnak, például Al2O3, Cr2O3, MnO2; Fe2O3 ZnO. Például a cink-oxid amfoter természete akkor nyilvánul meg, amikor kölcsönhatásba lép mind a sósavval, mind a nátrium-hidroxiddal:
ZnO + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 O
ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O
Mivel nem minden amfoter oxid oldódik vízben, sokkal nehezebb bizonyítani az ilyen oxidok amfoter természetét. Például az alumínium(III)-oxid bázikus tulajdonságokat mutat a kálium-diszulfáttal való fúzió reakciója során, és savas tulajdonságokat, ha hidroxidokkal olvasztják össze:
Al2O3 + 3K2S2O7 = 3K2SO4 + A12(SO4)3
Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O
Különböző amfoter oxidok esetén a tulajdonságok kettőssége eltérő mértékben fejezhető ki. Például a cink-oxid egyformán könnyen oldódik savakban és lúgokban, a vas(III)-oxid - Fe2O3 - pedig túlnyomórészt bázikus tulajdonságokkal rendelkezik.
Amfoter oxidok kémiai tulajdonságai
1. Reagál savakkal, sót és vizet képezve:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O.
2. Reagáljon szilárd lúgokkal (fúzió során), amely a reakció eredményeként só - nátrium-cinkát és víz - képződik:
ZnO + 2NaOH → Na2 ZnO2 + H2O.
Amikor a cink-oxid kölcsönhatásba lép egy lúgos oldattal (ugyanaz a NaOH), egy másik reakció megy végbe:
ZnO + 2 NaOH + H2O => Na2.
A koordinációs szám egy olyan jellemző, amely meghatározza a közeli részecskék számát: atomok vagy ionok egy molekulában vagy kristályban. Minden amfoter fémnek saját koordinációs száma van. Be és Zn esetén 4; For és Al értéke 4 vagy 6; For és Cr értéke 6 vagy (nagyon ritkán) 4;
Az amfoter oxidok általában vízben oldhatatlanok, és nem reagálnak vele.
Az oxidok egyszerű anyagokból történő előállításának módszerei vagy az elem oxigénnel való közvetlen reakciója:
vagy összetett anyagok bomlása:
a) oxidok
4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2-
b) hidroxidok
Ca(OH)2 = CaO + H2O
c) savak
H2CO3 = H2O + CO2-
CaCO3 = CaO +CO2
Valamint a savak - oxidálószerek kölcsönhatása fémekkel és nemfémekkel:
Cu + 4HNO3 (konc) = Cu(NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O
Az oxidok előállíthatók oxigénnek egy másik elemmel való közvetlen kölcsönhatásával, vagy közvetve (például sók, bázisok, savak bomlása során). Normál körülmények között az oxidok szilárd, folyékony és gáz halmazállapotúak, nagyon gyakoriak a természetben. Az oxidok a földkéregben találhatók. A rozsda, homok, víz, szén-dioxid oxidok.
Okok- ezek olyan összetett anyagok, amelyek molekuláiban fématomok kapcsolódnak egy vagy több hidroxilcsoporthoz.
A bázisok olyan elektrolitok, amelyek disszociációjuk során csak hidroxidionokat képeznek anionként.
NaOH = Na + + OH -
Ca(OH)2 = CaOH + + OH - = Ca 2 + + 2OH -
Az alapok osztályozásának számos jele van:
A bázisokat vízben való oldhatóságuktól függően lúgokra és oldhatatlanokra osztják. A lúgok az alkálifémek (Li, Na, K, Rb, Cs) és az alkáliföldfémek (Ca, Sr, Ba) hidroxidjai. Az összes többi bázis oldhatatlan.
A disszociáció mértékétől függően a bázisokat erős elektrolitokra (minden lúg) és gyenge elektrolitra (oldhatatlan bázisokra) osztják.
A molekulában lévő hidroxilcsoportok számától függően a bázisokat monosavra (1 OH-csoport) osztják, például nátrium-hidroxidra, kálium-hidroxidra, disavra (2 OH-csoport), például kalcium-hidroxidra, réz-hidroxidra (2), és polisav.
Kémiai tulajdonságok.
Az oldatban lévő OH - ionok határozzák meg a lúgos környezetet.
A lúgos oldatok megváltoztatják az indikátorok színét:
Fenolftalein: színtelen ® bíbor,
lakmusz: lila ® kék,
Metilnarancs: narancs ® sárga.
A lúgos oldatok reakcióba lépnek savas oxidokkal, és ezekből a savak sóit képezik, amelyek megfelelnek a reagáló savas oxidoknak. A lúg mennyiségétől függően közepes vagy savas sók képződnek. Például, amikor a kalcium-hidroxid reagál szén(IV)-monoxiddal, kalcium-karbonát és víz képződik:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3? + H2O
És amikor a kalcium-hidroxid reagál a felesleges szén-monoxiddal (IV), kalcium-hidrogén-karbonát képződik:
Ca(OH)2 + CO2 = Ca(HCO3)2
Ca2+ + 2OH- + CO2 = Ca2+ + 2HCO32-
Minden bázis reagál savakkal, sót és vizet képezve, például: amikor nátrium-hidroxid reagál sósavval, nátrium-klorid és víz képződik:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Na+ + OH- + H+ + Cl- = Na+ + Cl- + H2O
A réz(II)-hidroxid sósavban oldva réz(II)-kloridot és vizet képez:
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
Cu(OH)2 + 2H+ + 2Cl- = Cu2+ + 2Cl- + 2H2O
Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O.
A sav és a bázis közötti reakciót semlegesítési reakciónak nevezzük.
Az oldhatatlan bázisok hevítéskor vízre és a bázisnak megfelelő fém-oxidra bomlanak, pl.
Cu(OH)2 = CuO + H2 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
A lúgok kölcsönhatásba lépnek a sóoldatokkal, ha az ioncsere-reakció befejeződésének valamelyik feltétele teljesül (csapadék képződik),
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2? + Na2SO4
2OH- + Cu2+ = Cu(OH)2
A reakció a rézkationok hidroxidionokhoz való kötődése miatt következik be.
Amikor a bárium-hidroxid nátrium-szulfát oldattal reagál, bárium-szulfát csapadék képződik.
Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSO4? + 2 NaOH
Ba2+ + SO42- = BaSO4
A reakció báriumkationok és szulfát-anionok kötődése miatt következik be.
Savak - Ezek összetett anyagok, amelyek molekulái hidrogénatomokat tartalmaznak, amelyek helyettesíthetők vagy kicserélhetők fématomokra és egy savmaradékra.
A molekulában lévő oxigén jelenléte vagy hiánya alapján a savakat oxigéntartalmúra (H2SO4 kénsav, H2SO3 kénsav, HNO3 salétromsav, H3PO4 foszforsav, H2CO3 szénsav, H2SiO3 kovasav) és oxigénmentesre (HF) osztják. hidrogén-fluorsav, HCl sósav (sósav), HBr hidrogén-bromid, HI hidrogén-jodid, H2S hidrogén-szulfid sav).
A savmolekulában lévő hidrogénatomok számától függően a savak egybázisúak (1 H atommal), kétbázisúak (2 H atommal) és hárombázisúak (3 H atommal).
SAVAK
A savmolekula hidrogén nélküli részét savmaradéknak nevezzük.
A savmaradékok állhatnak egy atomból (-Cl, -Br, -I) - ezek egyszerű savmaradékok, vagy állhatnak atomcsoportból (-SO3, -PO4, -SiO3) - ezek összetett maradékok.
Vizes oldatokban a csere- és szubsztitúciós reakciók során a savas maradékok nem pusztulnak el:
H2SO4 + CuCl2 → CuSO4 + 2 HCl
Az anhidrid szó jelentése vízmentes, vagyis víz nélküli savat. Például,
H2SO4 - H2O → SO3. Az anoxikus savak nem tartalmaznak anhidrideket.
A sav a nevét a savképző elem nevéből kapta (savképző szer) a „naya” és ritkábban a „vaya” végződések hozzáadásával: H2SO4 - kénsav; H2SO3 - szén; H2SiO3 - szilícium stb.
Az elem több oxigénsavat képezhet. Ebben az esetben a savak nevének jelzett végződése akkor lesz, amikor az elem magasabb vegyértéket mutat (a savmolekula nagy mennyiségű oxigénatomot tartalmaz). Ha az elem alacsonyabb vegyértéket mutat, a sav nevében a végződés „üres” lesz: HNO3 - salétromsav, HNO2 - salétromos.
A savakat anhidridek vízben való feloldásával nyerhetjük. Ha az anhidridek vízben oldhatatlanok, akkor a savat egy másik erősebb savnak a kívánt sav sójára való reagáltatásával kaphatjuk meg. Ez a módszer mind az oxigén, mind az oxigénmentes savakra jellemző. Az oxigénmentes savakat hidrogénből és nemfémből történő közvetlen szintézissel is nyerik, majd a kapott vegyületet vízben feloldják:
H2 + Cl2 → 2 HCl;
A keletkező gáz halmazállapotú HCl és H2S oldatai savak.
Normál körülmények között a savak folyékony és szilárd halmazállapotban is léteznek.
A savak kémiai tulajdonságai
1. A savas oldatok indikátorokra hatnak. Minden sav (a kovasav kivételével) jól oldódik vízben. Speciális anyagok - a mutatók lehetővé teszik a sav jelenlétének meghatározását.
Az indikátorok összetett szerkezetű anyagok. A különböző vegyi anyagokkal való kölcsönhatásuk függvényében változtatják a színüket. Semleges oldatokban egy színű, bázisos oldatokban más színük van. Ha savval kölcsönhatásba lépnek, megváltoztatják a színüket: a metilnarancs indikátor pirosra vált, és a lakmusz indikátor is pirosra vált.
2. Bázisokkal reagálva vizet és sót képezve, amely változatlan savas maradékot tartalmaz (semlegesítési reakció):
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2 H2O.
3. Bázikus oxidokkal reagálva vizet és sót képezve. A só a semlegesítési reakcióban használt sav savmaradékát tartalmazza:
H3PO4 + Fe2O3 → 2 FePO4 + 3 H2O.
4. Lépjen kapcsolatba fémekkel.
Ahhoz, hogy a savak kölcsönhatásba léphessenek fémekkel, bizonyos feltételeknek teljesülniük kell:
1. A fémnek kellően aktívnak kell lennie a savakhoz képest (a fémek aktivitási sorozatában a hidrogén előtt kell elhelyezkednie). Minél balra van egy fém a tevékenységsorban, annál intenzívebben lép kölcsönhatásba a savakkal;
K, Ca, Na, Mn, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au.
De a sósav oldata és a réz közötti reakció lehetetlen, mivel a réz a hidrogén utáni feszültségsorban van.
2. A savnak elég erősnek kell lennie (azaz képesnek kell lennie H+ hidrogénionok adományozására).
Amikor a sav kémiai reakcióba lép a fémekkel, só képződik és hidrogén szabadul fel (kivéve a fémek salétromsavval és tömény kénsavval való kölcsönhatását):
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Cu + 4HNO3 → CuNO3 + 2 NO2 + 2 H2O.
Azonban bármennyire is különbözőek a savak, disszociáció során mindegyikük hidrogénkationokat képez, amelyek számos közös tulajdonságot határoznak meg: savanyú íz, az indikátorok (lakmusz és metilnarancs) színének megváltozása, más anyagokkal való kölcsönhatás.
Ugyanez a reakció megy végbe a fém-oxidok és a legtöbb sav között
CuO+ H2SO4 = CuSO4+ H2O
Írjuk le a reakciókat:
2) A második reakciónak oldható sót kell termelnie. Sok esetben a fém és a sav kölcsönhatása gyakorlatilag nem következik be, mert a keletkező só oldhatatlan, és védőfóliával borítja a fém felületét, például:
Рb + H2SO4 =/ PbSO4 + H2
Az oldhatatlan ólom(II)-szulfát megakadályozza, hogy a sav elérje a fémet, és a reakció közvetlenül azelőtt leáll. Emiatt a legtöbb nehézfém gyakorlatilag nem lép kölcsönhatásba foszfor-, szén- és hidrogén-szulfidsavakkal.
3) A harmadik reakció a savas oldatokra jellemző, ezért az oldhatatlan savak, például a kovasav nem lépnek reakcióba fémekkel. A tömény kénsav oldat és a salétromsav tetszőleges koncentrációjú oldata némileg eltérően lép kölcsönhatásba a fémekkel, ezért a fémek és ezen savak reakcióegyenletei eltérő módon vannak felírva. A kénsav híg oldata reakcióba lép fémekkel. a hidrogén feszültségsorában áll, sót és hidrogént képezve.
4) A negyedik reakció egy tipikus ioncsere reakció, és csak csapadék vagy gáz képződésekor következik be.
sók - ezek összetett anyagok, amelyek molekulái fématomokból és savas maradékokból állnak (néha hidrogént is tartalmazhatnak). Például a NaCl nátrium-klorid, a CaSO4 kalcium-szulfát stb.
Szinte minden só ionos vegyület, ezért a savas maradékok ionjai és a fémionok sókban kapcsolódnak egymáshoz:
Na+Cl - nátrium-klorid
Ca2+SO42 - kalcium-szulfát stb.
A só egy sav hidrogénatomjainak fém részleges vagy teljes helyettesítésének terméke.
Ezért a következő típusú sókat különböztetjük meg:
1. Közepes sók - a savban az összes hidrogénatomot fém helyettesíti: Na2CO3, KNO3 stb.
2. Savas sók – a savban nem minden hidrogénatomot helyettesítünk fémmel. Természetesen a savas sók csak két- vagy többbázisú savakat képezhetnek. Az egybázisú savak nem tudnak savas sókat előállítani: NaHCO3, NaH2PO4 stb. d.
3. Kettős sók - egy két- vagy többbázisú sav hidrogénatomjait nem egy fém helyettesíti, hanem két különböző: NaKCO3, KAl(SO4)2 stb.
4. A bázikus sók a bázisok hidroxilcsoportjainak savas maradékokkal való nem teljes, vagy részleges helyettesítésének termékeinek tekinthetők: Al(OH)SO4, Zn(OH)Cl stb.
A nemzetközi nómenklatúra szerint minden sav sójának neve az elem latin nevéből származik. Például a kénsav sóit szulfátoknak nevezik: CaSO4 - kalcium-szulfát, MgSO4 - magnézium-szulfát stb.; a sósav sóit kloridoknak nevezzük: NaCl - nátrium-klorid, ZnCI2 - cink-klorid stb.
A „bi” vagy „hidro” részecske hozzáadódik a kétbázisú savak sóihoz: Mg(HCl3)2 - magnézium-hidrogén-karbonát vagy -hidrogén-karbonát.
Feltéve, hogy egy hárombázisú savban csak egy hidrogénatomot helyettesítenek fémmel, akkor a „dihidro” előtagot adják hozzá: NaH2PO4 - nátrium-dihidrogén-foszfát.
A sók szilárd anyagok, amelyek vízben nagyon eltérően oldódnak.
A sók kémiai tulajdonságait a sók részét képező kationok és anionok tulajdonságai határozzák meg.
1. Egyes sók hevítés közben lebomlanak:
CaCO3 = CaO + CO2
2. Reagáljon savakkal, hogy új sót és új savat képezzen. A reakció végrehajtásához szükséges, hogy a sav erősebb legyen, mint a sav által érintett só:
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl.
3. Kölcsönhatásba lép a bázisokkal, új sót és új bázist képezve:
Ba(OH)2 + MgSO4 → BaSO4↓ + Mg(OH)2.
4. Kölcsönhatásba lépnek egymással, hogy új sókat képezzenek:
NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3.
5. Lépjen kölcsönhatásba olyan fémekkel, amelyek a só részét képező fém előtti aktivitási tartományban vannak.
Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete