Соли

Со́ли — класс химических соединений, состоящих из катионов и анионов[1]

.

В роли катионов в солях могут выступать катионы металлов, ониевые катионы (катионов аммония ~\mathsf{NH_4^+}, фосфония ~\mathsf{PH_4^+ }, гидроксония ~\mathsf{H_3O^+} и их органические производные), комплексные катионы и т.д., в качестве анионов — анионы кислотного остатка различных кислот Бренстеда - как неорганических, так и органических, включая карбанионы, комплексные анионы и т.п

.

Содержание

Типы солей

  • Средние (нормальные) соли — все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла. Пример: ~\mathsf{Na_2CO_3}, ~\mathsf{K_3PO_4}.
  • Кислые соли — атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты. Пример: ~\mathsf{NaHCO_3}, ~\mathsf{K_2HPO_4}.
  • Осно́вные соли — гидроксогруппы основания (OH) частично замещены кислотными остатками. Пример: ~\mathsf{(CuOH)_2CO_3}.
  • Двойные соли — в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами. Пример: ~\mathsf{KAl(SO_4)_2 \cdot 12 H_2O}.
  • Смешанные соли — в их составе присутствует два различных аниона. Пример: ~\mathsf{Ca(OCl)Cl}.
  • Гидратные соли (кристаллогидраты) — в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример: ~\mathsf{Na_2SO_4 \cdot 10 H_2O}.
  • Комплексные соли — в их состав входит комплексный катион или комплексный анион. Пример: ~\mathsf{K_3[Fe(CN)_6]}, ~\mathsf{[Cu(NH_3)_4](OH)_2}.

Особую группу составляют соли органических кислот, свойства которых значительно отличаются от свойств минеральных солей. Некоторые из них можно отнести к особенному классу органических солей, так называемых ионных жидкостей или по-другому «жидких солей», органических солей с температурой плавления ниже 100 °C

.

Нахождение в природе

Многие минералы — соли, образующие залежи (например, галит ~\mathsf{NaCl}, сильвин ~\mathsf{KCl}, флюорит ~\mathsf{CaF_2}

).

Названия солей

Названия солей образуются из двух слов: название аниона в именительном падеже и название катиона в родительном падеже: ~\mathsf{Na_2SO_4} — сульфат натрия. Для металлов с переменной степенью окисления её указывают в скобках и без пробела: ~\mathsf{FeSO_4} — сульфат железа(II), ~\mathsf{Fe_2(SO_4)_3} — сульфат железа(III)

.

Названия кислых солей начинаются с приставки «гидро-» (если в соли присутствует один атом водорода) или «дигидро-» (если их два). Например, ~\mathsf{NaHCO_3} — гидрокарбонат натрия, ~\mathsf{NaH_2PO_4} — дигидрофосфат натрия

.

Названия основных солей содержат приставку «гидроксо-» или «дигидроксо-». Например, ~\mathsf{Mg(OH)Cl} — хлорид гидроксомагния, ~\mathsf{Al(OH)_2Cl} — хлорид дигидроксоалюминия

.

В гидратных солях на наличие кристаллической воды указывает приставка «гидрат-». Степень гидратации отражают численной приставкой. Например, ~\mathsf{CaCl_2 \cdot 2 H_2O} — дигидрат хлорида кальция

.

На низшую степень окисления кислотообразующего элемента (если степеней окисления больше двух) указывает приставка «гипо-». Приставка «пер-» указывает на высшую степень окисления (для солей кислот с окончаниями «-овая», «-евая», «-ная»). Например: ~\mathsf{NaClO} — гипохлорит натрия, ~\mathsf{NaClO_2} — хлорит натрия, ~\mathsf{NaClO_3} — хлорат натрия, ~\mathsf{NaClO_4} — перхлорат натрия

.

Методы получения

Существуют различные методы получения солей

:

\mathsf{H_2SO_4 + Mg \longrightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow}

\mathsf{H_2SO_4 + MgO \longrightarrow MgSO_4 + H_2O}

\mathsf{3H_2SO_4 + Al_2O_3 \longrightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3\ H_2O}

\mathsf{Ca(OH)_2 + CO_2 \longrightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O}

\mathsf{CaO + SiO_2 \longrightarrow CaSiO_3}

\mathsf{Al_2O_3 + 3\ SO_3 \longrightarrow Al_2(SO_4)_3}

\mathsf{Mg(OH)_2 + CO_2 \longrightarrow MgCO_3 \downarrow + H_2O}

\mathsf{Zn(OH)_2 + SO_3 \longrightarrow ZnSO_4 + H_2O}

\mathsf{CaCO_3 + 2 HCl \longrightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow}

\mathsf{CuCl_2 + Na_2S \longrightarrow 2 NaCl + CuS \downarrow}

\mathsf{2Na_2CO_3 + 2 MgCl_2 + H_2O \longrightarrow [Mg(OH)]_2CO_3 + CO_2 \uparrow + 4 NaCl}

\mathsf{Fe + S \longrightarrow FeS}

\mathsf{Ca(OH)_2 + Cl_2 \longrightarrow Ca(OCl)Cl + H_2O}

Химические свойства

Химические свойства определяются свойствами катионов и анионов, входящих в их состав

.

\mathsf{BaCl_2 + H_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4\downarrow + 2 HCl}

\mathsf{NaHCO_3 + HCl \longrightarrow NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow}

\mathsf{Na_2SiO_3 + 2 HCl \longrightarrow 2 NaCl + H_2SiO_3 \downarrow}

\mathsf{Cu + HgCl_2 \longrightarrow CuCl_2 + Hg}

  • Соли взаимодействуют между собой, если продукт реакции выходит из сферы реакции (образуется газ, осадок или вода); в том числе эти реакции могут проходить с изменением степеней окисления атомов реагентов:

\mathsf{CaCl_2 + Na_2CO_3 \longrightarrow CaCO_3 \downarrow + 2 NaCl}

\mathsf{AgNO_3 + NaCl \longrightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3}

\mathsf{K_2Cr_2O_7 + 3 Na_2SO_3 + 4 H_2SO_4 \longrightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 3 Na_2SO_4 + K_2SO_4 + 4 H_2O}


\mathsf{CuCO_3 \longrightarrow CuO + CO_2 \uparrow}

\mathsf{Ca(NO_3)_2 \longrightarrow Ca(NO_2)_2  + O_2\uparrow }

\mathsf{NH_4NO_3 \longrightarrow N_2O \uparrow + 2 H_2O}

\mathsf{NH_4NO_2 \longrightarrow N_2 \uparrow + 2 H_2O}

Значение солей для человека

Название солей Продукты содержания Влияние на человеческий организм Заболевания при нехватке солей
1. Соли кальция Молоко, рыба, овощи Повышают рост и прочность костей Плохой рост скелета, разрушение зубов и.т.д.
2. Соли железа Печень говяжья, Мясо говяжье Входят в состав гемоглобина Малокровие
3. Соли магния Горох, курага Улучшают работу кишечника Ухудшение работы пищеварительной системы

Применение солей

Соли повсеместно используются как в производстве, так и в повседневной жизни

.
  1. Соли соляной кислоты. Из хлоридов больше всего используют хлорид натрия и хлорид калия.
    Хлорид натрия (поваренную соль) выделяют из озерной и морской воды, а также добывают в соляных шахтах. Поваренную соль используют в пищу. В промышленности хлорид натрия служит сырьём для получения хлора, гидроксида натрия и соды.
    Хлорид калия используют в сельском хозяйстве как калийное удобрение.
  2. Соли серной кислоты. В строительстве и в медицине широко используют полуводный гипс, получаемый при обжиге горной породы (дигидрат сульфата кальция). Будучи смешан с водой, он быстро застывает, образуя дигидрат сульфата кальция, то есть гипс.
    Декагидрат сульфата натрия используют в качестве сырья для получения соды.
  3. Соли азотной кислоты. Нитраты больше всего используют в качестве удобрений в сельском хозяйстве. Важнейшим из них является нитрат натрия, нитрат калия, нитрат кальция и нитрат аммония. Обычно эти соли называют селитрами.
  4. Из ортофосфатов важнейшим является ортофосфат кальция. Эта соль служит основной составной частью минералов — фосфоритов и апатитов. Фосфориты и апатиты используются в качестве сырья в производстве фосфорных удобрений, например, суперфосфата и преципитата.
  5. Соли угольной кислоты. Карбонат кальция используют в качестве сырья для получения извести.
    Карбонат натрия (соду) применяют в производстве стекла и при варке мыла.
    Карбонат кальция в природе встречается и в виде известняка, мела и мрамора.

Галерея изображения солей

Источники

Примечания

  1. salt// IUPAC Gold Book


Wikimedia Foundation. 2010.