Получение и химические свойства Солей

Способы получения и химические свойства солей

Соли – это сложные вещества, которые состоят из катионов металлов и анионов кислотных остатков.

Классификация солей

Получение солей

1. Соли можно получить взаимодействием кислотных оксидов с основными оксидами. 

кислотный оксид + основный оксид = соль

Например, оксид серы (VI) реагирует с оксидом натрия с образованием сульфата натрия:

SO₃  +  Na₂O  →  Na₂SO₄

2. Взаимодействие кислотных оксидов с основаниями. Сильные основания взаимодействуют с любыми кислотными оксидами.

Щёлочь + кислотный оксид → соль + вода

Например, гидроксид натрия взаимодействует с углекислым газом с образованием карбоната натрия:

2NaOH  +  CO₂  →  Na₂CO₃  +  H₂O

SO₃  +  2NaOН→  Na₂SO₄ + H₂O

При взаимодействии щелочей с избытком кислотных оксидов, которым соответствуют многоосновные кислоты, образуются кислые соли.

Например, при взаимодействии гидроксида натрия с избытком углекислого газа образуется гидрокарбонат натрия:

NaOH  +  CO_{2избыток}  →  NaHCO₃

Нерастворимые основания взаимодействуют только с кислотными оксидами сильных кислот.

Например, гидроксид меди (II) взаимодействует с оксидом серы (VI), но не вступает в реакцию с оксидом серы (IV):

Cu(OH)₂  +  SO₃  →  CuSO₄  +  H₂O  

Cu(OH)₂  +  SO₂  ≠  

3. Взаимодействие кислот с основаниями и амфотерными гидроксидами. При этом щелочи взаимодействуют с любыми кислотами: и сильными, и слабыми. 

Щелочь + любая кислота = соль + вода

Например, гидроксид натрия реагирует с соляной кислотой:

NaOH +  HCl  → NaCl  +  H₂O

При взаимодействии щелочей с избытком многоосновной кислоты образуются кислые соли.

Например, гидроксид калия взаимодействует с избытком фосфорной кислоты с образованием гидрофосфата калия или дигидрофосфата калия:

   2KOH + H₃PO₄ →  K₂HPO₄  +  2H₂O

KOH  +  H₃PO₄  →  KH₂PO₄  +  H₂O

Нерастворимые основания реагируют только с растворимыми кислотами.

Нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода

Например, гидроксид меди (II) реагирует с серной кислотой:

  Cu(OH)₂+ H₂SO₄  → CuSO₄  +  2H₂O

Все амфотерные гидроксиды — нерастворимые. Следовательно, они ведут себя как нерастворимые основания при взаимодействии с кислотами:

Амфотерный гидроксид + растворимая кислота = соль + вода

Например, гидроксид цинка (II) реагирует с соляной кислотой:

Zn(OH)₂  + 2HCl → ZnCl₂  +  2H₂O

Также соли образуются при взаимодействии аммиака с кислотами (аммиак проявляет основные свойства, реакция идёт по донорно-акцепторному механизму).

Аммиак + кислота = соль

Например, аммиак реагирует с соляной кислотой:

NH₃  +  HCl → NH₄Cl

 4. Взаимодействие кислот с основными оксидами и амфотерными оксидами. 

При этом растворимые кислоты  взаимодействуют с любыми основными оксидами.

Растворимая кислота + основный оксид = соль + вода

2HCl  +  CuO   →  CuCl₂  +  H₂O

Растворимая кислота + амфотерный оксид = соль + вода

6HCl + Al₂O₃  = 2AlCl₃ + 3H₂O

Al₂O₃ + H₂SiO₃ ≠

 5. Соли образуются при взаимодействии кислот с солями. Нерастворимые соли взаимодействуют только с более сильными кислотами (более сильная кислота вытесняет менее сильную кислоту из соли). Растворимые соли взаимодействуют с растворимыми кислотами, если в продуктах реакции есть осадок, газ или вода или слабый электролит.

Например: карбонат кальция CaCO₃  (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.

CaCO₃ + H₂SO₄  →  CaSO₄ + H₂O + CO₂↑

Силикат натрия (растворимая соль кремниевой кислоты) взаимодействует с соляной кислотой, т.к. в ходе реакции образуется нерастворимая кремниевая кислота:

Na₂SiO₃ + 2HCl  →  H₂SiO₃↓ + 2NaCl

BaCl₂ + H₂SO₄  →  BaSO₄↓ + 2HCl

 6. Соли можно получить окислением других солей в водном растворе кислородом или другими окислителями.

Например, кислород  окисляет сульфит натрия до сульфата натрия:

2Na₂S⁺⁴O₃  + O₂  →  2Na₂S⁺⁶O₄

7. Еще один способ получения солей — взаимодействие металлов с неметаллами. Таким способом можно получить только соли бескислородных кислот.

Например, сера взаимодействует с кальцием с образованием сульфида кальция:

Ca  + S  →  CaS

8. Соли образуются при растворении металлов в кислотах. Минеральные кислоты и кислоты-окислители (азотная кислота, серная концентрированная кислота) реагируют с металлами по-разному.

Минеральные кислоты реагируют по схеме: 

металл + кислота → соль + водород

При этом с кислотами реагируют только металлы, расположенные в ряду активности левее водорода. И образуется соль металла с минимальной степенью окисления.

Например, железо и хром растворяются в соляной кислоте с образованием хлорида железа и хрома (II):

Fe + 2HCl → Fe⁺²Cl₂  + H₂↑

 Cr +2HCl → Cr ⁺²Cl₂  + H₂↑

Кислоты-окислители реагируют с металлами с образованием продуктов восстановления азота и серы. Водород в таких реакциях не выделяется! 

Cu + 4HNO_3(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O + 2NO₂↑

3Cu + 8HNO_3(р-р) → 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO↑

Fe + 6HNO_3(конц.) → ^t Fe⁺³(NO₃)₃ + 3H₂O + 3NO₂↑

Ag + 2HNO_3(конц.) → AgNO₃ + H₂O + NO₂↑

Cu + 2H₂SO_4(конц.) → Cu SO₄+ 2H₂O + SO₂↑

4Zn + 5H₂SO_4(конц.) → 4Zn SO₄+ 4H₂O + H₂S↑

9. Соли образуются при взаимодействии щелочей с металлами в растворе и расплаве. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, в растворе образуется комплексная соль и водород, в расплаве — средняя соль и водород.

! Обратите внимание! Со щелочами в растворе реагируют только те металлы, у которых оксид с минимальной положительной степенью окисления металла амфотерный!

Например, железо  и хром не реагируют с раствором щёлочи, оксид железа (II) и оксид хрома(II) — основные, т.е. минимальная степень окисления +2 находится в основном оксиде, а не в амфотерном.

Fe + NaOH≠

А алюминий растворяется в водном растворе щелочи, т.к. у алюминия минимальная степень окисления +3 в амфотерном оксид алюминия:

2Al + 2NaOH + 6H₂⁺O = 2Na[Al⁺³(OH)₄] + 3H₂⁰

При этом в расплаве образуются соль и водород:

2KOH + Zn → K₂ZnO₂ + H₂

10. Соли образуются при взаимодействии щелочей с неметаллами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Как правило, неметаллы диспропорционируют в щелочах. Не реагируют с щелочами кислород, водород, азот, углерод и инертные газы (гелий, неон, аргон и др.):

NaOH +О2 ≠

NaOH +N2 ≠

NaOH +C ≠

Кремний окисляется щелочами до степени окисления +4.

Например, в растворе: 2NaOH + Si⁰ + H₂⁺O= Na₂Si⁺⁴O₃ + 2H₂⁰

Сера, хлор, бром, йод, фосфор и другие неметаллы диспропорционируют в щелочах (т.е. самоокисляются-самовосстанавливаются).

Сера S, селен Se и теллур Te растворяются в концентрированном растворе щелочи:

При н.у.образуется тиосульфат

4S + 6KOH =2K₂S + K₂S₂O₃ + 3H₂O, (K₂S₂O₃ – тиосульфат)!!!

K₂S₂O₃-тиосульфат

При нагревании и когда щёлочь концентрирован-сульфит

3S + 6KOH =2K₂S + K₂SO₃ + 3H₂O,

3Se + 6NaOH = Na₂SeO₃ + 2Na₂Se + 3H₂O
3Te + 6NaOH = Na₂TeO₃ + 2Na₂Te + 3H₂O

Например, хлор при взаимодействии с холодной щелочью переходит в степени окисления -1 и +1:

2NaOH + Cl₂⁰ = NaCl^— + NaOCl⁺ + H₂O (NaOCl-гипохлорит)!!!

Хлор при взаимодействии с горячей щелочью переходит в степени окисления -1 и +5:

6NaOH + Cl₂⁰ = 5NaCl^— + NaCl⁺⁵O₃ + 3H₂O (KClO₃-хлорат калия, бертолетовая соль)!!!

Фтор окисляет щёлочи:

2F₂⁰ + 4NaO^-2H = O₂⁰ + 4NaF^— + 2H₂O

4P + 3NaOH + 3H₂O = 3NaH₂PO₂ + PH₃. (NaH₂PO₂ – соль средняя)!!!

.11. Соли образуются при взаимодействии солей с неметалами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Один из примеров таких реакций — взаимодействие галогенидов металлов с другими галогенами. При этом более активный галоген вытесняет менее активный из соли.

Например, хлор взаимодействует с бромидом калия: 2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂ 

Но не реагирует с фторидом калия: KF +Cl₂ ≠

Химические свойства солей

 1. В водных растворах соли диссоциируют на катионы металлов Ме⁺ и анионы кислотных остатков. При этом растворимые соли диссоциируют почти полностью, а нерастворимые соли практически не диссоциируют, либо диссоциируют только частично.

Например, хлорид кальция диссоциирует почти полностью, диссоциация проходит в одну ступень:

CaCl₂  →  Ca²⁺  +  2Cl^–

Кислые и основные соли диссоциируют cтупенчато. При диссоциации кислых солей сначала разрываются ионные связи металла с кислотными остатком, затем диссоциирует кислотный остаток кислой соли на катионы водорода и анион кислотного остатка.

Например, гидрокарбонат натрия диссоциирует в две ступени:

 NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃^–

HCO₃^–  → H⁺ +  CO₃^2–

Основные соли также диссоциируют ступенчато.

Например, гидроксокарбонат меди (II) диссоциирует в две ступени:

 (CuOH)₂CO₃ → 2CuOH⁺ + CO₃^2–

CuOH⁺ → Cu²⁺ +  OH^–

Двойные соли диссоциируют в одну ступень.

Например, сульфат алюминия-калия диссоциирует в одну ступень:

 KAl(SO₄)₂ → K⁺ + Al³⁺ + 2SO₄^2–

Смешанные соли диссоциируют также одноступенчато.

Например, хлорид-гипохлорид кальция диссоциирует в одну ступень:

 CaCl(OCl) → Ca²⁺ + Cl^— + ClO^–

Комплексные соли диссоциируют на комплексный ион и ионы внешней сферы.

Например, тетрагидроксоалюминат калия распадается на ионы калия и тетрагидроксоалюминат-ион:

 K[Al(OH)₄] → K⁺ + [Al(OH)₄]^–

 2. Соли взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами. При этом менее летучие оксиды вытесняют более летучие при сплавлении. 

соль₁ + амфотерный оксид = соль₂ + кислотный оксид

Карбонат калия также взаимодействует с оксидом алюминия  с образованием алюмината калия и углекислого газа:

K₂CO₃ + Al₂O₃ → 2KAlO₂ + CO₂↑

соль₁ + твердый кислотный оксид = соль₂ + кислотный оксид

Например, карбонат калия взаимодействует с оксидом кремния (IV)  с образованием силиката калия и углекислого газа:

K₂CO₃ + SiO₂ → K₂SiO₃ + CO₂↑

Na₂SO₃ + SiO₂ = SO₂↑ + Na ₂SiO₃

Na₂SiO₃ + CO₂↑ ≠газообразный оксид не может вытеснить твёрдый оксид из соли

Na₂SO₄ + SiO₂ ≠ SO₃ –это жидкий оксид

соль + основный оксид ≠ 

 3. Соли взаимодействуют с кислотами. 

а) Растворимые соли реагируют с кислотами только при условии, что в продуктах реакции присутствует газ, вода, осадок или другой слабый электролит. Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.

Кислота₁ + растворимая соль₁ = соль₂ + кислота₂/оксид + вода

Например, соляная кислота взаимодействует с нитратом серебра в растворе:

Ag⁺NO₃^— + H⁺Cl^— → Ag⁺Cl^—↓ + H⁺NO₃^—

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O  + CO₂

б) Нерастворимые соли реагируют с кислотами. При этом более сильные кислоты  вытесняют менее сильные кислоты из солей.

Например,  карбонат кальция (соль угольной кислоты), реагирует с соляной кислотой (более сильной, чем угольная):

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O  + CO_2К

в)Кислые и основные соли взаимодействуют с кислотами. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные из кислых солей.

кислая соль₁ + кислота₁ = средняя соль₂ + кислота₂/оксид + вода

Например, гидрокарбонат калия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида калия, углекислого газа и воды:

KHCO₃ + HCl →  KCl  +  CO₂ + H₂O

г) средние, кислые и основные соли взаимодействуют со своими кислотами.

Средние соли реагируют с кислотами с образованием кислых солей

Например: сероводородная кислота реагирует с сульфидом натрия с образованием гидросульфида

H₂S + Na₂S =2 NaHS

NaCl + HCl ≠ т.к. соляная кислота одноосновная

Кислые соли реагируют с кислотами с образованием более кислых солей. 

Например: гидрофосфат калия взаимодействует с фосфорной кислотой с образованием дигидрофосфата калия:

H₃PO₄ +  K₂HPO₄  →  2KH₂PO₄ 

При взаимодействии основных солей с кислотами образуются средние соли. Более сильные кислоты также вытесняют менее сильные из солей.

Например, гидроксокарбонат меди (II) растворяется в серной кислоте: 2H₂SO₄ +  (CuOH)₂CO₃  →  2CuSO₄  + 3H₂O  +  CO₂

Основные соли могут взаимодействовать с собственными кислотами. При этом вытеснения кислоты из соли не происходит, а просто образуются более средние соли.

Например, гидроксохлорид алюминия взаимодействет с соляной кислотой:

Al(OH)Cl₂ +  HCl  →  AlCl₃  + H₂O 

д)Кристаллические галогениды щелочных металлов реагируют с концентрированной серной кислотой. При этом, хлорид и фторид натрия простая реакция обмена. А бромид и иодид идут в окислительно-восстановительные процессы

2KF тв + H₂SO₄ конц → K₂SO₄ + 2HF↑

2NaCl тв + H₂SO₄ конц → Na₂SO₄ + 2HCl↑

Реакции концентрированной серной кислоты с бромидами и иодидами протекают с изменением степеней окисления.

2KBr   +    2H₂SO_{4 (конц.)}    →    4K₂SO₄    +   4Br₂   +   SO₂   +    2H₂O

8KI   +    5H₂SO_{4 (конц.)}  →    4K₂SO₄    +   4I₂   +   H₂S  +    4H₂O          или

8KI    +   9H₂SO_{4  (конц.)}  →    4I₂↓ +    H₂S↑     +    8KHSO₄     +    4H₂O

4. Растворимые соли (средние и кислые) взаимодействуют с щелочами. Реакция возможна, только если образуется газ, осадок, вода или слабый электролит, поэтому с щелочами взаимодействуют, как правило, соли тяжелых металлов или соли аммония.

Растворимая соль + щелочь  = соль₂ + основание

Например, сульфат меди (II) взаимодействует с гидроксидом калия, т.к. образуется осадок гидроксида меди (II):

CuSO₄ + 2KOH  →  Cu(OH)₂↓+ K₂SO₄

Сульфат аммония взаимодействует с гидроксидом натрия, при этом выделяется гаэ:

(NH₄)₂SO₄ + 2KOH  →  2NH₃↑ + 2H₂O + K₂SO₄

Кислые соли взаимодействуют с щелочами с образованием средних солей.

Кислая соль + щелочь  = средняя соль + вода

Например, гидрокарбонат калия взаимодействует с гидроксидом калия:

KHCO₃ + KOH  →  K₃CO₃ + H₂O

 5. Растворимые соли взаимодействуют с солями. Реакция возможна, только если обе соли растворимые, и в результате реакции образуется осадок. Растворимая соль₁ + растворимая соль₂ = соль₃ + соль₄

Например, сульфат меди (II) взаимодействует с хлоридом бария, т.к. образуется осадок сульфата бария:

CuSO₄ + BaCl₂  →  BaSO₄↓+ CuCl₂

Растворимая соль + нерастворимая соль ≠ 

CuCl₂  +  BaSO₄↓≠

CuSO₄ + NaCl ≠ т.к. в правой части все вещества растворимые

Редкие реакции!!!

Некоторые кислые соли взаимодействуют с кислыми солями более слабых кислот. При этом более сильные кислоты вытесняют более слабые:

Кислая соль₁ + кислая соль₂ = соль₃ сильной кислоты + кислота слабая

Например, гидрокарбонат калия взаимодействует с гидросульфатом калия:

KHSO₄ + KHCO₃ = H₂O + CO₂↑ + K₂SO₄

Некоторые кислые соли могут реагировать со своими средними солями. 

Например, фосфат калия взаимодействует с дигидрофосфатом калия с образованием гидрофосфата калия:

K₃PO₄ + KH₂PO₄ = 2K₂HPO₄

 6. Cоли растворимые взаимодействуют с металлами. Более активные металлы (расположенные левее в ряду активности металлов) вытесняют из солей менее активные. При этом металл проявит свою минимальную степень окисления. 

Соль₁ + металл₁ = соль₂ + металл₂

Например, железо вытесняет медь из раствора сульфата меди (II):

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

А вот серебро вытеснить медь не сможет:

CuSO₄ + Ag ≠ 

Обратите внимание! Если реакция протекает в растворе, то добавляемый металл не должен реагировать с водой в растворе. Если мы добавляем в раствор соли щелочной или щелочноземельный металл, то этот металл будет реагировать  преимущественно с водой, а с солью будет реагировать незначительно.

Например, при добавлении натрия в раствор хлорида цинка натрий будет взаимодействовать с водой: 

2H₂O + 2Na = 2NaOH + H₂

Образующийся гидроксид натрия, конечно, будет реагировать с хлоридом цинка:

ZnCl₂ + 2NaOH = 2NaCl + Zn(OH)₂

Но сам-то натрий с хлоридом цинка, таким образом, взаимодействовать напрямую не будет!

ZnCl_2(р-р) + Na ≠ 

А вот в расплаве эта реакция при определенных условиях уже может протекать, так как в расплаве никакой воды нет.  

ZnCl_2(р-в) + 2Na = 2NaCl + Zn

И еще один нюанс. Чтобы получить расплав, соль необходимо нагреть. Но многие соли при нагревании разлагаются.  И реагировать с металлом, естественно, при этом не могут. Таким образом, реагировать с металлами в расплаве могут только те соли, которые не разлагаются при нагревании. А разлагаются при нагревании почти все нитраты, нерастворимые карбонаты и некоторые другие соли.

Например, нитрат меди (II) в расплаве не реагирует с железом, так как при нагревании нитрат меди разлагается: 

2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂

Образующийся оксид меди, конечно, будет реагировать с железом:

CuO + Fe = FeO + Cu

Но сам-то нитрат меди, получается, с железом реагировать напрямую не будет!

Cu(NO₃)_{2, (расплав)} + Fe ≠ 

 При добавлении меди (Cu) в раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO₃) произойдет химическая реакция:

2AgNO₃ + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2Ag

При добавлении железа (Fe) в  раствор соли меди (CuSO₄) на железном гвозде появился розовый налет металлической меди:

CuSO₄  + Fe = FeSO₄ + Cu

При добавлении цинка в раствор нитрата свинца (II) на цинке образуется слой металлического свинца:

Pb(NO₃)₂  + Zn = Pb + Zn (NO₃)₂

 7. Некоторые соли при нагревании разлагаются. 

Соли, в составе которых есть сильные окислители, разлагаются с окислительно-восстановительной реакцией. К таким солям относятся:

• Нитрат, дихромат, нитрит аммония:

NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

(NH₄)₂Cr₂O₇  → N₂ + 4H₂O + Cr₂O₃

• Все нитраты:

2AgNO₃ → 2Ag +2NO₂ + O₂

• Галогениды серебра (кроме AgF):

2AgCl  → 2Ag + Cl₂

Некоторые соли разлагаются без изменения степени окисления элементов. К ним относятся:

• Карбонаты и гидрокарбонаты:

MgСO₃ → MgO + СО₂

2NaНСО₃ → Na₂СО₃ + СО₂ + Н₂О

• Карбонат, сульфат, сульфит, сульфид, хлорид, фосфат аммония:

NH₄Cl → NH₃ + HCl

(NH₄)₂CO₃ → 2NH₃ + CO₂ + H₂O

(NH₄)₂SO₄ → NH₄HSO₄ + NH₃!!!

 7. Соли проявляют восстановительные свойства. Как правило, восстановительные свойства проявляют либо соли, содержащие неметаллы с низшей степенью окисления, либо соли, содержащие неметаллы или металлы с промежуточной степенью окисления.

Например, йодид калия окисляется хлоридом меди (II) или хлоридом железа(III):

4KI^-1 + 2Cu⁺² Cl₂^-1 → 4KCl  +  2Cu⁺¹l + I₂⁰

6KI^-1 + 2Fe⁺³ Cl₃→ 6KCl  +  2Fe⁺² l₂^-1 + I₂⁰

 8. Соли проявляют и окислительные свойства. Как правило, окислительные свойства проявляют соли, содержащие атомы металлов или неметаллов с высшей или промежуточной степенью окисления

2Fe⁺³Cl₃ + Fe⁰ =3Fe⁺²Cl₂⁰

Fe⁺³Cl₃ + Cu⁰ =Fe⁺²Cl₂ +Cu⁺¹Cl

2Fe⁺³Cl₃ + 2KI^-1 = 2Fe⁺²Cl₂ +I⁰₂ + 2KCl

Cu⁺²Cl₂ + Cu⁰ = 2Cu⁺¹Cl