Качественный анализ и экспериментальные задачи на распознавание основных классов неорганических веществ

По наличию кислорода в своем составе кислоты делятся на кислородсодержащие и бескислородные. Азотная и серная кислоты - кислородсодержащие кислоты, соляная кислота и сероводород - бескислородные.

Названия кислот производят от того элемента, от которого образована кислота. При этом названия бескислородных кислот имеют окончание водородная: НСl - хлороводородная (соляная кислота), H2S - серов

одородная, HCN - циановодородная (синильная кислота). Названия кислородсодержащих кислот также образуются от названия соответствующего элемента с добавлением слова кислота: HNO3 - азотная, Н2CrO4 - хромовая. Если элемент образует несколько кислот, то различие между ними отражается в окончаниях их названий. Название кислоты, в которой элемент проявляет высшую валентность, оканчивается на ная или овая; если же валентность элемента ниже максимальной, то название кислоты оканчивается на истая или овистая. Например, НNO3 - азотная кислота, HNO2 - азотистая, Н3AsO4 - мышьяковая, H3AsO3- мышьяковистая. Кроме того, одному и тому же оксиду могут отвечать несколько кислот, различающихся между собой числом молекул воды. При этом наиболее богатая водой форма имеет приставку орто, а наименее богатая - мета. Так, кислота Н3РО4, в которой на одну молекулу фосфорного ангидрида Р2О5 приходится три молекулы воды, называется ортофосфорная, а кислота НРО3 - метафосфорная, так как в ней на одну молекулу Р2О5 приходится одна молекула воды. Указанная номенклатура кислот не строга. Наряду с приведенными окончаниями и приставками употребляются и другие. Кроме того, ряд кислот имеют исторически сложившиеся названия.

2.1.4 Соли

Со́ли — класс химических соединений, кристаллические вещества, имеющие ионную структуру. При диссоциации в водных растворах соли дают положительно заряженные ионы металлов и отрицательно заряженные ионы кислотных остатков (иногда также ионы водорода или гидроксогруппы). В зависимости от соотношения количеств кислоты и основания в реакциях нейтрализации могут образоваться различные по составу соли.

Типы солей

Средние (нормальные) соли — все атомы водорода в молекулах кислот замещены на атомы металла. Пример: Na2CO3, K3PO4.

Кислые соли — атомы водорода в молекулах кислоты замещены атомами металла частично. Получаются они при нейтрализации основания избытком кислоты. Пример: NaHCO3, K2HPO4.

Основные соли — гидроксогруппы основания (OH-) частично заменены кислотными остатками. Получаются при избытке основания. Пример: Mg(OH)Cl.

Двойные соли — образуются при замещении атомов водорода в кислоте атомами двух разных металлов. Пример:

CaCO3·MgCO3, Na2KPO4.

Смешанные соли — в их составе один катион и два аниона. Пример: Ca(OCl)Cl.

Гидратные соли (кристаллогидраты) — в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример:

CuSO4·5H2O.

Комплексные соли — особый класс солей. Это сложные вещества, в структуре которых выделяют координационную сферу, состоящую их комплексообразователя (центральной частицы) и окружающих его лигандов. Пример:

K2[Zn(OH)4], [Cr(H2O)6]Cl3, [Ni(NH3)6](NO3)2.

Особую группу составляют соли органических кислот, свойства которых значительно отличаются от свойств минеральных солей.

Нахождение в природе

Многие минералы — соли, образующие залежи (например, галит NaCl, сильвин KCl, флюорит CaF2).

Номенклатура

Названия солей образуются из двух слов: название аниона в именительном падеже и название катиона в родительном падеже: Na2SO4 — сульфат натрия. Для металлов с переменной степенью окисления её указывают в скобках: FeSO4 — сульфат железа (II), Fe2(SO4)3 — сульфат железа (III).

Названия кислых солей начинаются с приставки «гидро-» (если замещён один атом водорода) или «дигидро-» (если замещены два атома водорода). Например, NaHCO3 — гидрокарбонат натрия, NaH2PO4 — дигидрофосфат натрия.

Названия основных солей начинаются с приставки «гидроксо-» или «дигидроксо-». Например, Mg(OH)Cl — гидроксохлорид магния, Al(OH)2Cl — дигидроксохлорид алюминия.

В гидратных солях на наличие кристаллической воды указывает приставка «гидрат-». Степень гидратации отражают численной приставкой. Например, CaCl2·2H2O — дигидрат хлорида кальция.

На низшую степень окисления кислотообразующего элемента (если их больше двух) указывает приставка «гипо-». Приставка «пер-» указывает на высшую степень окисления (для солей кислот с окончаниями «-овая», «-евая», «-ная»). Например: NaOCl — гипохлорит натрия, NaClO2 — хлорит натрия, NaClO3 — хлорат натрия, NaClO4 — перхлорат натрия.

Названия комплексных солей составляются аналогично названиям обычных солей, только с указанием лигандов и степени окисления центрального иона. Пример: [Cr(H2O)6]Cl3 — хлорид гексааквахрома (III), K2[Zn(OH)4] — тетрагидроксоцинкат (II) калия.

Методы получения

Существуют различные методы получения солей:

Взаимодействие кислот с металлами, основными и амфотерными оксидами и гидроксидами.

H2SO4 + Mg → MgSO4 + H2↑;

H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O;

HCl + Mg(OH)2(изб.) → Mg(OH)Cl + H2O;

NaOH + 2KOH + H3PO4 → K2NaPO4 + 3H2O.

Взаимодействие кислотных оксидов со щелочами, основными и амфотерными оксидами.

SiO2 + CaO → CaSiO3;

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O.

Взаимодействие солей с кислотами, щелочами, металлами, другими солями и нелетучими кислотными оксидами (если образуется выходящий из сферы реакции продукт).

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑;

CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu↓;

CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓;

2Na2CO3 + 2MgCl2 + H2O → [Mg(OH)]2CO3 + CO2↑ + 4NaCl.

Взаимодействие металлов с неметаллами.

Fe + S → FeS.

Взаимодействие оснований с неметаллами.

Ca(OH)2 + Cl2 → Ca(OCl)Cl + H2O.

Химические свойства

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

Соли взаимодействуют с кислотами, оксидами и основаниями, если в результате реакции получается продукт, который выходит из сферы реакции (осадок, газ, мало диссоциирующие вещества, например, вода):

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl;

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑;

Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3↓.

Соли взаимодействуют с металлами, если свободный металл находится левее металла в составе соли в ряду напряжений:

Cu + HgCl2 → CuCl2 + Hg.

Соли взаимодействуют между собой, если продукт реакции выходит из сферы реакции; в том числе эти реакции могут проходить с изменением степеней окисления атомов реагентов:

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl;

AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3;

K2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + K2SO4 + 4H2O.

Некоторые соли разлагаются при нагревании:

CuCO3 → CuO + CO2↑;

NH4NO3 → N2O↑ + 2H2O;

NH4NO2 → N2↑ + 2H2O.

Практическое занятие № 1

Тема. Определение качественного состава неорганических веществ.

 Скачать реферат