ДИСТАНЦІЙНА РОБОТА для студентів 2 курсу всіх спеціальностей (08.02-12.02) з теми СОЛІ

 

Тема 3. СОЛІ

1.     Поняття солей

Солі – це йонні сполуки, які містять катіони , утворені металічними елементами, або катіони амонію та аніони кислотних залишків.

Катіони, утворені металічними елементами: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺  тощо. Катіон амонію: NH₄⁺. Аніони кислотних залишків: Cl^-, SO₄^2-, NO₃^-, PO₄^3-, SiO₃^2-  тощо.

 

2.     Поширення у природі

У літосфері солі трапляються у вигляді мінералів та гірських порід. Найпоширенішими є хлориди, сульфіди,силікати, карбонати, фосфати. Майже всі вони нерозчинні у воді.

У біосфері одним з найпоширеніших є кальцій карбонат, який входить до складу черепашок молюсків, панцирів ракоподібних, яєчної шкаралупи плазунів та птахів, тіл коралових поліпів.

У гідросфері містяться катіони металічних елементів, аніони кислотних залишків.

3.     Класифікація солей

Середні солі – сполуки, які містять тільки катіони металічного елементу або катіон амонію та аніони кислотного залишку. Це продукти повного заміщення атомів Гідрогену в молекулах кислот: HCl è NaCl, H₂SO₄è CaSO₄ , HNO₃ è KNO₃ , H₃PO₄ è (NH₄)₃PO₄ . Середні солі можна також вважати продуктами повного заміщення аніонів гідроксильних груп ОН^- в основі чи амфотерному гідроксиді на аніони кислотних залишків:  KOH è KNO₃, Ba(OH)₂ è BaCl₂, Al(OH)₃ è Al(NO₃)₃ . Назва середньої солі складається із назви катіона металічного елемента або катіона амонію і назви аніона, якщо металічний елемент має один ступінь окиснення: NaCl – натрій хлорид, Ba(NO₃) – барій нітрат, MgSO₄ – магній сульфат, K₂SO₃ – калій сульфіт, ZnS – цинк сульфід, (NH₄)₂CO₃ – амоній карбонат. Якщо металічний елемент має декілька ступенів окиснення, то після назви його катіона в дужках римськими цифрами без зазначення заряду вказується його ступінь окиснення в даній солі, і додається назва аніону кислотного залишку: Cu(NO₃)₂ – купрум (ІІ) нітрат, FeSO₄ – ферум (ІІ) сульфат, СrCl₃ – хром (ІІІ) хлорид. Формули середніх солей складаються за загальним алгоритмом: записується символ металічного елемента, над ним зазначається його ступінь окиснення, або катіон амонію +  формула аніону кислотного залишку, над ним зазначається його ступінь окиснення, знаходиться найменше спільне кратне (НОК) цих показників, НОК ділиться на значення ступеня окиснення катіону і аніону, результат буде його індексом : літій сульфат – Li⁺ ₂SO₄^2-, манган (ІІ) нітрат – Mn²⁺ (NO₃^-)₂.

 

Кислі солі – сполуки, які містять катіони металічного елементу або катіон амонію і гідрогеновмісний аніон: NaHCO₃, KHSO₄, NH₄HS, K₂HPO₄, KH₂PO₄. Кислі солі – продукти неповного заміщення атомів Гідрогену в молекулі багатоосновної кислоти на катіони металічного елемента або катіон амонію.

 Назви гідрогеновмісних аніонів: НСО₃^- - гідрогенкарбонат, HSO₄^- - гідрогенсульфат, HS^- - гідрогенсульфід, НРО₄^2- - гідрогенортофосфат, Н₂РО₄^- - дигідрогенортофосфат тощо. Назва кислої солі складається із назв катіона та аніона із зазначенням кількості атомів Гідрогену в ньому, якщо їх два або більше: NaHCO₃ – натрій гідрогенкарбонат, KHSO₄ – калій гідрогенсульфат, NH₄HS – амоній гідрогенсульфід, K₂HPO₄ – калій гідрогенортофосфат, KH₂PO₄ – калій дигідрогенортофосфат.

 

Основні солі – продукти неповного заміщення гідроксид-іонів (гідроксильних груп) в основі або амфотерному гідроксиді на йони кислотного залишку. У солях цього типу є гідроксовмісні катіони металічних елементів. Катіон MgOH⁺  відповідає основі Mg(OH)₂, а катіони Al(OH)₂⁺  і AlOH²⁺ - амфотерному гідроксиду Al(OH)₃.

Назва основної солі складається з назви катіона із зазначенням кількості гідроксильних груп(якщо їх дві або більше) і назви аніона: Ca(OH)NO₃ – гідроксокальцій нітрат, Al(OH)Cl₂ – гідроксоалюміній хлорид, Al(OH)₂NO₃ – дигідроксоалюміній нітрат,  Cu(OH)Cl – гідроксокупрум (ІІ) хлорид.

 

4.     Фізичні властивості солей

Солі – тверді речовини, переважно безбарвні або білого кольору, мають високі температури плавлення та кипіння; багато з них розчиняється у воді. При випаровуванні їх розчинів часто виділяються кристалогідрати, їхній колір зумовлений кольором гідратованих катіонів. Розчинні солей є сильними електролітами.

 

5.     Хімічні властивості солей

Електролітична дисоціація. У водних розчинах солі дисоціюють на відповідні йони:

Ba(NO₃)₂ = Ba²⁺ + 2NO₃^- ;

Li₂SO₄ = 2Li⁺ + SO₄^2- ;

Na₂HPO₃ = 2Na⁺ + HPO₄^2- ;

KH₂PO₄ = K⁺ + H₂PO₄^- ;

Cu(OH)Cl = CuOH⁺ + Cl^- ;

Fe(OH)₂NO₃ = Fe(OH)₂⁺ + NO₃^-.

 Реакції з металами. Розчинні солі реагують з металами, якщо метал-реагент активніший за очікуваний метал-продукт (це можна визначити за Рядом активності металів):

CuSO₄ + Mg = MgSO₄ + Cu,

але MgSO₄ + Cu ≠ 

 (магній активніший за мідь, бо в Ряді активності металів магній стоїть лівіше міді).

Розчинна сіль + метал = розчинна сіль + метал.

 

Реакції з лугами. Розчинні солі реагують з лугами, якщо внаслідок реакції утворюється нерозчинна основа чи амфотерний гідроксид, або нерозчинна сіль:

Ni(NO₃)₂ + 2NaOH = 2NaNO₃ + Ni(OH)₂↓;

Ni²⁺ + 2NO₃^- + 2Na⁺ + 2OH^- = 2Na⁺ + 2NO₃^- + Ni(OH)₂↓;

Ni²⁺ + 2OH^- = Ni(OH)₂↓.

 

ZnCl₂ + 2KOH = 2KCl + Zn(OH)₂↓;

Zn²⁺ + 2Cl^- + 2K⁺ + 2OH^-  = 2K⁺ + 2Cl^- + Zn(OH)₂↓;

Zn²⁺ + 2OH^- = Zn(OH)₂↓.

 

K₂CO₃ + Ca(OH)₂ = 2KOH + CaCO₃↓;

2K⁺ + CO₃^2- + Ca²⁺ + 2OH^- = 2K⁺ + 2OH^- + CaCO₃↓;

Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃↓.

Розчинна сіль + луга = розчинна сіль + нерозчинна основа

 

Розчинна сіль + луга = розчинна сіль + амфотерний гідроксид

 

Розчинна сіль + луга = луга + нерозчинна сіль.

 

Реакції солей з кислотами. Солі (розчинні і нерозчинні) реагують з кислотами, якщо останні є сильнішими або менш леткими за кислоти, що утворюють солі-реагенти:

 K₂SO₃ + 2HCl = 2KCl + H₂O + SO₂↑;

2K⁺ + SO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- = 2K⁺ + 2Cl^- + H₂O + SO₂↑;

2H⁺ + SO₃^2-  = + H₂O + SO₂↑;

ZnCO₃ + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑;

ZnCO₃ + 2H⁺ + 2NO₃^- = Zn²⁺ + 2NO₃^-  + H₂O + CO₂↑;

ZnCO₃ + 2H⁺   = Zn²⁺  + H₂O + CO₂↑.

 

2NaCl (крист.) + H₂SO₄ (конц.) = Na₂SO₄ + 2HCl↑.

 

Na₂SiO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃↓;

2Na⁺ + SiO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + H₂SiO₃↓;

  2H⁺ + SiO₃^2-  =  H₂SiO₃↓.

 

Сіль + кислота = сіль + слабка кислота, яка розкладається на воду і відповідний кислотний оксид

 

Сіль + кислота = сіль + летка кислота

 

Розчинна сіль + сильна кислота = розчинна сіль + нерозчинна кислота.

 

Розчинні солі взаємодіють з кислотами, якщо утворюється нерозчинна сіль, яка з кислотами не взаємодіє:

AgNO₃ + HI = HNO₃ + AgI↓;

Ag⁺ + NO₃^- + H⁺ + I^- = H⁺ + NO₃^- + AgI↓;

Ag⁺ + I^- =  AgI↓.

 

Розчинна сіль + кислота = кислота + нерозчинна сіль.

 

Реакції солей між собою у розчині. Розчинні солі реагують між собою, якщо під час реакції одна із солей-продуктів випадає в осад:

Na₂CO₃ + CaCl₂ = 2NaCl + CaCO₃↓;

2Na⁺ + CO₃^2- + Ca²⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + CaCO₃↓;

  Ca²⁺ + CO₃^2-   =   CaCO₃↓.

 

Розчинна сіль + розчинна сіль = розчинна сіль + нерозчинна сіль.

 

Перетворення кислих і основних солей. Кислі і основні солі можна перетворити на середні, додавши до них відповідно луг або кислоту:

NaHCO₃ + NaOH = Na₂CO₃ + H₂O;

  Cu(OH)Cl + HCl = CuCl₂ + H₂O.

 

Можливі й протилежні перетворення:

K₂SO₄ + H₂SO₄ = 2KHSO₄;

Fe(NO₃)₂ (надлишок) + NaOH = Fe(OH)NO₃ + NaNO₃.

 

Термічний розклад.  При нагріванні солі оксигеновмісних кислот, утворених не твердими кислотними оксидами (Р₂О₅, SiO₂) розкладаються, утворюючи відповідні оксиди:

MgCO₃ = MgO + CO₂↑;

Ag₂SO₃ = Ag₂O + SO₂↑;

CuSO₄ = CuO + SO₃↑.

Солі лужних металів є термостійкими (карбонати, сульфати) або зазнають специфічного розкладу:

Na₂SO₃ = Na₂S + Na₂SO₄.

Термічний розклад нітратів:

Продукти реакцій термічного розкладу нітратів залежать від положення металу, катіон якого утворює сіль, в Ряді активності металів: якщо метал стоїть лівіше магнію, від магнію до міді включно, правіше міді (див. слайд). Наприклад:

2KNO₃ = 2KNO₂ + O₂↑;

2Zn(NO₃)₂ = 2ZnO + 4NO₂ ↑+ O₂↑;

Hg(NO₃)₂ = Hg + 2NO₂ ↑+ O₂↑.

 

6.     Застосування солей

Сфери застосування солей різноманітні. Не можна уявити сучасне життя без використання кухонної солі (NaCl) , питної або харчової соди (NaHCO₃), твердого мила(основу його складає натрій стеарат C₁₇H₃₅COONa) чи рідкого (C₁₇H₃₅COOK). Ми використовуємо для боротьби зі шкідниками в садах, виноградниках, теплицях і на городах кристалогідрати: мідний купорос ( CuSO₄ • 5H₂O), залізний купорос (FeSO₄ • 7H₂O). Нас лікують натрій хлорид NaCl (крововтрати), кальцій хлорид CaCl₂( запальних процесах, захворювання крові, серця, кісток, отруєннях), кальцій глюконат ( C₆H₁₁O₂)₂Ca(крововтрати, захворювання судин, отруєння), калій перманганат або «марганцівка» KMnO₄ (дезінфікуючий засіб), при переламах, інших ушкодженнях скелету накладають гіпсові пов’язки (СаSO₄  • 2H₂O), при судомах, гіпертонії, струсах мозку, отруєннях важкими металами допомагає магній сульфат (MgSO₄), розчин Люголя, що використовується при захворюваннях горла та гортані містить калій йодид (KI).

Неможливо без застосування солей побудувати будь - який об’єкт, бо цегла, цемент  містить силікати; сухі штукатурки – гіпс; вапняк, граніт, мармур – карбонати. Для виробництва скла необхідні карбонати.  Солі у сучасному сільському господарстві – це не тільки мінеральні добрива, але й мінеральні добавки для вигодовування свійських тварин, лікувальні засоби у ветеринарії.

 

Висновки

 

Солі – сполуки, які складаються з катіонів, утворених металічними елементами (або катіонів амонію), і аніонів кислотних залишків.

Розрізняють середні, кислі та основні солі. Кислі солі містять гідрогеновмісні аніони, а основні – гідроксовмісні катіони.

Солі в розчинах взаємодіють із металами, лугами, кислотами, іншими солями, нерозчинні солі взаємодіють з кислотами. Деякі солі розкладаються при нагріванні.

Багато солей використовують на практиці.

 

 

Завдання до теми 3. СОЛІ

Опрацюйте теоретичний матеріал

В зошиті після зазначення дати заняття і теми дайте письмові відповіді на запитання з повторення:

1.     Які кислоти називаються багато основними? Наведіть три приклади багато основних кислот.

2.     Що таке кристалогідрати? Наведіть три приклади кристалогідратів.

Для відповідей на ці запитання використовуйте шкільні підручники 8 (перше питання) та 9 (друге питання) класів. НЕ використовуйте інтернет-ресурси.

 

Складіть конспект лекції за планом. Пункти плану виділені червоним шрифтом.

-         Подивіться відео лабораторного досліду «Хімічні властивості солей», напишіть молекулярні, повні та скорочені йонно-молекулярні рівняння зазначених реакції. Зазначте ознаки реакцій.

-         Використовуючи досліди, надані у додатковому файлі FeCl₃ NaOH ферум (ІІІ) гідроксид HCl, напишіть молекулярні, повні та скорочені йонно-молекулярні рівняння зазначених  перетворень.  Якими є ознаки  реакцій?

-         Напишіть рівняння реакцій, які демонструються у Моєму редагованому відео. Складіть електронні баланси цих реакцій.

-         Як відбувається перетворення кислих і середніх солей? Використовуйте відео дослід «Утворення кальцій гідроген карбонату». Напишіть рівняння цих перетворень і зазначте ознаки реакцій.

-         Розв’яжіть задачу. Оформлення роботи робіть за зразком, наданим у 22 параграфі, с. 129. Для боротьби з грибковими захворюваннями рослин використовують бордоську рідину, яку виготовляють із розчинів гашеного вапна і мідного купоросу. Скільки треба взяти гашеного вапна для реакції з мідним купоросом, який містить 32 г купрум (ІІ) сульфату для повного його перетворення?

-         До складу пороху входить калій нітрат як додаткове джерело кисню для прискорення реакцій горіння інших компонентів. Який об’єм кисню утвориться при розкладанні калій нітрату одного патрону, якщо пороху в ньому 2,4 г, а вміст калій нітрату в цій порції пороху  становить 75%?