- Хімічна структура
- Номенклатура кислотних солей
- Кислі содові кислоти
- Потрійні кислотні солі
- Ще один приклад
- Навчання
- Фосфати
- Цитрати
- Приклади
- Кислі солі перехідних металів
- Кислотний характер
- Програми
- Список літератури
У кислих солей або окси солями є солі, отримані з частковою нейтралізації галогенводородной і оксокислот. Тому бінарні та потрійні солі можна зустріти в природі, як неорганічні, так і органічні. Вони характеризуються наявністю кислих протонів (Н + ).
Завдяки цьому їх розчини зазвичай призводять до отримання кислих середовищ (pH <7). Однак не всі кислотні солі виявляють цю характеристику; деякі фактично походять лужними розчинами (основними, з рН> 7).
Бікарбонат натрію
Найбільш репрезентативним з усіх кислотних солей є те, що прийнято називати бікарбонатом натрію; також відомий як розпушувач (верхнє зображення), або їх відповідні назви регулюються традиційною, систематизованою або композиційною номенклатурою.
Яка хімічна формула харчової соди? NaHCO 3 . Як видно, він має лише один протон. І як пов'язаний цей протон? До одного з атомів кисню утворюють гідроксидну групу (OH).
Тож два атоми кисню, що залишилися, розглядаються як оксиди (O 2– ). Такий погляд на хімічну структуру аніона дозволяє назвати його більш вибірково.
Хімічна структура
Кислі солі мають загальну присутність одного або декількох кислих протонів, а також металу та неметалу. Різниця між тими, які походять від гідрацидів (HA) та оксокислот (HAO), логічно, є атомом кисню.
Однак ключовий фактор, що визначає, наскільки кислотна йдеться про сіль (рН, який вона виробляє, коли вона розчиняється у розчиннику), покладається на міцність зв’язку між протоном та аніоном; це також залежить від природи катіону, як у випадку з іоном амонію (NH 4 + ).
Сила НХ, будучи Х аніоном, змінюється залежно від розчинника, який розчиняє сіль; що, як правило, вода або алкоголь. Звідси, після певних врахувань рівноваги в розчині, можна вивести рівень кислотності згаданих солей.
Чим більше протонів має кислота, тим більша можлива кількість солей, які можуть вийти з неї. З цієї причини в природі є багато кислотних солей, більшість з яких лежить розчиненими у великих океанах і морях, а також харчові компоненти ґрунтів, крім оксидів.
Номенклатура кислотних солей
Як називаються солі кислот? Популярна культура взяла на себе обов'язок присвоїти глибоко вкорінені назви найпоширенішим солям; Однак для решти, не настільки відомих, хіміки розробили ряд кроків, щоб дати їм загальні назви.
З цією метою IUPAC рекомендував низку номенклатур, які, хоча вони застосовуються однаково для гідрацидів та оксикислот, мають незначні відмінності при використанні їх солей.
Необхідно освоїти номенклатуру кислот, перш ніж перейти до номенклатури солей.
Кислі содові кислоти
Гідрациди - це по суті зв’язок між воднем і неметалічним атомом (групи 17 і 16, за винятком кисню). Однак утворювати кислотні солі здатні лише ті, які мають два протони (H 2 X).
Так, у випадку сірководню (H 2 S), коли один з його протонів замінюється металом, натрієм, наприклад, маємо NaHS.
Як називається сіль NaHS? Є два способи: традиційна номенклатура та склад.
Знаючи, що це сульфід і що натрій має лише валентність +1 (тому що це з групи 1), ми продовжуємо нижче:
Сіль: NaHS
Номенклатури
Склад: Натрію сірководень .
Традиційні: Сульфід натрієвої кислоти .
Іншим прикладом може бути також Ca (HS) 2 :
Сіль: Ca (HS) 2
Номенклатури
Склад: Біс кальцію (сірководень) .
Традиційні: Кислота сульфід кальцію .
Як видно, додаються префікси біс-, трис, тетракіс тощо, відповідно до кількості аніонів (HX) n , де n - валентність атома металу. Отже, застосовуючи ті ж міркування для Fe (HSe) 3 :
Сіль: Fe (HSe) 3
Номенклатури
Склад: Трис (гідрогеноселенід) заліза (III) .
Традиційні: Сульфід заліза кислотний (III) .
Оскільки в основному залізо має дві валентності (+2 та +3), воно в дужках позначається римськими цифрами.
Потрійні кислотні солі
Також їх називають оксисальтами, вони мають більш складну хімічну структуру, ніж кислотні гідрацидні солі. У них неметалічний атом утворює подвійні зв’язки з киснем (X = O), класифікованими як оксиди, та одинарні зв’язки (X-OH); останні відповідають за кислотність протона.
Традиційна номенклатура композиції підтримує ті ж норми, що і для оксокислот та їх відповідних потрійних солей, з єдиною відмінністю виділення присутності протона.
З іншого боку, систематична номенклатура розглядає типи зв'язків XO (додавання) або кількість кисню та протонів (водневих аніонів).
Повертаючись з харчовою содою, вона називається так:
Сіль: NaHCO 3
Номенклатури
Традиційні: карбонат натрію .
Склад: Натрію гідрокарбонат .
Систематика та додавання водню аніонів: гідроксидодіоксидокарбонато (-1) натрію , водню (триоксидокарбонато) натрію .
Неформально: харчова сода, харчова сода .
Звідки беруться терміни "гідрокси" та "діоксид"? "Гідрокси" означає групу -OH, що залишається в аніоні HCO 3 - (O 2 C-OH), а "діоксид" для двох інших кисню, на яких C = O подвійний зв'язок "резонує" (резонанс).
З цієї причини систематична номенклатура, хоча і точніша, є дещо складною для тих, хто розпочався у світ хімії. Число (-1) дорівнює негативному заряду аніона.
Ще один приклад
Сіль: Mg (H 2 PO 4 ) 2
Номенклатури
Традиційні: фосфат магнію діацидний .
Склад: дигідрофосфат магнію (зверніть увагу на два протони).
Систематика та додавання водню аніонів: дигідроксидодіоксидофосфато (-1) магній , біс магній .
Повторно інтерпретуючи систематичну номенклатуру, маємо, що аніон H 2 PO 4 - має дві ОН-групи, тому два атоми кисню, що залишилися, утворюють оксиди (P = O).
Навчання
Як утворюються солі кислот? Вони є продуктом нейтралізації, тобто реакції кислоти з основою. Оскільки ці солі мають кислі протони, нейтралізація не може бути повною, а частковою; інакше виходить нейтральна сіль, як видно в хімічних рівняннях:
H 2 A + 2NaOH => Na 2 A + 2H 2 O (комплект)
H 2 A + NaOH => NaHA + H 2 O (частково)
Крім того, лише поліпротичні кислоти можуть мати часткову нейтралізацію, оскільки кислоти HNO 3 , HF, HCl тощо мають лише один протон. Тут кислою сіллю є NaHA (що є вигаданим).
Якби замість нейтралізації дипротонової кислоти H 2 A (точніше, гідрациду), з Ca (OH) 2 , тоді була б утворена відповідна сіль кальцію Ca (HA) 2 . Якби використовували Mg (OH) 2, отримували б Mg (HA) 2 ; якщо застосовували LiOH, LiHA; CsOH, CsHA тощо.
З цього випливає з урахуванням утворення, що сіль складається з аніона А, що надходить з кислоти, і з металу основи, що використовується для нейтралізації.
Фосфати
Фосфорна кислота (H 3 PO 4 ) - це поліпротична оксокислота, через що з неї виходить велика кількість солей. Використовуючи KOH для нейтралізації та отримання його солей, ми маємо:
H 3 PO 4 + KOH => KH 2 PO 4 + H 2 O
KH 2 PO 4 + KOH => K 2 HPO 4 + H 2 O
K 2 HPO 4 + KOH => K 3 PO 4 + H 2 O
KOH нейтралізує один з кислих протонів H 3 PO 4 , замінюючись катіоном K + у фосфатній солі калійної діациди (за традиційною номенклатурою). Ця реакція триває до тих пір, поки не будуть додані ті самі еквіваленти KOH для нейтралізації всіх протонів.
Тоді можна помітити, що утворюється до трьох різних солей калію, кожна зі своїми властивостями та можливим використанням. Цей же результат можна отримати, використовуючи LiOH, даючи літієві фосфати; або Sr (OH) 2 , щоб утворити фосфати стронцію тощо з іншими основами.
Цитрати
Лимонна кислота - це трикарбонова кислота, присутня у багатьох фруктах. Отже, він має три групи СООН, що дорівнює трьом кислим протонам. Знову ж, як і фосфорна кислота, вона здатна генерувати три типи цитратів залежно від ступеня нейтралізації.
Таким чином за допомогою NaOH отримують моно-, ді- та тринатрієві цитрати:
OHC 3 H 4 (COOH) 3 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + H 2 O
OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + H 2 O
OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 3 + H 2 O
Хімічні рівняння виглядають складно з огляду на структуру лимонної кислоти, але якби вони були представлені, реакції були б такими ж простими, як і для фосфорної кислоти.
Останньою сіллю є нейтральний цитрат натрію, хімічною формулою якого є Na 3 C 6 H 5 O 7 . А іншими цитратами натрію є: Na 2 C 6 H 6 O 7 , цитрат натрію (або динатрієвий цитрат); і NaC 6 H 7 O 7 , цитрат натрієвої діациди (або мононатрієвий цитрат).
Це наочний приклад кислих органічних солей.
Приклади
Багато кислотних солей міститься у квітках та багатьох інших біологічних субстратах, а також у мінералах. Однак амонієві солі були опущені, які, на відміну від інших, отримують не з кислоти, а з основи: аміаку.
Як це можливо? Це відбувається завдяки реакції нейтралізації аміаку (NH 3 ), основи, яка депротонірує і виробляє катіон амонію (NH 4 + ). NH 4 + , як і інші катіони металів, може чудово заміщати будь-який з кислих протонів гідрацидної або оксикислоти.
Що стосується фосфатів та цитратів амонію, то достатньо замінити K і Na на NH 4 , і буде отримано шість нових солей. Те саме стосується вуглекислоти: NH 4 HCO 3 (кислий карбонат амонію) та (NH 4 ) 2 CO 3 (карбонат амонію).
Кислі солі перехідних металів
Перехідні метали також можуть входити до складу різних солей. Однак вони менш відомі, і синтези, що стоять за ними, представляють більш високу ступінь складності через різну кількість окислення. Приклади цих солей включають наступне:
Сіль: AgHSO 4
Номенклатури
Традиційні: Кислий сульфат срібла .
Склад: Срібний сірководень .
Систематика: водень срібла (тетраоксидосульфат) .
Сіль: Fe (H 2 BO 3 ) 3
Номенклатури
Традиційні: залізний (III) діацидний борат .
Склад: Залізо (III) дигідрогенорат .
Систематика: Iron Tris (III) .
Сіль: Cu (HS) 2
Номенклатури
Традиційні: Кислий мідний (II) сульфід .
Склад: Мідний (II) сірководень .
Систематичні: Біс (сірководень) міді (II) .
Сіль: Au (HCO 3 ) 3
Номенклатури
Традиційні: Карбонат кислотного золота (III) .
Склад: Золотий гідрокарбонат (III) .
Систематика: Золотий Трис (III) .
І так з іншими металами. Велике структурне багатство кислотних солей полягає більше в природі металу, ніж у аніона; оскільки існує не так багато гідрацидів або оксикислот.
Кислотний характер
Кислі солі, як правило, при розчиненні у воді дають водний розчин з рН нижче 7. Однак це не є строго справедливим для всіх солей.
Чому ні? Тому що сили, які зв’язують кислий протон з аніоном, не завжди однакові. Чим вони сильніші, тим менше буде тенденція віддавати його середині; Так само є протилежна реакція, яка змушує цей факт регресувати: реакція гідролізу.
Це пояснює, чому NH 4 HCO 3 , незважаючи на те, що є кислою сіллю, генерує лужні розчини:
NH 4 + + H 2 O <=> NH 3 + H 3 O +
HCO 3 - + H 2 O <=> H 2 CO 3 + OH -
HCO 3 - + H 2 O <=> CO 3 2– + H 3 O +
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Враховуючи попередні рівняння рівноваги, основний рН вказує на те, що реакції, що виробляють ОН - відбуваються переважно, ніж ті, що виробляють H 3 O + , індикаторний вид кислотного розчину.
Однак не всі аніони можна гідролізувати (F - , Cl - , NO 3 - тощо); Це ті, які походять із сильних кислот та основ.
Програми
Кожна кислотна сіль має своє використання для різних родовищ. Однак вони можуть узагальнити ряд загальних застосувань для більшості з них:
-В харчовій промисловості їх використовують як дріжджі або консерванти, а також у кондитерських виробах, засобах гігієни ротової порожнини та у виробництві медикаментів.
-Ті, які є гігроскопічними, покликані поглинати вологу та CO 2 в приміщеннях або умовах, які цього вимагають.
-Калиєві та кальцієві солі зазвичай знаходять застосування як добрива, харчові компоненти або лабораторні реагенти.
-Добавки для скла, кераміки та цементів.
-При приготуванні буферних розчинів, необхідних для всіх реакцій, чутливих до раптових змін pH. Наприклад, фосфатні або ацетатні буфери.
Нарешті, багато з цих солей забезпечують тверді та легко керовані форми катіонів (особливо перехідних металів) з великим попитом у світі неорганічного чи органічного синтезу.
Список літератури
- Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання, стор 138, 361.
- Брайан М. Тканина. (2000). Розширені слабкі кислотні та слабкі базові рівноваги. Взято з: fabricgroup.chem.vt.edu
- C. Speakman & Neville Smith. (1945). Кислотні солі органічних кислот як норми pH. Об'єм природи 155, сторінка 698.
- Вікіпедія. (2018). Кислі солі. Взято з: en.wikipedia.org
- Ідентифікація кислот, основ та солей. (2013). Взято з: ch302.cm.utexas.edu
- Кислі та основні сольові розчини. Взято з: chem.purdue.edu
- Хоакін Наварро Гомес. Кислі содові кислоти. Взято з: formulacionquimica.weebly.com
- Енциклопедія прикладів (2017). Кислі солі. Відновлено з: example.co