Разложение кислородсодержащих кислот

В результате реакции разложения кислородсодержащих кислот всегда образуется вода и оксид.

 

Из приведённых выше реакций можно увидеть, что карбоновая легко разлагается при обычных условиях, так как является одной из самых слабой кислотой. Для разложения сернистой и кремниевой кислоты их растворы необходимо нагреть. Во всех трёх реакция в результате образуется вода и оксиды кислотных остатков.

Характерные химические свойства солей: средних, кислых, оснóвных; комплексных (на примере соединений алюминия и цинка)

Соли –это сложные вещества, которые являются продуктами замещения атомов водорода в молекулах кислот атомами металлов.

Общим способом получения солей является взаимодействие оснований с кислотами:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O (так же эту реакцию называют реакцией нейтрализации, т.к. соли не имеют среды – она нейтральна)

Общая формула солей: Me _x (Ac) _y, где

• Me – металл,
• x и y – индексы,
• Ac – кислотный остаток.

Классификация солей

(III) Приставка «ди» используется, если в молекуле основной соли с одним атомом Me связаны с гидроксильными группами.

1. Средние (нормальные) соли – это продукты полного замещения атомов водорода на металл.

Название средней соли = название Ac + название Me + валентность Me

o NaCl – хлорид натрия

o Fe(NO₃)₂ - нитрат железа (II)

 

2. Кислые соли – это продукты неполного замещения атомов водорода на Me.

Название кислой соли = «Гидро» или «Дигидро» + название Ac + название Me + валентность Me

o NaHCO₃ – гидрокарбонат натрия

o KH₂PO₄ – дигидрофосфат калия

 

3. Основные соли – это соли, которые кроме ионов Me и Ac содержат гидроксогруппы.

Название основной соли = «Гидроксо-» или «Дигидроксо-» + название Ac + название Me + валентность Me

o CaOHCl – гидроксохлорид кальция

o Ca(OH)₂SO₄ – гидроксосульфат кальция

o Fe(OH)₂NO₃ – дигидроксонитрат железа

 

4. Комплексные соли – соли, содержащие комплексный ион.

o [Ag(NH₃)₂]Сl – хлорид диаммин серебра (I)

o [Cu(NH₃)₄]SO₄ – сульфат тетрааммин меди (II)

o K₄[Fe(CN)₆] – гексацианоферрат (II) калия

Химические свойства солей

I. Средние соли

1. Растворимые соли в водных растворах диссоциируют на ионы – катионы Me и анионы Ac.

К примеру, хлорид калия в водном растворе распадается на катионы калия и анионы хлора.

KCl ↔ K^— + Cl^—

2. Соли могут взаимодействовать с металлами, при этом каждый Me, стоящий левее в ряду напряжений Me, способен вытеснять Me, стоящие правее, из их солей.

Щелочные и щелочноземельные металлы с солями реагировать не будут, так как вступают в реакцию с водой.

Например, при взаимодействии сульфата меди с железом, происходит замещение меди железом, так как железо более активный металл, чем медь и находится в электрохимическом ряду напряжений левее водорода.

CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu↓

При взаимодействии сульфида железа с цинком происходит тот же процесс, но в данной реакции более активным металлом является цинк. Цинк вытесняет железо из соединения, в результате происходит образование чистого железа.

FeS + Zn → ZnS + Fe↓

3. Реакция растворов солей с растворами щелочей возможна в том случае, когда образующиеся основание или соль выпадают в осадок.

Взаимодействие хлорида железа (III) с раствором гидроксида калия является качественной реакцией на ионы Fe³⁺. Продуктом реакции будет гидроксид железа (III), который представляет собой бурый осадок с амфотерными свойствами.

FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3↓ + 3KCl

4. При взаимодействии соли с кислотой, для того чтобы осуществилась реакция, необходимо образование более слабой кислоты или нерастворимой соли.

В представленной ниже реакции осуществляется взаимодействие между хлоридом бария и серной кислотой. Продуктами реакции являются нерастворимая соль и сильная кислота. Данная реакция является качественной на сульфаты, так как образуется сульфат бария – осадок белого цвета.

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl

5. Для солей характерно взаимодействие между собой. В этом случае одним из продуктов реакции должна быть нерастворимая соль.

Взаимодействие нитрата серебра с хлоридом калия сопровождается выпадением осадка белого цвета – хлорида серебра. Эта реакция является качественной на хлорид-ионы.

AgNO3 + KCl → AgCl↓ + KNO3

6. При нагревании разлагаются соли слабых кислот, соли аммония, а также образованные сильными окислителями или восстановителями.

o Все карбонаты при термическом разложении распадаются на основный оксид и углекислый газ.

 

o При разложении нитратов следует учитывать следующие условия:

 

§ Если металл находится в ряду напряжений левее магния, то в результате реакции образуется нитрит и кислород. Реакция протекает по следующей схеме:

§ Если металл расположен в электрохимическом ряду напряжений между магнием и медью, при этом будет происходить образование оксида металла, диоксида азота и кислорода.

 

§ Если металл находится в ряду напряжений металлов правее меди, при этом наблюдается образование металла, оксида азота (IV) и кислорода.

 

o Разложение солей аммония также может протекать по-разному. Во многом это зависит от того, каким кислотным остатком она образована.

§ Если в состав соли аммония входит кислотный остаток летучей кислоты, то в результате будет образовываться аммиак и летучая кислота.

 

§ Если соль аммония образована нелетучей кислотой, то продуктами реакции будет аммиак и кислая соль.

 

§ Если кислотный остаток соли проявляет окислительные свойства, то в результате разложения образуется молекулярный азот или оксид азота (I).

 

II. Кислые соли

1. Растворимые соли в водных растворах диссоциируют на ионы – катионы Me и сложный анион Ac. Диссоциация протекает в две стадии. Первая стадия всегда необратима, по второй стадии протекает обратимая диссоциация.

KHSO₄ → K^— + HSO₄^—
HSO₄^— ↔ H⁺ + SO₄^2—

 

2. Кислые соли могут взаимодействовать с металлами, стоящими левее водорода. Не стоит в таких реакциях использовать щелочные металлы, так как они прежде всего реагируют с водой. Реакция щелочных металлов с водой протекает бурно с выделением большого количества энергии, при таких условиях может произойти взрыв.

В результате данной реакции образуется средняя соль и водород. Гидросульфат калия при взаимодействии с магнием образует в качестве продуктов реакции молекулярный водород, сульфаты магния и калия.

2KHSO₄ + Mg → H₂↑ + MgSO₄ + K₂SO₄

 

3. При взаимодействии кислой соли с раствором щелочи образуется средняя соль и вода. Гидрокарбонат натрия способен вступать в реакцию с раствором щелочи, продуктами реакции будут сульфит натрия и вода.

NaHCO₃ + NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

 

4. При взаимодействии соли с кислотой, для того чтобы осуществилась реакция, необходимо образование более слабой или летучей кислоты. Этот процесс можно рассмотреть на примере реакции гидросульфида калия с серной кислотой. Продуктами реакции является летучая кислота – сероводородная, а также сульфат калия.

2KHS + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂S

 

5. Для кислых солей характерно взаимодействие со средними солями. Однако, при такой реакции должны образоваться вода, газ или осадок. В противном случае взаимодействие происходить не будет. Очень хорошо это просматривается на примере взаимодействия гидросульфата калия и хлорида бария. Продуктами реакции будут сульфат бария – осадок белого цвета, сульфат калия и хлороводородная кислота.

2KHSO₄ + BaSO₄↓ + K₂SO₄ + 2HCl

 

6. При нагревании некоторые соли разлагаются. Ярким примером может служить разложение гидрокарбонатов. В результате реакции образуется вода, углекислый газ и карбонат натрия.

 

Реакции разложения гидрокарбонатов кальция и магния являются причиной образования накипи в водонагревательных приборах.

 

III. Основные соли

1. Способны в водных растворах разлагаться на сложные катионы и анионы Ac. Диссоциация проходит в несколько ступеней, причем по первой ступени разложение проходит необратимо. Все последующие ступени протекают обратимо.

Al(OH)₂CH₃COO → Al(OH)₂⁺ + CH₃COO^—
Al(OH)²⁺ ↔ AlOH²⁺ + OH^—
Al(OH)²⁺ ↔ Al³⁺ + OH^—

 

2. Основные соли могут взаимодействовать с растворами щелочей с образованием нерастворимого основания и кислой соли. Гидроксонитрат железа (III) и раствор едкого калия при взаимодействии друг с другом образуют нитрат калия и гидрокисд железа (II) – осадок белого цвета.

Fe(OH)NO₃ + KOH → Fe(OH)₂↓ + KNO₃

 

3. При взаимодействии основной соли с кислотой, образуется средняя соль и вода. Взаимодействие гидроксохлорида меди (II) и соляной кислоты протекает с образованием хлорида меди (II) и воды.

CuOHCl + HCl → CuCl₂ + H₂O

 

4. Характерно термическое разложение основных солей. При разложении дигидроксокарбоната меди (II) образуется оксид меди (II), углекислый газ и вода.

IV. Комплексные соли

1. Комплексные соединения в водных растворах практически полностью диссоциируют на внешнюю и внутреннюю сферы, то есть как сильные электролиты (первичная диссоциация).

K₄[Fe(CN)₆] → 4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4—

Комплексные ионы, в свою очередь, диссоциируют как слабые электролиты, многоступенчато и обратимо. Это - вторичная диссоциация комплексных ионов.

[Fe(CN)₆]^3— ⟷ [Fe(CN)₅]^2— + CN^—
[Fe(CN)₅]^2— ⟷ [Fe(CN)₄]^— + CN^—
[Fe(CN)₄]^— ⟷ [Fe(CN)₃] + CN^—
[Fe(CN)₃] ⟷ [Fe(CN)₂]⁺ + CN^—
[Fe(CN)₂]⁺ ⟷ [Fe(CN)₂]²⁺ + CN^—
[Fe(CN)]²⁺ ⟷ Fe³⁺ + CN^—

Данную многоступенчатую диссоциацию можно выразить суммарно в виде следующего уравнения:

[Fe(CN)₆]^3— ⟷ Fe³⁺ + 6CN^—

 

2. Комплексные соли способны вступать в реакции обмена со средними солями. В результате такой реакции образуется две другие соли – комплексная и средняя.

FeCl₃ + K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]↓ + 3KCl

Данная реакция является качественной реакции на ионы Fe³⁺. Нерастворимое соединение, образовавшееся в результате реакции, обладает ультрамариновым цветом и получило название «берлинской лазури» или гексацианоферрат(II) железа(III)-калия.

 

3. При нагревании комплексных солей происходит их разложение.

Тетрагидроксоалюминат натрия распадается на алюминат натрия и воду.

Na[Al(OH)₄] → NaAlO₂ + 2H₂O

 

4. При взаимодействии комплексной соли со средней, происходит разрушение комплексов за счёт образования малорастворимых соединений.

2[Cu(NH₃)₂]Cl + K₂S → CuS↓ + 2KCl + 4NH₃↑

Электролитическая диссоциация (ЭД) электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты