§ 54. Классификация солей

Определения и обозначения

Средняя соль — соединение, в котором все атомы водорода кислоты замещены атомами металла, а гидроксогруппы основания отсутствуют. Поэтому в формуле остаются только катионы металла и кислотные остатки. Это определение помогает отличить среднюю соль от кислой и основной.

Кислая соль — соединение, в кислотном остатке которого сохраняется один или несколько атомов водорода, способных замещаться металлом. Такой водород записывается внутри кислотного остатка, например HCO₃⁻. По его наличию распознают кислые соли.

Основная соль — соединение, в состав которого входят кислотный остаток и одна или несколько гидроксогрупп. Гидроксогруппа — частица OH⁻, характерная для оснований. Сочетание OH и кислотного остатка показывает, что перед нами основная соль, а не обычное основание.

Классификация солей — разделение солей на группы по составу: средние, кислые и основные. Для классификации сравнивают формулу вещества с признаками каждой группы. Такой способ позволяет определить вид соли даже тогда, когда неизвестен способ её получения.

Как это устроено

Соли различаются не только названием металла или кислотного остатка, но и дополнительными частицами в составе. В одних формулах есть только катионы металла и кислотные остатки, в других сохраняются атомы водорода или гидроксогруппы. Именно поэтому один и тот же кислотный остаток может входить в соли разных видов.

Средняя соль образуется, когда металл замещает все атомы водорода кислоты. Например, при полной нейтрализации H₂SO₄ гидроксидом натрия каждый из двух атомов водорода заменяется ионом Na⁺, поэтому получается Na₂SO₄: H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O. Полное замещение объясняет отсутствие водорода кислотного остатка и гидроксогрупп в продукте.

Кислая соль появляется, если многоосновная кислота отдаёт не все способные к замещению атомы водорода. У серной кислоты можно заменить только один атом водорода и получить NaHSO₄, а у угольной кислоты образуется NaHCO₃. Сохранившийся водород остаётся частью кислотного остатка, поэтому его можно заменить металлом при дальнейшем превращении.

Основная соль возникает при неполной нейтрализации многокислотного основания. Если в гидроксиде Fe(OH)₃ нейтрализуется не вся гидроксогруппа, одна OH сохраняется, и вместе с кислотным остатком SO₄²⁻ образуется Fe(OH)SO₄. Значит, гидроксогруппа в формуле не случайна: она показывает неполное замещение групп основания.

Чтобы определить вид соли по формуле, сначала находят кислотный остаток, затем проверяют наличие замещаемого водорода и групп OH. В NaHSO₄ водород находится внутри остатка HSO₄⁻, а в Cu₂(OH)₂CO₃ гидроксогруппы записаны отдельно от CO₃²⁻. Если нет ни такого водорода, ни OH, соль относят к средним, как Na₂SO₄.

Классификация солей по составу

Пользуйтесь таблицей как алгоритмом: сначала ищите OH, затем водород внутри кислотного остатка. Если оба признака отсутствуют, соль является средней. Пример в последнем столбце помогает понять не только состав, но и происхождение вещества.

Разбор задач

Задача 1

Распределите формулы Na₂SO₄, NaHSO₄ и Cu₂(OH)₂CO₃ на средние, кислые и основные соли. Для решения нужно не запоминать формулы целиком, а найти признаки состава. Проверим вещества по очереди.

1. В Na₂SO₄ нет водорода и гидроксогрупп, поэтому это средняя соль.
2. В NaHSO₄ водород входит в кислотный остаток HSO₄⁻, поэтому это кислая соль.
3. В Cu₂(OH)₂CO₃ есть OH и кислотный остаток CO₃²⁻, поэтому это основная соль.

Ответ: Na₂SO₄ — средняя, NaHSO₄ — кислая, Cu₂(OH)₂CO₃ — основная соль.

Задача 2

Составьте формулу средней соли из ионов Al³⁺ и SO₄²⁻ и укажите её вид. Сначала нужно уравнять заряды, потому что соединение в целом должно быть электронейтральным. Индексы показывают, сколько ионов каждого вида входит в формулу.

1. Наименьшее общее кратное чисел 3 и 2 равно 6.
2. Берём два иона Al³⁺: их общий заряд равен +6.
3. Берём три иона SO₄²⁻: их общий заряд равен −6, поэтому формула Al₂(SO₄)₃.

Ответ: Al₂(SO₄)₃ — средняя соль, потому что в ней нет замещаемого водорода и гидроксогрупп.

Задача 3

При неполной нейтрализации Fe(OH)₃ серной кислотой образуется Fe(OH)SO₄. Нужно объяснить классификацию и составить уравнение реакции. Сохранившаяся группа OH вместе с кислотным остатком SO₄ показывает, что соль основная.

1. Записываем исходные вещества: Fe(OH)₃ и H₂SO₄, продукт Fe(OH)SO₄.
2. После образования соли остаётся одна гидроксогруппа, а две другие превращаются с водородом кислоты в две молекулы воды.
3. Проверяем атомы и ставим коэффициенты: Fe(OH)₃ + H₂SO₄ → Fe(OH)SO₄ + 2H₂O.

Ответ: Fe(OH)SO₄ — основная соль; уравнение реакции записано с коэффициентами 1, 1, 1 и 2.

Типичные ошибки

Ошибка — считать любую соль с атомом водорода кислой. Водород должен входить именно в кислотный остаток и быть способным замещаться металлом, как в HCO₃⁻. Для проверки мысленно выделите остаток, а не смотрите только на наличие буквы H.

Ошибка — путать основную соль с основанием. Основание содержит катион металла и гидроксогруппы, а основная соль дополнительно содержит кислотный остаток. Проверьте формулу: наличие одновременно OH и остатка, например CO₃²⁻, указывает на основную соль.

Ошибка — называть соль средней только потому, что в ней нет водорода. В формуле ещё могут быть гидроксогруппы, как в Cu₂(OH)₂CO₃. Поэтому после поиска H обязательно проверьте наличие OH.

Ошибка — составлять формулу без учёта зарядов ионов. Тогда положительный и отрицательный заряды не компенсируются, а вещество не будет электронейтральным. Перемножьте заряд каждого иона на его индекс и убедитесь, что сумма равна нулю.

Связь с другими темами

Для этой темы нужны знания о составе кислот и оснований, кислотных остатках и гидроксогруппах. Также пригодятся умения определять заряды ионов и составлять формулы по валентности. Классификация солей связана с их химическими свойствами, способами получения и уравнениями реакций нейтрализации.

Что запомнить

• Соли по составу делят на средние, кислые и основные.
• В средней соли нет ни замещаемого водорода, ни гидроксогрупп.
• Кислая соль сохраняет атом водорода в кислотном остатке.
• Основная соль содержит гидроксогруппу вместе с кислотным остатком.
• Кислые соли образуются из многоосновных кислот при неполном замещении водорода.
• Основные соли образуются при неполной нейтрализации многокислотных оснований.
• Формулу соли составляют так, чтобы суммарный заряд был равен нулю.