§ 9. Кислые и основные соли

Определения и обозначения

Кислая соль — соль, в кислотном остатке которой сохраняются атомы водорода, способные замещаться металлом. Например, в NaHSO₄ есть остаток HSO₄⁻ с водородом. В средней соли, такой как Na₂SO₄, этот водород полностью заменён металлом.

Основная соль — соль, в составе которой вместе с кислотным остатком сохраняются гидроксогруппы OH. В Mg(OH)Cl группа OH осталась от основания Mg(OH)₂. В средней соли MgCl₂ гидроксогрупп уже нет, поэтому это соединение относится к другому типу.

Гидросоль — название кислой соли, подчёркивающее наличие водорода в кислотном остатке. Так, NaHCO₃ называют гидрокарбонатом натрия, а NaHSO₄ — гидросульфатом натрия. Такое название помогает сразу заметить неполное замещение водорода кислоты.

Гидроксосоль — название основной соли, указывающее на сохранение гидроксогрупп. Например, Mg(OH)Cl называют гидроксохлоридом магния. Приставка «гидроксо-» нужна, чтобы отличить эту соль от средней соли MgCl₂.

Как это устроено

Кислая соль образуется из многоосновной кислоты, то есть кислоты, способной отдать несколько атомов водорода. Если при реакции H₂SO₄ с NaOH заменить только один атом водорода, получится NaHSO₄: H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O. Второй атом водорода ещё остаётся в кислотном остатке, поэтому продукт не является средней солью.

Основная соль появляется при неполной нейтрализации основания кислотой. Например, одна молекула HCl нейтрализует только одну из двух групп OH в Mg(OH)₂: Mg(OH)₂ + HCl → Mg(OH)Cl + H₂O. Оставшаяся группа OH входит в состав соли, потому что кислоты было недостаточно для полного удаления гидроксогрупп.

При составлении формулы кислой соли учитывают ион металла и кислотный остаток с сохранившимся водородом. В основной соли отдельно учитывают катион металла, кислотный остаток и группы OH. Затем проверяют электронейтральность: сумма положительных зарядов должна равняться сумме отрицательных зарядов.

Название кислой соли состоит из названия металла и кислотного остатка с указанием сохраняющегося водорода: NaHCO₃ — гидрокарбонат натрия, NaHSO₄ — гидросульфат натрия. В названии основной соли называют металл и кислотный остаток, добавляя приставку «гидроксо-»: Mg(OH)Cl — гидроксохлорид магния. По названию можно восстановить строение соединения.

Сохранившиеся частицы могут участвовать в дальнейшей нейтрализации. В кислой соли водород взаимодействует с OH⁻ щёлочи: NaHSO₄ + NaOH → Na₂SO₄ + H₂O. В основной соли группа OH взаимодействует с H⁺ кислоты: Mg(OH)Cl + HCl → MgCl₂ + H₂O.

Сравнение кислых и основных солей

Таблицу удобно читать от состава к свойствам: сначала найдите сохранившиеся H или OH, затем определите способ образования. После этого по примеру можно проверить формулу и название. Последняя строка показывает, каким реагентом удаляют сохранившуюся частицу.

Разбор задач

Задача 1. Определите, является ли NaHCO₃ кислой, основной или средней солью, и назовите вещество. Нужно установить, к какой части кислотного остатка относится атом водорода.

1. Разделим формулу на катион Na⁺ и остаток HCO₃⁻.
2. В остатке HCO₃⁻ есть водород, который связан с кислотным остатком угольной кислоты H₂CO₃.
3. Следовательно, это кислая соль, а её название — гидрокарбонат натрия.

Ответ: NaHCO₃ — кислая соль, гидрокарбонат натрия.

Задача 2. Составьте формулу кислой соли H₂SO₄ с катионом Na⁺ и основной соли Mg²⁺ с кислотным остатком Cl⁻. В первом случае оставляем один водород кислоты, а во втором — одну гидроксогруппу основания.

1. Для H₂SO₄ после неполного замещения получаем HSO₄⁻. Один катион Na⁺ уравновешивает его заряд, поэтому формула равна NaHSO₄.
2. Для Mg²⁺ и Cl⁻ добавляем OH⁻, чтобы отрицательный заряд двух групп Cl⁻ и OH⁻ равнялся −2. Получаем Mg(OH)Cl, где общий отрицательный заряд равен −2.
3. Проверяем названия: NaHSO₄ — гидросульфат натрия, Mg(OH)Cl — гидроксохлорид магния.

Ответ: NaHSO₄ — гидросульфат натрия; Mg(OH)Cl — гидроксохлорид магния.

Задача 3. Запишите получение Na₂SO₄ из NaHSO₄ и MgCl₂ из Mg(OH)Cl. В первом превращении нужно нейтрализовать оставшийся водород щёлочью, во втором — гидроксогруппу кислотой.

1. К NaHSO₄ добавляем NaOH: второй ион Na⁺ заменяет оставшийся H, а H₂O образуется из H⁺ и OH⁻. Уравнение: NaHSO₄ + NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.
2. К Mg(OH)Cl добавляем HCl: H⁺ соединяется с OH⁻, а второй ион Cl⁻ входит в состав соли. Уравнение: Mg(OH)Cl + HCl → MgCl₂ + H₂O.
3. Проверяем атомы и заряды: в обоих уравнениях коэффициенты равны единице, а продукты являются средними солями.

Ответ: нужны соответственно NaOH и HCl; уравнения записаны с коэффициентами 1:1:1:1.

Типичные ошибки

Ошибка — считать любую соль с водородом кислой. Водород должен входить именно в кислотный остаток, как H в HCO₃⁻; наличие водорода где-либо в формуле само по себе ничего не доказывает. Для проверки выделите ионный состав вещества.

Кислую соль иногда путают с раствором кислоты. Это самостоятельное ионное соединение, полученное неполным замещением водорода многоосновной кислоты, а не просто кислота, растворённая в воде. Проверьте, есть ли в формуле катион металла.

Основную соль нельзя записывать как механическую смесь основания и соли. Группы OH входят в одну формульную единицу вместе с кислотным остатком, поэтому формула Mg(OH)Cl отличается от записи Mg(OH)₂ + MgCl₂. Сверьте состав и заряд всей частицы.

Нельзя выбирать индексы без проверки зарядов и числа групп. Сначала определите заряды всех ионов, затем убедитесь, что суммарный положительный и отрицательный заряды равны. Если равенства нет, формула составлена неверно.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о кислотах, основаниях, средних солях, зарядах ионов и составлении формул по зарядам. Особенно важно различать многоосновные кислоты и основания с несколькими гидроксогруппами.

Кислые и основные соли помогают изучать химические свойства солей, реакции нейтрализации и генетические связи между классами неорганических веществ. Через их превращения видно, как одна соль может переходить в другую при взаимодействии с кислотой или щёлочью.

Что запомнить

• Кислая соль сохраняет водород в кислотном остатке многоосновной кислоты.
• Основная соль сохраняет одну или несколько гидроксогрупп OH.
• Кислые соли получают неполным замещением водорода кислоты металлом.
• Основные соли получают неполной нейтрализацией основания кислотой.
• Формула соли должна быть электронейтральной.
• Кислую соль можно нейтрализовать щёлочью, а основную — кислотой.