"Химия", Жилин Д.М., (изд. "БИНОМ. Лаборатория знаний")
Соли — сложные вещества, состоящие из катионов металлов и анионов кислотных остатков. К ним относятся хлорид натрия NaCl, карбонат кальция CaCO₃ и сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃. По формуле соли можно определить её состав, правильно назвать вещество и составить уравнение реакции. Растворимость солей находят по специальной таблице, а в воде растворимые соли распадаются на ионы.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Соли — сложные вещества, состоящие из катионов металлов и анионов кислотных остатков. Примеры солей: NaCl, CaCO₃, KNO₃, CuSO₄. Это определение помогает отличить соли от других классов неорганических веществ.
Кислотный остаток — атом или группа атомов, которые остаются от кислоты после отщепления атомов водорода. Например, из H₂SO₄ получается остаток SO₄²⁻, а из HCl — Cl⁻. По кислотному остатку часто определяют состав и название соли.
Название соли складывается из названия кислотного остатка и названия металла: NaCl — хлорид натрия, CaCO₃ — карбонат кальция. Если металл имеет несколько валентностей, её указывают в скобках римской цифрой. Так различают, например, хлорид железа(II) FeCl₂ и хлорид железа(III) FeCl₃.
Растворимость солей — способность растворяться в воде. Растворимая соль переходит в раствор почти полностью, малорастворимая растворяется лишь частично, а нерастворимая практически не растворяется и образует осадок. Точную характеристику находят по таблице растворимости.
Соль отличают по составу всех частиц в её формуле. В кислоте есть атомы водорода, способные замещаться металлом, а в основании обязательно присутствует группа OH⁻. Оксид состоит только из двух элементов, один из которых кислород, тогда как соль содержит металл и кислотный остаток, например Na₂CO₃.
Формула соли должна быть электрически нейтральной, потому что вещество в целом не имеет заряда. Поэтому положительные заряды катионов металла уравнивают отрицательные заряды кислотных остатков. Для Al³⁺ и SO₄²⁻ нужны два иона алюминия и три сульфат-иона: 2 · (+3) + 3 · (−2) = 0, значит формула — Al₂(SO₄)₃.
Название составляют по названию кислотного остатка и металла. Остаток SO₄²⁻ называется сульфатом, поэтому Na₂SO₄ — сульфат натрия, а остаток NO₃⁻ — нитратом, поэтому Mg(NO₃)₂ — нитрат магния. У железа возможны разные валентности, поэтому FeSO₄ называют сульфатом железа(II), а Fe₂(SO₄)₃ — сульфатом железа(III).
В твёрдой соли положительные и отрицательные ионы удерживаются силами притяжения и образуют упорядоченную кристаллическую решётку. Поэтому соли обычно являются твёрдыми веществами с определённой температурой плавления. В воде молекулы воды ослабляют притяжение между ионами, и многие соли диссоциируют: BaCl₂ → Ba²⁺ + 2Cl⁻.
Растворимость зависит от природы ионов, температуры и свойств растворителя. Таблица растворимости показывает, какие соли остаются в растворе, а какие выпадают в осадок; условные обозначения нужно читать по её строкам и столбцам. Например, KNO₃ растворим, а AgCl нерастворим, поэтому при появлении AgCl наблюдают осадок.
| Признак | Что нужно указать | Пример |
|---|---|---|
| Состав | Катион металла и кислотный остаток | Na₂SO₄: Na⁺ и SO₄²⁻ |
| Составление формулы | Соотношение ионов, обеспечивающее нулевой суммарный заряд | Al₂(SO₄)₃ |
| Название | Название кислотного остатка и металла; валентность металла при необходимости | Сульфат алюминия, хлорид железа(III) |
| Растворимость | Растворимая, малорастворимая или нерастворимая соль по таблице растворимости | KNO₃ — растворимая, AgCl — нерастворимая |
| Физические свойства | Твёрдое кристаллическое вещество; растворимость и цвет зависят от состава | CuSO₄ и NaCl |
| Диссоциация в растворе | Распад на катионы металла и анионы кислотного остатка | BaCl₂ → Ba²⁺ + 2Cl⁻ |
Сначала по формуле определяйте ионы и их заряды, затем проверяйте нейтральность вещества. Для предсказания осадка найдите продукт реакции в таблице растворимости. При записи диссоциации учитывайте число одинаковых ионов по индексам формулы.
Нужно выяснить, является ли CaCO₃ солью, назвать её и указать ионы. В формуле видны кальций и остаток угольной кислоты. Поэтому проверяем состав, составляем название и схему распада в воде.
Ответ: CaCO₃ — соль, карбонат кальция; ионы — Ca²⁺ и CO₃²⁻. В воде записанная схема показывает образование этих ионов, хотя сама соль малорастворима.
Нужно соединить катион металла с указанным кислотным остатком. Алюминий имеет заряд 3+, сульфат — 2−, магний — 2+, нитрат — 1−. Индексы подбираем так, чтобы сумма зарядов была равна нулю.
Ответ: формулы — Al₂(SO₄)₃ и Mg(NO₃)₂. Проверка: 2 · (+3) + 3 · (−2) = 0, а (+2) + 2 · (−1) = 0.
При смешивании растворов возможен обмен ионами между двумя растворимыми солями. Новые вещества — BaSO₄ и NaCl, затем их растворимость проверяют по таблице. Сульфат бария нерастворим, поэтому реакция сопровождается белым осадком.
Ответ: сокращённое ионное уравнение — Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓. Реакция идёт до конца из-за образования нерастворимого осадка.
Иногда соль принимают за основание только потому, что в её формуле есть металл. Ошибка возникает при невнимательном чтении формулы: основание содержит группу OH⁻, а соль — кислотный остаток. Проверьте, есть ли OH⁻ целиком и присутствует ли остаток кислоты.
Индексы в формуле иногда ставят без учёта зарядов ионов. Тогда соединение получает ненулевой общий заряд и не соответствует обычной формуле вещества. Перемножьте заряд каждого иона на его индекс и убедитесь, что сумма равна нулю.
В названии соли с железом или другим металлом переменной валентности часто пропускают римскую цифру. Из-за этого нельзя понять, какой именно состав имеет вещество. Найдите валентность металла по формуле и запишите её после названия металла.
Не всякая реакция обмена протекает до конца, даже если ионы могут поменяться партнёрами. Нельзя утверждать результат без проверки растворимости продуктов и других условий. Ищите среди продуктов осадок, газ или воду; если ничего такого нет, обмен обычно не имеет заметного итога.
Для изучения солей нужны знания о химических элементах, валентности, зарядах ионов, формулах и классах неорганических соединений. Тема связана с электролитической диссоциацией и таблицей растворимости, потому что именно они объясняют поведение солей в воде. Позже эти знания понадобятся для реакций обмена, ионных уравнений, получения веществ и понимания применения солей в быту и промышленности.
Как отличить соль от кислоты и основания по химической формуле?
В формуле кислоты обычно первым записан водород, например H₂SO₄, а в формуле основания есть группа OH⁻, например NaOH. Соль содержит катион металла и кислотный остаток, например Na₂SO₄.
Почему в формуле Al₂(SO₄)₃ стоят именно такие индексы?
Ион алюминия имеет заряд 3+, а сульфат-ион — заряд 2−. Два иона Al³⁺ дают суммарный заряд +6, а три иона SO₄²⁻ — −6, поэтому вещество в целом нейтрально.
Как правильно назвать соль, если металл имеет несколько валентностей?
После названия металла в скобках римской цифрой указывают его валентность. Например, FeCl₂ — хлорид железа(II), а FeCl₃ — хлорид железа(III).
Почему одни соли растворяются в воде, а другие образуют осадок?
Растворимость зависит от состава соли и взаимодействия её ионов с молекулами воды. Её определяют по таблице растворимости: нерастворимая соль при смешивании растворов выпадает в осадок.
Как понять, что реакция между растворами солей действительно произойдёт?
Сначала составляют предполагаемые продукты обмена, затем проверяют их растворимость. Реакция обычно идёт до конца, если среди продуктов образуются осадок, газ или вода.
§ 29. Соли
