Способы получения солей

Классификация солей

Соли

C точки зрения электролитической теории можно дать следующее определение этому классу соединений

Соли — электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металлов или другие, более сложные, катионы, например, , , [Cu(NH₃)₄]²⁺ и анионы кислотного остатка.

В зависимости от состава соли также могут быть разделены на различ­ные типы.

1°. Средние соли — соли, которые образуются в результате полной нейтрализации кислоты основанием (при замещении всех катионов водо­рода на катионы металла):

H₂SO₄ + 2 NaOH = Na₂SO₄ + 2 H₂O.

2°. Кислые соли — соли, которые образуются при неполной нейтрализа­ции кислоты основанием (замещаются не все катионы водорода на катионы металла). Соли этого типа могут быть образованы только многоосновными кислотами.

H₂SO₄ + NaOH = NaHSO₄ + H₂O.

H₂SO₄ — кислота двухосновная, при полной нейтрализации которой образуется средняя соль Na₂SO₄, а при замещении одного атома водорода на металл образуется кислая соль NaHSO₄.

H₃PO₄ — кислота трехосновная, в которой возможно последовательное замещение одного, двух или всех трех атомов водорода на атомы металла. И при нейтрализации этой кислоты возможно образование трех рядов солей: NaH₂PO₄, Na₂HPO₄ и Na₃PO₄.

В общем же случае к кислым солям относятся соли в которых мольное содержание кислотного оксида больше мольного содержания основного оксида, например, Na₂B₄O₇, Na₂Cr₂O₇, Na₂S₂O₇, Na₄P₂O₇. При реакции с основными оксидами и гидроксидами эти соли переходят в средние соли:

Na₂Cr₂O₇ + 2 NaOH = 2 Na₂CrO₄ + H₂O
CoO + Na₂B₄O₇ = 2 NaBO₂ + Co(BO₂)₂.

3°. Основные соли — соли, которые являются продуктом неполной нейтрализации многокислотного основания кислотой:

Mg(OH)₂ + HCl = Mg(OH)Cl + H₂O.

4°. Двойные соли — соли, в состав которых входят анионы только одного вида и разные катионы, например, KAl(SO₄)₂ × 12 H₂O.

5°. Смешанные соли — соли, в состав которых входят катионы одного вида и анионы разных кислот, например, хлорная известь CaCl(OCl).

6°. Комплексные соли — соли, имеющие сложные катионы или анионы, в которых связь образована по донорно-акцепторному механизму. При написании молекулярных формул таких солей комплексный катион или анион заключают в квадратные скобки, например:

K₃[Fe(CN)₆], K[BF₄], Na[Al(OH)₄(H₂O)₂]
[Ag(NH₃)₂]OH, [Cu(NH₃)₄](OH)₂.

Соли могут быть получены одним из ниже приведенных способов.

1°. Взаимодействием металлов

а) с кислотами:

Cr + 2 HCl = CrCl₂ + H₂­ (без доступа воздуха)
Cu + 4 HNO_{3, конц.} = Cu(NO₃)₂ + 2 NO₂­ + 2 H₂O,

б) со щелочами:

2 Al + 2 NaOH + 10 H₂O = 2 Na[Al(OH)₄(H₂O)₂] + 3 H₂­.

2°. Нагреванием металлов с неметаллами в инертной атмосфере:

2 Fe + 3 Cl₂ 2 FeCl₃

Zn + S ZnS

2 Li + H₂ 2 LiH
6 Mg + 2 N₂ 2 Mg₃N.

3°. Вытеснением металлов из солей другими металлами, стоящими в ряду напряжений до металла, входящего в состав соли:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu.

При этом не надо забывать, что если металл, входящий в состав соли, проявляет переменные степени окисления, то он может быть восстановлен до более низкой степени окисления металлом, находящимся в ряду напря­жений правее его:

2 FeCl₃ + Cu = 2 FeCl₂ + CuCl₂.

Эта реакция нашла применение электронной промышленности при изготовлении плат для печатного монтажа.

2 FeCl₃ + Hg = 2 FeCl₂ + HgCl₂.

На этом основан способ очистки помещений от разлитой ртути.

4°. Взаимодействием неметаллов со щелочами (см. п. 3.3. Свойства оснований, 3°).

5°. Вытеснением активными неметаллами менее активных неметаллов из солей:

Cl₂ + 2 NaBr = 2 NaCl + Br₂.

В этом случае более электроотрицательный неметалл (хлор) вытесняет менее электроотрицательный (бром).

6°. Взаимодействием двух оксидов

K2O основный оксид

+

SO2 кислотный оксид

= K2SO3

Na2O основный оксид

+

Al2O3 амфотерный оксид

2 NaAlO2

ZnO амфотерный оксид

+

SO3 кислотный оксид

ZnSO4.

7°. Нейтрализацией кислоты основанием (или амфотерным гидрокси­дом):

HNO₃ + KOH = KNO₃ + H₂O
H₂SO₄ + Zn(OH)₂ = ZnSO₄ + 2H₂O.

В случае многоосновных кислот (или многокислотных оснований) возможно образование кислых (или основных) солей, в зависимости от относительных количеств кислоты и основания, вступивших в реакцию:

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O

NaH₂PO₄ + NaOH = Na₂HPO₄ + H₂O

Na₂HPO₄ + NaOH = Na₃PO₄ + H₂O.

8°. Растворением или сплавлением кислотного или амфотерного оксида с основанием:

CO₂ + 2KOH = K₂CO₃ + 2H₂O
SiO₂ + 2NaOH Na₂SiO₃ + H₂O
ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]
Al₂O₃ + 2NaOH 2NaAlO₂ + H₂O.
9°. Как результат реакции основного или амфотерного оксида с кислотой:

CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O
ZnO + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂O.

При этом необходимо учитывать возможность окисления катиона, образую­щего оксид, до более высокой степени окисления:

FeO + 4HNO_{3, конц.} = Fe(NO₃)₃ + NO ­ + 2 H₂O.

10°. Взаимодействием пероксидов, надпероксидов и озонидов с кислот­ными оксидами:

2 Na₂O₂ + 2 CO₂ = 2 Na₂CO₃ + O₂­
4 KO₂ + 2 CO₂ = 2 K₂CO₃ + 3 O₂­.

Эти реакции лежат в основе регенерации воздуха в замкнутых простран­ствах (подводные лодки, космические корабли, изолирующие противогазы).

11°. Осаждением нерастворимых в воде солей с образованием растворов кислот:

AgNO₃ + HCl = AgCl ¯ + HNO₃
Ca₃(PO₄)₂ + 3 H₂SO₄ = 3 CaSO₄¯ + 2 H₃PO₄.

Полученная соль не должна растворяться в образовавшейся кислоте.

12°. Взаимодействием кислотного оксида с солью:

SO₂ + Na₂CO₃ = Na₂SO₃ + CO₂ ­
6 SiO₂ + 2 Ca₃(PO₄)₂ 6 CaSiO₃ + P₄O₁₀­.

13°. Осаждением нерастворимых гидроксидов растворами щелочей из солей:

FeSO₄ + 2 NaOH = Fe(OH)₂¯ + Na₂SO₄.

14°. Как результат реакции обменна между солями с образованием одной нерастворимой соли:

BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄¯ + 2NaCl.

15°. Термическим разложением солей:

Степень разложения солей определяется отношением заряда катиона (n +) к его радиусу (r). Чем больше это отношение, тем «глубже» степень разложения.

2 LiNO₃ 2 LiNO₂ + O₂
2 KClO₃ 2 KCl + 3 O₂.

В некоторых случаях определяющую роль в разложении соли играет и заполненный 18-электронный подуровень катиона металла.

2 Cu(NO₃)₂ 2 CuO + 4 NO₂ + O₂
2 AgNO₃ 2 Ag + 2 NO₂ + O₂.

16°. Окислением или восстановлением кислотообразующего элемента, входящего в состав аниона соли:

Na₂SO₃ + H₂O₂ = Na₂SO₄ + H₂O
Na₂SO₄ + 4C Na₂S + 4CO.

Дата добавления: 2014-01-05