HBrO4 = H+ + BrO4–.
Диссоциация основания будет происходить следующим образом (в данном случае диссоцивация идет в две ступени, поскольку гидроксид марганца двухкислотен):
Mn(OH)2 ↔ MnOH+ + OH¯,
MnOH+ ↔ Mn2+ + OH¯.
Диссоциация амфотерного гидроксида по основному типу:
Fe(OH)3 ↔ Fe(OH)2+ + OH¯,
Fe(OH)2+ ↔ Fe(OH)2+ + OH¯,
Fe(OH)2+ ↔ Fe3+ + OH¯.
Напишем уравнения реакций кислоты и амфотерного гидроксида с K2O и NaOH, не забыв уравнять количество атомов до и после реакции:
2HBrO4 + K2O = 2KBrO4 + H2O,
HBrO4 + NaOH = NaBrO4 + H2O,
2Fe(OH)3 + K2O = 2KFeO2 + 3H2O,
Fe(OH)3 + NaOH = NaFeO2 + 2H2O.
Напишем уравнения реакций основания и амфотерного гидроксида с SO3 и HNO3, не забыв уравнять количество атомов до и после реакции:
Mn(OH)2 + SO3 = MnSO4 + H2O,
2Fe(OH)3 + 3SO3 = Fe2(SO4)3 + 3H2O,
Mn(OH)2 + 2HNO3 = Mn(NO3)2 + 2H2O,
Fe(OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O.
Соли – продукты полного или частичного замещения ионов водорода в кислотах на ионы металла, или гидроксидных ионов в основаниях на кислотный остаток. Соли могут быть трех типов – нормальные, кислые, основные.
Нормальные (средние) соли образуются при полном замещении ионов водорода. Кислые или основные соли образуются при неполном замещении – ионов водорода или гидроксидных ионов, соответственно.
При составлении формулы соли необходимо соблюдать условие электронейтральности. Заряд катиона определяется по числу OH-групп в соответствующем основании, заряд аниона (кислотного остатка) определяется по числу ионов водорода в кислоте. Например, нужно составить формулу соли, получающейся при взаимодействии Al(OH)3 и H2SO4. Определяем заряды: Al3+, поскольку в составе основания находится три OH-группы; SO42–, поскольку в составе кислоты находится два иона водорода.
Не нужно отдельно вычислять степени окисления каждого из элементов в кислотном остатке, поскольку для правильного составления формулы соли необходимо знать только заряд аниона. Более того, поскольку кислотный остаток в реакциях нейтрализации (к которым относится образование соли) остается неизменным, в химических формулах данный факт отражается записью аниона в скобках, за которыми указывается количество данных анионов в молекуле. Ни в коем случае нельзя записывать подряд число атомов того или иного элемента! Например, упомянутая выше соль записывается как Al2(SO4)3, но не Al2S3O12! Еще пример – Ca(NO3)2, но не CaN2O6. Правильная запись солей отражает также то, каким образом соль будет диссоциировать. Al2(SO4)3 диссоциирует на два иона Al3+ и на три SO42–, но НЕ на Al26+ и (SO4)36–! Таким образом, правильное уравнение диссоциации – Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42–.
При наименовании соли руководствуются следующими правилами. Название начинается с наименования аниона (кислотного остатка). Названия анионов наиболее распространенных солей приведены в приложении. Далее в родительном падеже следует название катиона. Данный способ наименования отражает то, на какие частицы диссоциирует соль в растворе. Например, Ca3(PO4)2 – ортофосфат (анион PO43–) кальция (катион Ca2+), и уравнение диссоциации будет выглядеть так: Ca3(PO4)2 → 3Ca2+ + 2PO43–. Здесь следует отметить, что коэффициенты при Ca2+ и при PO43– в названии никак не отражаются, так как получаются автоматически при соблюдении условия электронейтральности молекулы Ca3(PO4)2!
Названия кислых и основных солей подчиняются тому же правилу. Сначала называется анион соли, а затем катион в родительном падеже. В случае кислых солей перед названием АНИОНА появляется приставка «гидро-» или «дигидро-», если в соли остается два незамещенных иона водорода. В случае основных солей к названию КАТИОНА добавляется приставка «гидроксо-» или «дигидроксо-», если в соли остается две незамещенных гидроксидных группы. Следует отметить, что и в случае кислых и основных солей название отражает способ диссоциации соли в растворе.
Контрольные задания
1. Составить уравнения реакций образования всех солей, возможных при реакции кислоты и основания, указанных в задании табл. 4. Назвать соли. Написать уравнения диссоциации полученных солей.
2. По названию составить формулы солей. Написать реакцию получения солей из исходных гидроксида и кислоты.
Т а б л и ц а 4
| номер задания | кислоты и гидроксиды | названия солей |
| 31 | Zn(OH)2, H2SO4 | Гидроортофосфат натрия, бромид дигидроксожелеза (III) |
| 32 | Ca(OH)2, H2CO3 | хлорат гидроксомагния, гидросульфат алюминия |
| 33 | Al(OH)3, HNO3 | карбонат гидроксомеди (II), гидросульфит кальция |
| 34 | Fe(OH)3, HCl | гидросульфид натрия, нитрат дигидроксохрома (III) |
| 35 | KOH, H3AsO4 | гипохлорит гидроксокальция, дигидроотофосфат калия |
О к о н ч а н и е
| 36 | NaOH, H3BO3 | хлорид гидроксоцинка, гидросиликат натрия |
| 37 | Ba(OH)2, H2S | гидроортоарсенат аммония, ортоборат гидроксобария |
| 38 | Sr(OH)2, H2SO3 | нитрат гидроксоалюминия, гидросульфат марганца (II) |
| 39 | Cr(OH)3, HBr | гидроортоборат калия, нитрит гидроксокальция |
| 40 | RbOH, H3PO4 | хлорид гидроксоникеля (II), гидросульфит магния |
Пример 1. кислота и гидроксид: Co(OH)2 и H2SeO4.
Для написания формул всех возможных солей необходимо составить формулы всех возможных катионов и анионов, которые легко получить, выписав уравнения ступенчатой диссоциации для соединений задания:
Co(OH)2 ↔ CoOH+ + OH¯,
CoOH+ ↔ Co2+ + OH¯;
H2SeO4 = H+ + HSeO4¯,
HSeO4¯ = H+ + SeO42–.
Таким образом, соли могут быть образованы следующими ионами: CoOH+, Co2+, HSeO4¯ и SeO42–. Образуем соли, не забывая соблюдать условие электронейтральности: (CoOH)2SeO4, CoSeO4, Co(HSeO4)2.
Обратите внимание, что образование соли из катиона CoOH+ и аниона HSeO4¯ НЕВОЗМОЖНО, так как в этом случае частицы OH¯ и H+ «встретятся» в формуле соли, что приведет к образованию H2O и средней соли CoSeO4!
Названия солей (название аниона см. приложение):
CoSeO4 – селенат кобальта (средняя соль),
(CoOH)2SeO4 – селенат гидроксокобальта (основная),
Co(HSeO4)2 – гидроселенат кобальта (кислая).
Диссоциация солей, как уже упоминалось, происходит полностью. Запишем уравнения диссоциации:
CoSeO4 = Co2+ + SeO42–,
(CoOH)2SeO4 = 2CoOH+ + SeO42–,
Co(HSeO4)2 = Co2+ + 2HSeO4¯.
Пример 2. Названия солей: гидрокарбонат кальция, сульфат гидроксомагния.
Карбонат – соль угольной кислоты (H2CO3), формула аниона: CO32–. Приставка «гидро-» означает, что один ион водорода остается соединенным с анионом, то есть ион гидрокарбоната – HCO3¯. Таким образом, формула соли: Ca(HCO3)2. Как уже упоминалось, исходной кислотой для данной соли будет угольная (H2CO3). Исходным основанием – гидроксид металла, в данном случае гидроксид кальция, то есть Ca(OH)2. Реакция образования соли выглядит следующим образом:
Ca(OH)2 + 2H2CO3 = Ca(HCO3)2 + 2H2O.
Аналогично рассмотрим следующую соль, сульфат гидроксомагния. Сульфат – соль серной кислоты (H2SO4), формула ее аниона: SO42–. Приставка «гидроксо-» означает, что с ионом Mg2+ остается связана одна группа OH¯, то есть гидроксид магния Mg(OH)2, являющийся исходным основанием для образования соли, отдает при образовании соли только одну группу OH¯ и остается в виде MgOH+. Таким образом, формула соли – (MgOH)2SO4. Реакция образования соли:
2Mg(OH)2 + H2SO4 = (MgOH)2SO4 + 2H2O.
Практическая деятельность человека показывает, что химические превращения осуществляются либо для производства необходимых веществ, либо для получения энергии за счет проведения тех или иных химических реакций. Поэтому рассмотрение реальной осуществимости химических процессов следует проводить с двух позиций – энергетической полезности (учение о тепловых эффектах реакций) и кинетической (учение о скоростях реакций).