Основания. Химические свойства и получение

Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:

Классификация неорганических веществ

Основания – сложные вещества, которые состоят из катиона металла Ме⁺ (или металлоподобного катиона, например, иона аммония NH₄⁺) и гидроксид-аниона ОН^—.

По растворимости в воде основания делят на растворимые (щелочи) и нерастворимые основания. Также есть неустойчивые основания, которые самопроизвольно разлагаются.

1. Взаимодействие основных оксидов с водой. При этом с водой реагируют в обычных условиях только те оксиды, которым соответствует растворимое основание (щелочь). Т.е. таким способом можно получить только щёлочи:

основный оксид + вода = основание

Например, оксид натрия в воде образует гидроксид натрия (едкий натр):

Na₂O + H₂O → 2NaOH

При этом оксид меди (II)  с водой не реагирует:

CuO + H₂O ≠

2. Взаимодействие металлов с водой. При этом с водой реагируют в обычных условиях только щелочные металлы (литий, натрий, калий. рубидий, цезий), кальций, стронций и барий. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, окислителем выступает водород, восстановителем является металл.

металл + вода = щёлочь + водород

Например, калий реагирует с водой очень бурно:

2K⁰ + 2H₂⁺O →  2K⁺OH + H₂⁰

3. Электролиз растворов некоторых солей щелочных металлов. Как правило, для получения щелочей электролизу подвергают растворы солей, образованных щелочными или щелочноземельными металлами и бескилородными кислотами (кроме плавиковой) – хлоридами, бромидами, сульфидами и др. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Электролиз.

Например, электролиз хлорида натрия:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

4. Основания образуются при взаимодействии других щелочей с солями. При этом взаимодействуют только растворимые вещества, а в продуктах должна образоваться нерастворимая соль, либо нерастворимое основание:

щелочь + соль₁ = соль₂↓ + щелочь

либо

щелочь + соль₁ = соль₂↓ + щелочь

Например: карбонат калия реагирует в растворе с гидроксидом кальция:

K₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + 2KOH

Например: хлорид меди (II) взаимодействет в растворе с гидроксидом натрия. При этом выпадает голубой осадок гидроксида меди (II):

CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

1. Нерастворимые основания взаимодействуют с сильными кислотами и их оксидами  (и некоторыми средними кислотами). При этом образуются соль и вода.

нерастворимое основание + кислота = соль + вода

нерастворимое основание + кислотный оксид = соль + вода

Например, гидроксид меди (II) взаимодействует с сильной соляной кислотой:

 Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с кислотным оксидом слабой угольной кислоты – углекислым газом:

Cu(OH)₂ + CO₂ ≠

2. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на оксид и воду.

Например, гидроксид железа (III) разлагается на оксид железа (III)  и воду при прокаливании:

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

3. Нерастворимые основания не взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.

нерастворимое оснвоание + амфотерный оксид  ≠

нерастворимое основание + амфотерный гидроксид  ≠

4. Некоторые нерастворимые основания могут выступать в качестве восстановителей. Восстановителями являются основания, образованные металлами с минимальной или промежуточной степенью окисления, которые могут повысить свою степень окисления (гидроксид железа (II), гидроксид хрома (II) и др.).

Например, гидроксид железа (II) можно окислить кислородом воздуха в присутствии воды до гидроксида железа (III):

4Fe⁺²(OH)₂ + O₂⁰ + 2H₂O → 4Fe⁺³(O^-2H)₃

1. Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами – и сильными, и слабыми. При этом образуются средняя соль и вода. Эти реакции называются реакциями нейтрализации. Возможно и образование кислой соли, если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты. В избытке щёлочи образуется средняя соль и вода:

щёлочь_{(избыток)}+ кислота = средняя соль + вода

щёлочь + многоосновная кислота_{(избыток)} = кислая соль + вода

Например, гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: дигидрофосфаты, фосфаты или гидрофосфаты.

При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при  мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.

NaOH + H₃PO₄  → NaH₂PO₄ + H₂O

При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 2:1 образуются гидрофосфаты:

2NaOH + H₃PO₄ → Na₂HPO₄ + 2H₂O

В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.

3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O

2. Щёлочи взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами. При этом в расплаве образуются обычные соли, а в растворе – комплексные соли.

щёлочь (расплав) + амфотерный оксид = средняя соль + вода

щёлочь (расплав) + амфотерный гидроксид = средняя соль + вода

щёлочь (раствор) + амфотерный оксид = комплексная соль

щёлочь (раствор) + амфотерный гидроксид = комплексная соль

Например, при взаимодействии гидроксида алюминия с гидроксидом натрия в расплаве образуется алюминат натрия. Более кислотный гидроксид образует кислотный остаток:

NaOH + Al(OH)₃ = NaAlO₂ + 2H₂O

А в растворе образуется комплексная соль:

NaOH + Al(OH)₃ = Na[Al(OH)₄]

Обратите внимание, как составляется формула комплексной соли: сначала мы выбираем центральный атом (как правило, это металл из амфотерного гидроксида).  Затем дописываем к нему лиганды — в нашем случае это гидроксид-ионы. Число лигандов, как правило, в 2 раза больше, чем степень окисления центрального атома. Но комплекс алюминия — исключение, у него число лигандов чаще всего равно 4. Заключаем полученный фрагмент в квадртаные скобки — это комплексный ион. Определяем его заряд и снаружи дописываем нужное количество катионов или анионов.

3. Щёлочи взаимодействуют с кислотными оксидами. При этом возможно образование кислой или средней соли, в зависимости от мольного соотношения щёлочи и кислотного оксида. В избытке щёлочи образуется средняя соль, а в избытке кислотного оксида образуется кислая соль:

щёлочь_{(избыток)} + кислотный оксид = средняя соль + вода

либо:

щёлочь + кислотный оксид_{(избыток)} = кислая соль

Например, при взаимодействии избытка гидроксида натрия с углекислым газом образуется карбонат натрия и вода:

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

А при взаимодействии избытка углекислого газа с гидроксидом натрия образуется только гидрокарбонат натрия:

2NaOH + CO₂ = NaHCO₃ 

4. Щёлочи взаимодействуют с солями. Щёлочи реагируют только с растворимыми солями в растворе, при условии, что в продуктах образуется газ или  осадок. Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.

щёлочь + растворимая соль = соль + соответствующий гидроксид

Щёлочи взаимодействуют с растворами солей металлов, которым соответствуют нерастворимые или неустойчивые гидроксиды.

Например, гидроксид натрия взаимодействует с сульфатом меди в растворе:

Cu²⁺SO₄^2- + 2Na⁺OH^— = Cu²⁺(OH)₂^—↓ + Na₂⁺SO₄^2-

Также щёлочи взаимодействуют с растворами солей аммония.

Например, гидроксид калия взаимодействует с раствором нитрата аммония:

NH₄⁺NO₃^— + K⁺OH^— = K⁺NO₃^— + NH₃↑ + H₂O

! При взаимодействии солей амфотерных металлов с избытком щёлочи образуется комплексная соль !

Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее. Если соль, образованная металлом, которому соответствует амфотерный гидроксид, взаимодействует с небольшим количеством щёлочи, то протекает обычная обменная реакция, и в осадок выпадает гидроксид этого металла.

Например, избыток сульфата цинка реагирует в растворе с гидроксидом калия:

ZnSO₄ + 2KOH = Zn(OH)₂↓ + K₂SO₄

Однако, в данной реакции образуется не основание, а амфотерный гидроксид. А, как мы уже указывали выше, амфотерные гидроксиды растворяются в избытке щелочей с образованием комплексных солей. Таким образом, при взаимодействии сульфата цинка с избытком раствора щёлочи образуется комплексная соль, осадок не выпадает:

ZnSO₄ + 4KOH = K₂[Zn(OH)₄] + K₂SO₄

Таким образом, получаем 2 схемы взаимодействия солей металлов, которым соответствуют амфотерные гидроксиды, с щелочами:

соль амф. металла_{(избыток)} + щёлочь = амфотерный гидроксид↓ + соль

соль амф.металла + щёлочь_{(избыток)} = комплексная соль + соль

5. Щёлочи взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, либо менее кислые соли.

кислая соль + щёлочь = средняя соль + вода

Например, гидросульфит калия реагирует с гидроксидом калия с образованием сульфита калия и воды:

KHSO₃ + KOH = K₂SO₃ + H₂O

Свойства кислых солей очень удобно определять, разбивая мысленно кислую соль на 2 вещества — кислоту и соль. Например, гидрокарбонта натрия NaHCO₃ мы разбиваем на уольную кислоту H₂CO₃ и карбонат натрия Na₂CO₃. Свойства гидрокарбоната в значительной степени определяются свойствами угольной кислоты и свойствами карбоната натрия.

6. Щёлочи взаимодействуют с металлами в растворе и расплаве. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, в растворе образуется комплексная соль и водород, в расплаве — средняя соль и водород.

! Обратите внимание! С щелочами в растворе реагируют только те металлы, у которых оксид с минимальной положительной степенью окисления металла амфотерный!

Например, железо не реагирует с раствором щёлочи, оксид железа (II) — основный. А алюминий растворяется в водном растворе щелочи, оксид алюминия — амфотерный:

2Al + 2NaOH + 6H₂⁺O = 2Na[Al⁺³(OH)₄] + 3H₂⁰

7. Щёлочи взаимодействуют с неметалами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Как правило, неметаллы диспропорционируют в щелочах. Не реагируют с щелочами кислород, водород, азот, углерод и инертные газы (гелий, неон, аргон и др.):

NaOH +О₂ ≠

NaOH +N₂ ≠

NaOH +C ≠

Сера, хлор, бром, йод, фосфор и другие неметаллы диспропорционируют в щелочах (т.е. самоокисляются-самовосстанавливаются).

Например, хлор при взаимодействии с холодной щелочью переходит в степени окисления -1 и +1:

2NaOH +Cl₂⁰ = NaCl^— + NaOCl⁺ + H₂O

Хлор при взаимодействии с горячей щелочью переходит в степени окисления -1 и +5:

6NaOH +Cl₂⁰ = 5NaCl^— + NaCl⁺⁵O₃ + 3H₂O

Кремний окисляется щелочами до степени окисления +4.

Например, в растворе:

2NaOH + Si⁰ + H₂⁺O=  Na₂Si⁺⁴O₃ + 2H₂⁰

Фтор окисляет щёлочи:

2F₂⁰ + 4NaO^-2H = O₂⁰ + 4NaF^— + 2H₂O

Более подробно про эти реакции можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.

8. Щёлочи не разлагаются при нагревании.

Исключение — гидроксид лития:

2LiOH = Li₂O + H₂O

Химические свойства солей — урок. Химия, 8–9 класс.

1. Соли являются электролитами.

В водных растворах соли диссоциируют на положительно заряженные ионы (катионы) металлов и отрицательно заряженные ионы (анионы) кислотных остатков.

Например, при растворении кристаллов хлорида натрия в воде положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные ионы хлора, из которых образована кристаллическая решётка этого вещества, переходят в раствор:

NaCl→Na++Cl−.

При электролитической диссоциации сульфата алюминия образуются положительно заряженные ионы алюминия и отрицательно заряженные сульфат-ионы:

Al2SO43→2Al3++3SO42−.

2. Соли могут взаимодействовать с металлами.

В ходе реакции замещения, протекающей в водном растворе, химически более активный металл вытесняет менее активный.

Например, если кусочек железа поместить в раствор сульфата меди, он покрывается красно-бурым осадком меди. Раствор постепенно меняет цвет с синего на бледно-зелёный, поскольку образуется соль железа(\(II\)):

Fe+CuSO4→FeSO4+Cu↓.

Видеофрагмент:

При взаимодействии хлорида меди(\(II\)) с алюминием образуются хлорид алюминия и медь:
2Al+3CuCl2→2AlCl3+3Cu↓.

3. Соли могут взаимодействовать с кислотами.

Протекает реакция обмена, в ходе которой химически более активная кислота вытесняет менее активную.

Например, при взаимодействии раствора хлорида бария с серной кислотой образуется осадок сульфата бария, а в растворе остаётся соляная кислота:
BaCl2+h3SO4→BaSO4↓+2HCl.

При взаимодействии карбоната кальция с соляной кислотой образуются хлорид кальция и угольная кислота, которая тут же разлагается на углекислый газ и воду:

CaCO3+2HCl→CaCl2+h3O+CO2↑⏟h3CO3.

Видеофрагмент:

4. Растворимые в воде соли могут взаимодействовать со щелочами.

Реакция обмена возможна в том случае, если в результате хотя бы один из продуктов является практически нерастворимым (выпадает в осадок).

Например, при взаимодействии нитрата никеля(\(II\)) с гидроксидом натрия образуются нитрат натрия и практически нерастворимый гидроксид никеля(\(II\)):
NiNO32+2NaOH→NiOh3↓+2NaNO3.

Видеофрагмент:

При взаимодействии карбоната натрия (соды) с гидроксидом кальция (гашёной известью) образуются гидроксид натрия и практически нерастворимый карбонат кальция:
Na2CO3+CaOh3→2NaOH+CaCO3↓.

5. Растворимые в воде соли могут вступать в реакцию обмена с другими растворимыми в воде солями, если в результате образуется хотя бы одно практически нерастворимое вещество.

Например, при взаимодействии сульфида натрия с нитратом серебра образуются нитрат натрия и практически нерастворимый сульфид серебра:
Na2S+2AgNO3→2NaNO3+Ag2S↓.

Видеофрагмент:

При взаимодействии нитрата бария с сульфатом калия образуются нитрат калия и практически нерастворимый сульфат бария:
BaNO32+K2SO4→2KNO3+BaSO4↓.

6. Некоторые соли при нагревании разлагаются.

Разложение солей может происходить:

• без изменения степени окисления элементов;
• с изменением степени окисления элементов (то есть, протекают окислительно-восстановительные реакции).

A. Реакции разложения солей, в которых степени окисления элементов не изменяются.

При сильном нагревании карбонат кальция (мел, известняк, мрамор) разлагается, образуя оксид кальция (жжёную известь) и углекислый газ:
CaCO3⇄t°CaO+CO2↑.

Видеофрагмент:

Гидрокарбонат натрия (пищевая сода) при небольшом нагревании разлагается на карбонат натрия (соду), воду и углекислый газ:
2NaHCO3⇄t°Na2CO3+h3O+CO2↑.

Видеофрагмент:

Кристаллогидраты солей при нагревании теряют воду. Например, пентагидрат сульфата меди(\(II\)) (медный купорос), постепенно теряя воду, превращается в безводный сульфат меди(\(II\)):
CuSO4⋅5h3O→t°CuSO4+5h3O.

При обычных условиях образовавшийся безводный сульфат меди можно превратить в кристаллогидрат:
CuSO4+5h3O→CuSO4⋅5h3O

Видеофрагмент:

Аналогичная химическая реакция протекает, когда к гемигидрату сульфата кальция (жжёному гипсу) при помешивании добавляют воду. Получившаяся кашица быстро застывает в результате образования дигидрата сульфата кальция (гипса):
CaSO4⋅0,5h3O+1,5h3O→CaSO4⋅2h3O

Видеофрагмент:

Б. Окислительно-восстановительные реакции разложения солей.

Окислительно-восстановительные процессы протекают при разложении нитратов.
Например, при термическом разложении нитрата калия образуются нитрит этого металла и кислород:
2KN+5O−23⟶t°2KN+3O2+O2↑0 

Видеофрагмент:

Разложение перманганата калия в лабораторных условиях можно использовать для получения кислорода. При разложении этой соли, кроме кислорода, образуются манганат калия и оксид марганца(\(IV\)):
2KMn+7O−24⟶t°K2Mn+6O4+Mn+4O2+O2↑0

Повторение 9 классу.Типичные свойства растворов кислот и оснований.

Гидролиз солей — теория

Начнём же мы с теории гидросиза солей…

Гидролиз солей — это химическое взаимодействие ионов соли с ионами воды,
приводящее к образованию слабого электролита.

Если рассматривать соль как продукт нейтрализации основания кислотой, то
можно разделить соли на четыре группы, для каждой из которых гидролиз будет
протекать по-своему.

Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой (KBr,
NaCl, NaNO₃), гидролизу подвергаться не будет,
так как в этом случае слабый электролит не образуется. Реакция среды остается
нейтральной.

Смотреть.

В соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (FeCl₂,
NH₄Cl, Al₂(SO₄)₃,
MgSO₄) гидролизу подвергается катион:

FeCl₂ + HOH =>Fe(OH)Cl + HCl
Fe²⁺ + 2Cl^— + H⁺ + OH^— => FeOH⁺
+ 2Cl^— + Н⁺

В результате гидролиза образуется слабый электролит, ион H и другие ионы. рН
раствора < 7 ( раствор приобретает кислую реакцию).

Смотреть.

Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (КClO,
K₂SiO₃, Na₂CO₃,
CH₃COONa) подвергается гидролизу по аниону, в
результате чего образуется слабый электролит, гидроксид ион и другие ионы.

K

₂SiO₃ + НОH =>KHSiO₃
+ KОН
2K⁺ +SiO₃^2- + Н<sup>++ОH— => НSiO₃—
+ 2K+ + ОН—</sup>

Смотреть.

рН таких растворов > 7 ( раствор приобретает щелочную реакцию).

Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой ( СН₃СООNН₄,
(NН₄)₂СО₃, Al₂S₃),
гидролизуется и по катиону, и по аниону. В результате образуется
малодиссоциирующие основание и кислота. рН растворов таких солей зависит от
относительной силы кислоты и основания. Мерой силы кислоты и основания является
константа диссоциации соответствующего реактива.

Реакция среды этих растворов может быть нейтральной, слабокислой или
слабощелочной:

Аl

₂S₃ + 6HOH =>2Аl(ОН)₃
+ 3Н₂S
2Al³⁺ + 3S^2- + 6H⁺ + 6OH^— =>2Аl(ОН)₃
+ 6Н⁺ +^{S2-
рН =7}

Гидролиз многокислотных солей и многоосновных кислот проходит ступенчато.
Например, гидролиз хлорида железа (II) включает две ступени:

1-ая ступень FeCl₂
+ HOH

=>Fe(OH)Cl + HCl
Fe₂⁺ + 2Cl^— + H⁺ + OH^—
=>Fe(OH)⁺ + 2Cl^— + H⁺ 

2-ая ступень Fe(OH)Cl + HOH =>Fe(OH)₂
+ HCl
Fe(OH)⁺ + Cl^— + H⁺ + OH^— =>Fe(ОН)₂
+ Н^{++ Cl—}

Смотреть.

Гидролиз карбоната натрия включает две ступени:

1-ая ступень Nа₂СО₃
+ HOH =>NаНСО₃ + NаОН
СО₃^2- + 2Na⁺ + H⁺ + OH^—
=>НСО₃^— + ОН^—+
2Na+

2-ая ступень NаНСО₃
+ Н₂О

=>NаОН + Н₂СО₃
НСО₃^— + Na⁺ + H⁺ + OH^—
=>Н₂СО₃ + ОН^— + Na⁺

Смотреть.

Гидролиз — процесс обратимый. Повышение концентрации ионов водорода и
гидроксид-ионов препятствует протеканию реакции до конца. Параллельно с
гидролизом проходит реакция нейтрализации, когда образующееся слабое основание (Мg(ОН)₂,
Fe(ОН)₂ ) взаимодействует с сильной кислотой, а образующаяся
слабая кислота ( СН₃СООН, Н₂СО₃
) — со щелочью.

Гидролиз протекает необратимо, если в результате реакции образуется
нерастворимое основание и (или) летучая кислота:

Al₂S₃ + 6H₂O
=>2Al(OH)₃ + 3H₂S

Урок №35. Соли азотной кислоты. Азотные удобрения

Азотная
кислота – одноосновная, образует один ряд солей – нитраты состава:

и

NH₄NO₃

Нитраты
калия, натрия, кальция и аммония называют селитрами. Например, селитры: KNO₃
– нитрат калия (индийская селитра), NаNО₃ – нитрат натрия
(чилийская селитра), Са(NО₃)₂ – нитрат кальция (норвежская
селитра), NH₄NO₃ – нитрат аммония (аммиачная или
аммонийная селитра, ее месторождений в природе нет). Германская промышленность
считается первой в мире, получившей соль NH₄NO₃из
азота N₂воздуха и водорода воды, пригодную для питания
растений.

Физические
свойства

Нитраты
– вещества с преимущественно ионным типом кристаллических решёток. При обычных
условиях это твёрдые кристаллические вещества, все нитраты хорошо растворимы в
воде, сильные электролиты.

Получение
нитратов

Нитраты
образуются при взаимодействии:

1)
Металл + Азотная кислота

Cu + 4HNO₃(k) = Cu(NO₃)₂
+ 2NO₂↑ + 2H₂O

2) Основный оксид + Азотная кислота

CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂
+ H₂O

3) Основание
+ Азотная кислота

HNO₃
+ NaOH = NaNO₃ + H₂O

4) Аммиак
+ Азотная кислота

NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃

5) Соль слабой
кислоты + Азотная кислота

В
cоответствии с рядом кислот  каждая
предыдущая кислота может вытеснить из соли последующую:

 2HNO₃ + Na₂CO₃ = 2NaNO₃ + H₂O + CO₂­ ↑

6) Оксид
азота (IV)
+ щёлочь

2NO₂ + NaOH = NaNO₂ + NaNO₃
+ H₂O

в присутствии кислорода —

4NO₂ + O₂ + 4NaOH = 4NaNO₃ + 2H₂O

Химические
свойства нитратов

I.
Общие с другими солями

1) C металлами

Металл,
стоящий в ряду активности левее, вытесняет последующие из их солей:

Cu(NO₃)₂ + Zn = Cu + Zn(NO₃)₂

2) С кислотами

AgNO₃ + HCl = AgCl↓ + HNO₃

3) Со щелочами

Cu(NO₃)₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂
↓ + 2NaNO₃

4) C cолями

2AgNO₃ + BaCl₂ = Ba(NO₃)₂
+ 2AgCl↓

II.
Специфические

Все нитраты термически неустойчивы. При
нагревании они разлагаются с образованием кислорода. Характер других
продуктов реакции зависит от положения металла, образующего нитрат, в
электрохимическом ряду напряжений:

1)     Нитраты щелочных (исключение — нитрат лития) и щелочноземельных металлов  разлагаются до нитритов: 

2NaNO₃  = 2NaNO₂ + O₂­↑

2КNO₃ = 2KNO₂ + O₂

2)     Нитраты менее активных
металлов от Mg до Cu включительно и нитрат лития разлагаются до оксидов:

2Mg(NO₃)₂ 
=  2MgO + 4NO₂­↑ + O₂­↑

2Cu(NO₃)₂ 
=2CuO + 4NO₂­ ↑+ O₂­↑

3)     Нитраты наименее
активных металлов (правее меди) разлагаются до металлов: 

Hg(NO₃)₂ 
=  Hg + 2NO₂­↑ + O₂­↑

2AgNO₃  = 
2Ag + 2NO₂­ ↑+ O₂­↑

4)     Нитрат и нитрит аммония:

Нитрат аммония разлагается в зависимости от температуры так:

NH₄NO₃ = N₂O ↑+ 2H₂O (190-245°C)

2NH₄NO₃ = N₂↑ + 2NO + 4H₂O (250-300°C)

2NH₄NO₃ = 2N₂ ↑+ O₂ + 4H₂O (выше 300°C)

Нитрит аммония:

NH₄NO₂ = N₂ ↑+ 2H₂O

Дополнительно:

Разложение нитрита аммония

Исключения:

4LiNO₃ = 2Li₂O + 4NO₂ + O₂

Mn(NO₃)₂=MnO₂ + 2NO₂

4Fe(NO₃)₂=2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

Качественная реакция на нитрат-ион NO₃^–
–
взаимодействие нитратов c металлической медью при нагревании в присутствии
концентрированной серной кислоты или с раствором дифениламина в Н₂SO₄
(конц. ).

Опыт. Качественная реакция на ион NO₃^–.

В большую сухую пробирку поместить зачищенную
медную пластинку, несколько кристалликов нитрата калия, прилить несколько
капель концентрированной серной кислоты. Пробирку закрыть ватным тампоном,
смоченным концентрированным раствором щелочи и нагреть.

Признаки реакции — в пробирке появляются бурые пары оксида азота(IV), что лучше
наблюдать на белом экране, а на границе медь – реакционная смесь появляются
зеленоватые кристаллы нитрата меди(II).

Протекают следующие уравнения реакций:

КNO₃ (кр.) + Н₂SO₄
(конц.) = КНSО₄ + НNО₃↑

Азотные
удобрения

Азот один из
основных элементов, необходимых для жизни, так как входит в состав всех
аминокислот, а значит и белка. Вне белковых тел жизнь невозможна. Атмосферный
азот растения усваивать непосредственно не умеют, зато они усваивают азот из
почвы в двух формах: одна нитратная (в виде нитрат – ионов), другая –
аммонийная (в виде ионов аммония). Причем наиболее предпочтительна аммонийная,
потому что азот в этой форме сразу идет на построение аминокислот, образующих
белок.

А вот нитратная
форма должна сначала восстановиться до аммонийной и только потом будет усвоена
растением. Без достаточного количества азота в почве растение не сможет набрать
нужную вегетативную массу, а вот если его совсем не будет хватать, тогда нижние
листья растений становятся бледно-зелеными, а потом уже все, начиная с
верхушки, буреют и отпадают.

После уборки урожая
азот в больших количествах уносится из почвы и вновь внести его в землю можно
только с помощью минеральных удобрений. Недостаток азота в почве издавна
восполняли органическими подкормками: перегноем и навозом. Производимые сейчас
минеральные удобрения нельзя также вносить неконтролируемо, например, сульфат
аммония после многократного внесения из-за гидролиза соли может привести к
закислению почв, и его нужно нейтрализовать известью.

Все азотные удобрения
хорошо растворимы в воде. Самое первое широко применяемое минеральное удобрение
– это чилийская селитра (нитрат натрия), его впервые обнаружили и стали
вывозить из Чили. Однако, запасы чилийской селитры стали быстро истощаться в
связи с тем, что ее использовали и для производства пороха. Другим даже более
ценным для растения стало удобрение – аммиачная селитра, его производство
наладили после открытого немцем Фридрихом Габером способа связывания
атмосферного азота в аммиак. Аммиачная селитра содержит азот сразу в двух
формах: в нитратной и аммонийной. Получают ее так:

HNO_3(разб.) +
NH₃   => NH₄ NO₃

Неудобство в ее
использовании состоит в том, что оно легко слеживается, поэтому его нужно
гранулировать, а также оно хорошо растворимо в воде, поэтому может быть смыто с
поля первым же ливнем, и кроме того, при определенных условиях (при повышении
температуры около 200^оС) становится даже взрывоопасным.

Самое
концентрированное и лекгоусваиваемое растениями азотное удобрение – это широко
известная мочевина или карбамид – (NH₂)₂CO, массовая доля
азота в нем 46%. Технологический процесс его производства довольно сложен и
идет под давлением 20000 КПа и температуре около 200 ⁰С и
выражается уравнением:

2NH₃ +
CO₂ => (NH₂)₂CO + H₂O

Химическая
промышленность выпускает также и сульфат аммония, гораздо более бедный по
содержанию азота в нем, но зато очень дешевый, ведь это удобрение получают как
побочный продукт при очистке коксового газа от аммиака серной кислотой:

2NH₃ +
H₂SO₄ => (NH₄)₂SO₄

К его недостаткам
можно отнести относительную бедность азотом и при многократном его
использовании закисление почв.

Применение нитратов

Химия

Подробности

Просмотров: 15810

8 класс

Готовимся к контрольной работе по теме

           «Основные классы неорганических соединений»

Написать уравнения реакций с помощью которых можно осуществить превращения:

Zn → ZnO → ZnCl2 →Zn(OH)2 → ZnO → Zn                 

1)    2Zn +  O₂ = 2ZnO   реакция соединения

2)     ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O  реакция обмена

3)     ZnCl₂ + 2KOH = Zn(OH)₂ + 2KCl  реакция обмена

4)     Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O   реакция разложения

        ZnO + H₂ = Zn + H₂O     реакция замещения

   Ca → Ca(OH)₂  → CaSO₄  →  BaSO₄

1)    Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂↑ реакция замещения

2)     Ca(OH)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2H₂O  реакцияобмена

3)     CaSO₄ + BaCl₂  = BaSO₄↓ + CaCl₂ реакцияобмена

   S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄→ Na₂SO₄                                              

1)     S + O₂ = SO₂        реакция соединения

2)    2SO₂  + O₂  =  2SO₃     реакция соединения  

3)    SO₃  +  H₂O = H₂SO₄              реакция соединения

4)     Na₂O + H₂SO₄    = Na₂SO₄  +  H₂O         реакцияобмена

  C  →  CO₂  →  CaCO₃  →  CO₂ →  CaCO₃ →  Ca(NO₃)₂                                     

1)    C + O₂ = CO₂        реакция соединения

2)    CO₂  + Ca(OH)₂ =CaCO₃  + H₂O   реакция обмена   или

  CO₂  + CaO  =CaCO₃     реакция соединения

3)    CaСO₃ + 2HСl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑     реакция обмена

4)    см.реакцию №2

5)    CaСO₃ + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑     реакция обмена

Как работать с цепочками превращений.

     Цепочки превращений являются важным механизмом проверки знаний и умений, умению применять их на практике, способствуют развитию логического мышления учащихся.

     Разберемся с выполнением подобных заданий на конкретном примере:

Mg → MgO → MgCl₂ → Mg(OH)₂ → MgO → Mg

     Итак, первое задание – исходя из магния, получить оксид магния. Анализируя предложенные вещества, видим, что необходимо металл превратить в оксид металла. Различие между двумя веществами в наличии у оксида магния кислорода. Вспомним свойства металлов. Металлы взаимодействуют с неметаллами, в том числе, и с кислородом. Осталось записать уравнение химической реакции и расставить коэффициенты:

2Mg + O₂ = 2MgO

     Второе задание – исходя из оксида магния, получить хлорид магния. Анализируем: имеем оксид магния, получаем соль – хлорид магния. Из оксида необходимо получить соль. Вспомним свойства оксидов. Основные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды. Хлор входит в состав соляной кислоты, значить записываем уравнение реакции между оксидом магния и соляной кислотой и расставляем коэффициенты:

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O

     Третье задание – исходя из хлорида магния, получить гидроксид магния. Анализируем: имеем соль, необходимо получить основание. Вспоминаем свойства солей. Соли взаимодействуют с растворимыми основаниями (щелочами) с образованием нового основания и новой соли. Записываем уравнение реакции:

MgCl₂ + 2NaOH = Mg(OH)₂ + 2NaCl

     Четвертое задание – исходя из гидроксида магния, получить оксид магния. Анализируем: имеем основание, необходимо получить основный оксид. Вспоминаем свойства оснований. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на основный оксид и воду. Записываем уравнение химической реакции термического разложения гидроксида магния:

Mg(OH)₂ = MgO + H₂O

     Пятое задание – исходя из оксида магния, получить чистый металл магний. Анализируем: имеем основный оксид, необходимо получить металл. Вспоминаем свойства основных оксидов. Из оксида металла можно получить чистый металл несколькими способами с помощью восстановителей (C, CO, H₂, более активный металл, электролиз). Записываем уравнение химической реакции восстановления металла из его оксида:

MgO + H₂ = Mg + H₂O

     Всё! Задание выполнено!

     Вы убедились в том, что если хорошо знаешь свойство классов неорганических веществ, выполнить задания цепочек превращений не представляет труда. Ну а если не знаешь, можно воспользоваться следующей шпаргалкой.

Свойства классов неорганических веществ.

(шпаргалка)

Основные оксиды:                

1.     Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли.

Пример:    CaO + CO₂ = CaCO₃

2.     Взаимодействуют с более активными металлами с образованием нового оксида и металла.

Пример: СuO + Mg = Cu + MgO

3.     Взаимодействуют с восстановителями (С, CO, H₂) с образованием чистого металла и нового оксида.

Пример: Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O

4.     Взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды.

Пример: CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

5.     Взаимодействуют с водой (оксиды щелочных и щелочноземельных металлов) с образованием щелочей.

Пример: Na₂O + H₂O = 2NaOH

Кислотные оксиды:

1.     Взаимодействуют с основными оксидами с образованием соли.

Пример:    CaO + CO₂ = CaCO₃

2.     Взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды.

Пример: CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

3.     Взаимодействуют с солями, образованными более слабой кислотой с образованием новой соли и нового оксида.

Пример: SO₃ + Na₂SiO₃ = Na₂SO₄ + SiO₂

Основания:

1.     Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды.

Пример: CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

2.     Щелочи взаимодействуют с солями с образованием нового основания и новой соли.

Пример: 2NaOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

3.     Взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды.

Пример:  NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Кислоты:

1.     Взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду активности перед водородом с образованием соли и водорода.

Пример: Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

2.     Взаимодействуют с основными оксидами с образованием соли и воды.

Пример: CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

3.     Взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды.

Пример:  NaOH + HCl = NaCl + H₂O

4.     Взаимодействуют с солями с образованием новой соли и новой кислоты.

Пример: HCl + AgNO₃ = AgCl↓ + HNO₃

Соли:

1.     Взаимодействуют с солями с образованием новых солей.

Пример: BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaCl

2.     Взаимодействуют с металлами, если в ряду активности металл стоит перед металлом входящим в состав соли с образованием новой соли и металла.

Пример: CuCl₂ + Mg = Cu + MgCl₂

3.     Взаимодействуют с кислотами с образованием новой соли и новой кислоты.

Пример: HCl + AgNO₃ = AgCl↓ + HNO₃

4.     Взаимодействуют со щелочами с образованием нового основания и новой соли.

Пример: 2NaOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

5.     Взаимодействуют с кислотными оксидами, если оксид образует более сильную кислоту с образованием новой соли и нового оксида.

Пример: SO₃ + Na₂SiO₃ = Na₂SO₄ + SiO₂

Выполнить задания:

Осуществите цепочки превращений:

  а Sr →SrO → Sr(OH)₂,

  б Р → Р₂О₅ → Н₃РО₄.

Из перечня формул выпишите отдельно формулы оксидов, оснований, кислот и солей и дайте им названия:

1.К₂ОАl(OH)₃ HNO₃ HCl BaO BaSO₄ AlPO₄ CO₂ H₃PО₄ Fe(OH)₂ Ag Cl NaNO₃ Al₂O₃

2. Дана схема превращений. Составьте уравнения реакций.

Cu ® CuO ® CuCl₂ → Cu(OH)₂ Укажите тип реакций.

3. С какими из перечисленных веществ будет реагировать соляная кислота: HCl, CaO, CO₂, H₂O, Mg, Ba(OH)₂. Напишите уравнения осуществимых реакций.

4. Напишите формулы следующих солей: сульфата калия, нитрата бария, карбоната натрия, фосфата кальция, сульфата цинка, сульфида железа (II), хлорида меди (II), силиката калия, сульфита натрия, бромида алюминия, иодида калия, гидрокарбоната магния, дигидрофосфата калия.

Домашнее задание.

9АБВГД

9¹  

10АБ

11¹    

12АБ

12¹  

Что такое подкладочный ковер, для чего он нужен, и есть ли альтернативы — Docke.Ru

Подкладочный ковер — один из самых важных элементов кровельного пирога. Это рулонный материал, который укладывают на жесткое основание (OSB-3, влагостойкую фанеру) под финишное кровельное покрытие — гибкую черепицу. Он обеспечивает гидроизоляцию, усиление слабых мест и стыков основания кровли, а также выполняет несколько дополнительных функций, влияющих на качество укладки кровельного покрытия.

Компания Döcke производит три серии подкладочных ковров: FIX, COMFORT и STANDARD

Подробнее функции подкладочного ковра

Первый вопрос, который часто задают владельцы домов — зачем вообще нужен подкладочный ковер под гибкую черепицу. Желание сэкономить понятно. Но, на наш взгляд, желание сделать кровлю, которая прослужит вам несколько десятилетий без дополнительных расходов на эксплуатацию, должно быть сильнее. Подкладочный ковер выполняет сразу несколько функций, причем важна каждая из них.

Выравнивание основания под мягкую кровлю

Как вы помните, между листами ОСП (OSB), фанеры или досками сплошной обрешетки необходимо оставлять компенсационные швы. Порой кажется, что черепица легко их прикроет. Но вспомните, как выглядит линолеум, уложенный непосредственно на стяжку. Это плотный и достаточно жесткий материал, но даже небольшие вмятины отлично просматриваются, когда покрытие оседает и повторяет микрорельеф основания. Теперь представьте, как будут себя вести гонты мягкой черепицы, когда температура поднимется, и материал станет высокоэластичным. Он повторит очертания швов, а если обрешетка и основание смонтированы недостаточно качественно, то и выступы. И чем меньше уклон кровли, тем выше риск подобных последствий.

Подкладочный ковер выравнивает основание, компенсируя неровности и закрывая швы.

Дополнительный слой гидроизоляции в структуре кровельного пирога

Даже если монтаж мягкой черепицы был выполнен скрупулезно, риск попадания воды под гонты мягкой черепицы всё равно остается. Угрозу представляют ураганный ветер, дождь и снег, особенно при переменчивой погоде (намело, заморозило, а завтра — оттепель) и при массивном таянии. Материал кровли нагревается, у конька снег подтаивает, вода стекает ниже, но температура окружающего воздуха еще низкая, снеговой мешок таять не собирается. Образуются заторы, а куда деваться воде? Правильно, под черепицу. Но если подкладочный ковер уложен по всей площади кровли, беды не случится.

Итак, нужен ли подкладочный ковер под гибкую черепицу?

Да, потому что он:

• выравнивает основание;
• обеспечивает более удобную и надежную фиксацию мягкой кровли, герметизирует места фиксации черепицы;
• защищает элементы конструкции крыши от атмосферной влаги при сложных погодных условиях
• служит добавочной шумоизоляцией, в том числе за счет амортизирующего эффекта (дождь точно слышен меньше).

Применение подкладочного ковра под мягкую черепицу предусмотрено СП 17.13330.2011 Кровли. П. 6.2.3.

Можно ли использовать другие материалы вместо подкладочного ковра?

Производители кровельных материалов и ответственные эксперты дают однозначный ответ: нет. А исполнители работ могут предложить вам разные варианты. Кто прав? Во-первых, сразу оговоримся: используя в качестве подложки под гибкую черепицу любой другой материал, кроме рекомендованного производителем, вы автоматически теряете гарантию на саму черепицу. Все риски — ваши и только ваши.

Выбор подкладочного ковра под гибкую черепицу по способу фиксации

Подкладочные ковры могут быть самоклеящимися, с механической и комбинированной фиксацией. Конечно, классические варианты без клейкого слоя дешевле, поэтому часто возникает вопрос: можно ли в качестве подложки использовать только их?

Подкладочные ковры-самоклейки разработали, чтобы обеспечить более надежную изоляцию критически важных конструктивных элементов крыши — карнизных свесов, примыканий, ендов (до укладки ендовного ковра). Клеящийся слой дает лучшую, более полную фиксацию полотна с жестким основанием. Это препятствует проникновению влаги под подложку.

Чаще всего используют комбинацию материалов: для критически важных мест выбирают самоклеящийся подкладочный ковер, для остальных — обычный. Или, вместо обычного, компромиссный вариант — с самоклеящейся кромкой. Такой ковер удобнее классического в том плане, что места нахлестов не требуют промазки битумом.

Выбор подкладочного ковра под мягкую кровлю по составу

Все подкладочные ковры представляют собой сэндвич, но количество и материалы слоев различны.

В качестве основы при изготовлении используют либо стеклохолст, либо полиэфир. Стеклохолст дешевле, но менее прочный. Полиэфир дороже, но намного прочнее и способен растягиваться.

Главный «гидрозащитник» в подложке — битумная пропитка. В трехслойных сэндвичах битум на основу нанесен лишь с одной стороны. В более «слоеных» вариантах — с обеих сторон.

Битумы тоже применяют разные:

• окисленный;
• SBS (СБС) модифицированный;

SBS модифицированный сохраняет эластичность в более широком температурном диапазоне.

В качестве верхнего защитного покрытия в подкладочных коврах на клеящейся подложке и в качестве верхнего и нижнего защитного покрытия в классических коврах используют посыпку из песка или спанбонд. {- 14}} {K_ {a}}} \]

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Какова константа ионизации ацетата?

Ответ

Ацетат представляет собой конъюгат основания уксусной кислоты и из таблицы 16.{-10} \]

Четыре типа солевых растворов

Так как кислоты и основания могут быть слабыми или сильными, в результате могут образоваться четыре типа солей, которые могут привести к нейтральным, кислотным или основным растворам. То есть кислота может быть сильной (SA) или слабой (WA), а основание может быть сильной (SB) или слабой (WB).

1. Соль сильной кислоты и сильного основания
2. Соль сильной кислоты и слабого основания
3. Соль слабой кислоты и сильного основания
4. Соль слабой кислоты и слабого основания

Нейтральная соль (сильная кислота / сильное основание)

Review Пары конъюгатов с кислотным основанием, рисунок 16.{-11} \]

То есть K’a (NH ₄ ⁺ )> K ‘ _b (F ^— )

Роберт Э. Белфорд (Арканзасский университет Литл-Рока; факультет химии). За широту, глубину и достоверность этой работы отвечает Роберт Э. Белфорд, [email protected]. Вам следует связаться с ним, если у вас возникнут какие-либо вопросы. Этот материал содержит как оригинальные материалы, так и контент, основанный на предыдущих вкладах сообщества LibreTexts и других ресурсов, включая, помимо прочего:

Что произойдет, если смешать кислоту и основание?

Смешивание кислоты с основанием — обычная химическая реакция.Вот посмотрите, что происходит и какие продукты получаются из смеси.

Понимание кислотно-щелочной химической реакции

Во-первых, это помогает понять, что такое кислоты и основания. Кислоты — это химические вещества с pH менее 7, которые могут отдавать протон или ион H ⁺ в реакции. Основания имеют pH более 7 и могут принимать протон или производить ион OH ^— в реакции. Если вы смешаете равные количества сильной кислоты и сильного основания, эти два химиката по существу нейтрализуют друг друга и образуют соль и воду.Смешивание равных количеств сильной кислоты с сильным основанием также дает раствор с нейтральным pH (pH = 7). Это называется реакцией нейтрализации и выглядит так:

HA + BOH → BA + H ₂ O + тепло

Примером может служить реакция между сильнокислой HCl (соляной кислотой) с сильным основанием NaOH (гидроксид натрия):

HCl + NaOH → NaCl + H ₂ O + нагрев

Производимая соль — это поваренная соль или хлорид натрия.Теперь, если бы у вас было больше кислоты, чем основания в этой реакции, не вся кислота прореагировала бы, поэтому результатом были бы соль, вода и остатки кислоты, поэтому раствор все равно был бы кислым (pH <7). Если бы у вас было больше основания, чем кислоты, оставалось бы основание, и конечный раствор был бы щелочным (pH> 7).

Аналогичный результат происходит, когда один или оба реагента «слабые». Слабая кислота или слабое основание не полностью распадаются (диссоциируют) в воде, поэтому в конце реакции могут остаться остатки реагентов, влияющие на pH.Кроме того, вода может не образовываться, потому что большинство слабых оснований не являются гидроксидами (ОН ^— не может образовывать воду).

Газы и соли

Иногда выделяются газы. Например, когда вы смешиваете пищевую соду (слабое основание) с уксусом (слабая кислота), вы получаете углекислый газ. Другие газы воспламеняются, в зависимости от реагентов, а иногда эти газы легко воспламеняются, поэтому при смешивании кислот и оснований следует соблюдать осторожность, особенно если их идентичность неизвестна.

Некоторые соли остаются в растворе в виде ионов.Например, в воде реакция между соляной кислотой и гидроксидом натрия действительно выглядит как сгусток ионов в водном растворе:

H ⁺ (водн.) + Cl ^— (водн.) + Na ⁺ (водн.) + OH ^— (водн.) → Na ⁺ (водн.) + Cl ^— (водн.) + H ₂ O

Другие соли не растворяются в воде, поэтому они образуют твердый осадок. В любом случае легко увидеть, что кислота и основание были нейтрализованы.

Проверьте свое понимание с помощью викторины по кислотам и основаниям.

Соль …

Соль …

что это за «соль …»? Вы продолжаете это говорить. Что вы подразумеваете под «солью чего-то»?

Большинство из вас узнали (в средней школе или в своем обзоре химических реакций), что если вы объедините кислоту и основание, вы получите соль и воду. Если вы никогда этому не научились, то вам нужно наверстать упущенное. Вот, позвольте мне записать вам это словами …

кислота + основание → соль + вода

А вот реальный пример:

HCl + NaOH → NaCl + H ₂ O

Это классическая и фундаментальная реакция.Это кислотно-щелочная нейтрализация. Идеально подобранные количества (стехиометрия 1: 1) сильной кислоты (HCl) и сильного основания (NaOH) реагируют на 100% и образуют соль (NaCl) и воду. Вы ДОЛЖНЫ знать это, прежде чем когда-либо поймете термин «соль». Изучите химию, а затем произнесите слова:

«Хлорид натрия представляет собой соль хлористоводородной кислоты и гидроксида натрия».

Понять? Две части соли, катион и анион, каждая из части кислоты и основания.Так что же делает соль? Обычно катион происходит от основания, а анион — от кислоты.

Сильная кислота + сильное основание = нейтральная соль Почему? Потому что конъюгаты любой сильной кислоты или сильного основания в качестве конъюгата имеют нулевую силу. Это случай двух действительно противоположных концов спектра ионизации … 100% ионизированный (сильный) и его противоположный, 0% ионизированный. Так что смешайте и сопоставьте все эти 7 сильных кислот и 8 сильных оснований, которые вы запомнили. Вы можете написать 56 формул для 56 нейтральных солей.

Слабая кислота + сильное основание = слабощелочная соль Почему? Поскольку катион сильного основания имеет нулевую силу как кислота, в то время как анион кислоты (сопряженное основание) на самом деле имеет небольшое количество основности — он слабоосновный. Наиболее часто используемым примером этого в учебниках является ацетат натрия (NaCH ₃ COO). Как насчет более неясного примера … Хорошо, давайте соединим гидроксид цезия (CsOH, сильное основание) с азотистой кислотой (HNO ₂ , слабая кислота), и мы получим нитрит цезия, CsNO ₂ .Еще раз позвольте мне объяснить вам это в реакции:

HNO ₂ + CsOH → CsNO ₂ + H ₂ O

Итак, вернемся к нашей первоначальной теме … Мы ГОВОРЯЕМ … нитрит цезия — это соль слабой кислоты , которая является общим термином для сотен солей этого типа. Очень конкретный способ сказать, что это … нитрит цезия — это соль азотистой кислоты . Так он кислый или щелочной? Что ж, это определенно больше НЕ азотистая кислота. ВСЕ протоны были удалены из кислоты, чтобы образовалась соль.Таким образом, эта соль НИКОГДА не может быть кислой. Так что да, это базовый, хотя и СЛАБО простой. Как узнать относительную силу этой слабощелочной соли?

Ну … это тема для очередного обсуждения «Противоположностей».

ChemTeam: Что такое соли?

ChemTeam: Что такое соли?

Что такое соли?

Перейти к гидролизу солей в воде

Вернуться в меню кислотной основы

Соли — это безводный продукт нейтрализации кислотно-щелочной нейтрализации.Существует четыре возможных кислотно-основных реакции с образованием солей. Это реакция:

(а) сильная кислота с сильным основанием.
(б) слабая кислота с сильным основанием.
(c) слабое основание с сильной кислотой.
(d) слабая кислота со слабым основанием.

Примеры реакций каждого из них:

I. HCl (водн.) + NaOH (водн.) —> NaCl (водн.) + H ₂ O ()

II. HC ₂ H ₃ O ₂ (водн.) + NaOH (водн.) —> NaC ₂ H ₃ O ₂ (водн.) + H ₂ O (ℓ)

III.NH ₃ (водн.) + HCl (водн.) —> NH ₄ Cl (водн.)

IV. HC ₂ H ₃ O ₂ (водн.) + NH ₃ (водн.) —> NH ₄ C ₂ H ₃ O ₂ (водн.)

Обратите внимание, что я не записывал ни один из сильных электролитов в виде ионов.

Краткая историческая справка: Сванте Аррениус боролся с введением NH ₃ (аммиак) в свою систему, которая требовала, чтобы основания производили OH ¯ (гидроксид-ион) в растворе.Он «решил» свою проблему, заявив, что при растворении NH ₃ в растворе образуется NH ₄ OH. Это вещество (гидроксид аммония) было тогда источником гидроксида, в котором он нуждался. К несчастью для Аррениуса, гидроксида аммония не существует. NH ₃ реагирует напрямую с сильной кислотой (HCl чуть выше) через свою неподеленную электронную пару, при этом вода не образуется.

Соли, полученные в четырех вышеупомянутых типах, сами по себе имеют характерный диапазон pH в водном растворе:

(a) Соль сильной кислоты и сильного основания дает раствор с pH = 7.Вообще говоря, эти типы решений упоминаются, а затем игнорируются в более глубоких обсуждениях.

(b) Соль слабой кислоты и сильного основания дает раствор с pH выше 7. Другими словами, соль слабой кислоты дает щелочной раствор. Также обратите внимание, что упоминание сильного основания обычно опускается и используется фраза «соль слабой кислоты». Конечно, для получения соли необходимо присутствие сильного основания, но его присутствие предполагается.

(c) Соль слабого основания и сильной кислоты дает раствор с pH менее 7.Другими словами, соль слабого основания дает кислый раствор. Также обратите внимание, что упоминание сильной кислоты обычно опускается и используется фраза «соль слабого основания». Конечно, для получения соли должна присутствовать сильная кислота, но ее присутствие предполагается.

(d) Соль слабой кислоты и слабого основания дает раствор, pH которого зависит от относительной силы кислоты и основания, из которых образовалась соль. Часто в учебниках приводится один пример расчета для этого типа соли, и тогда не будет никаких дополнительных задач.

Растворы, отмеченные (b) и (c) чуть выше, очень и очень важны в химии. Очень важно помнить, какой диапазон pH связан с каждым типом. Вот они снова:

Солевой раствор	приводит к диапазону pH
соль слабой кислоты	—>	больше 7 (основная)
соль слабого основания	—>	менее 7 (кислая)

Когда команда ChemTeam впервые узнала об этом (два или три столетия назад), он заметил, что соли производили pH, противоположный их «родительскому».«Соль слабой кислоты произошла от кислоты (которая дает растворы с pH менее 7). Следовательно, поскольку соли имеют противоположное поведение, pH раствора соли слабой кислоты был больше 7 (что, конечно, базовое).

Последний пункт касается катионов и анионов, образующихся при диссоциации сильных кислот и сильных оснований. Рассмотрим эти два примера диссоциации сильных кислот (обратите внимание на стрелки, идущие только вправо, и большие K _a ).

HCl + H 2 O —> H 3 O + + Cl ¯	K a = большой
HNO 3 + H 2 O —> H 3 O + + NO 3 ¯	K a = большой

и эти два примера диссоциации сильных оснований (обратите внимание на стрелки, идущие только вправо и большие K _b )

NaOH —> Na + + OH ¯	K b = большой
KOH —> K + + OH ¯	K b = большой

Размер указанных выше K _a и K _b настолько велик, что все реакции, описанные выше, будут идти полностью вправо и никогда не вернутся влево.Таким образом, анионы, подобные Cl ¯ и NO ₃ ¯ (т.е. сопряженные основания сильных кислот) и катионы, такие как Na ⁺ и K ⁺ (т.е. сопряженные кислоты сильных оснований), являются ионами-наблюдателями в любой кислотно-основной проблеме. . Они присутствуют в растворе, но не играют роли.

Таким образом, эти катионы и анионы обычно исключаются как из химического уравнения (в результате получается чистое ионное уравнение), так и из любого обсуждения воздействия на pH.

Итог: В каждом случае, за исключением, возможно, очень крайнего случая (с которым ChemTeam никогда не сталкивался, если он вообще существует), анионы сильных кислот и катионы сильных оснований не будут иметь никакого влияния на pH.

Перейти к гидролизу солей в воде

Вернуться в меню кислотной основы

Сравнение эффектов текстов концептуальных изменений, реализованных после и до обучения, на понимание учащимися средних школ кислотно-основных концепций

Вопрос: Стаканы выше содержат хлор аммония, хлор натрия и раствор бикарбоната натрия соответственно. Что вы думаете о значениях pH этих солевых растворов? Объясните

Заблуждения: Хотя многие студенты считают, что все солевые растворы нейтральны или имеют pH 7, некоторые полагают, что они не имеют никакого значения pH или pH 0.

Как вы знаете, когда соли растворяются в воде, они распадаются на составляющие их катионы и анионы. Реакции ионов солей с молекулами воды с образованием ионов H ₃ O ⁺ или OH ^— называются реакциями гидролиза солей. В реакции молекула воды принимает участие в реакции как один из реагентов. Из этого следует, что солевые растворы могут быть кислыми, основными или нейтральными. Если бы все солевые растворы были нейтральными, pH в эквивалентной точке всех титрований был бы 7.Но мы знаем, что pH в эквивалентных точках может быть меньше или больше 7. Причина этого в том, что образовалась своего рода соль.

Можно ли предсказать, образует ли реакция гидролиза соли кислый раствор (содержащий ионы H ₃ O ⁺ ) или щелочной раствор (содержащий ионы OH ^— )?

Самый простой способ — изучить кислоту и основание, из которых образована соль. Есть четыре возможности: (i) соли сильных кислот и сильных оснований: например, NaCl — это соль, образованная в результате реакции нейтрализации между NaOH и HCl.

Ионы в растворе NaCl: Na ⁺ и Cl ^— . Оба являются ионами сильной кислоты (HCl) и сильного основания (NaOH). Таким образом, ни Na, ни H ₃ O ⁺ не гидролизуются. Его водный раствор нейтрален и имеет pH = 7 при 25 ⁰ ° C, то есть не является ни кислым, ни основным .

(ii) соли сильных кислот и слабых оснований: , например, NH ₄ Cl представляет собой соль, образованную реакцией нейтрализации между NH ₃ и HCl.

Водный раствор этой соли слабокислый или имеет pH ниже 7, потому что ион Nh5 ⁺ отдает воде ионы H ⁺ . Этот процесс называется гидролизом соли . Поскольку Cl ^— представляет собой конъюгированное основание с HCl (сильная кислота), у него нет сродства к ионам H ⁺ . Это просто ион-наблюдатель в этой реакции

(iii) соли слабых кислот и сильных оснований: 90–150 растворов этих солей являются основными и имеют pH менее 7.Например, CH ₃ COONa представляет собой соль, образованную реакцией нейтрализации между CH ₃ COOH (слабая кислота) и NaOH (сильное основание).

Его водный раствор является основным, поскольку ион CH ₃ COO ^— (этаноат) в растворе является основанием Бренстеда-Лоури и реагирует с водой с образованием этановой кислоты (уксусной кислоты) и гидроксид-ионов. Ион Na ⁺ является просто ионом-наблюдателем в реакции.

, и (iv) соли слабых кислот и слабых оснований: Водные растворы этих солей могут быть нейтральными, кислотными или основными в зависимости от относительной силы кислоты и основания.В этом случае гидролизу подвергаются как катион, так и анион соли. Является ли солевой раствор кислым, основным или нейтральным, оценивается путем сравнения значений Ka (константа диссоциации кислоты) и Kb (константа диссоциации основания). Если K a (катион)> K b (анион), раствор соли будет кислым. Если K a (катион) = K b (анион), раствор соли нейтрален. Если K a (катион) < K b (анион), раствор соли является основным.Например, если основание NH ₃ имеет K _b = 1,6 x 10 ^-5 , а кислотная HClO имеет Ka 3,4 x 10 ^-8 , то водный раствор HClO и Nh4 будет иметь вид основной, потому что Ka HClO меньше Ka NH ₃ .

Таким образом, если кислота слабая, то есть слабо ионизированная, а щелочь сильная, то есть сильно ионизированная, водный раствор соли будет иметь щелочную реакцию в результате гидролиза. В противном случае, если основание слабое, соль будет иметь кислую реакцию в водном растворе.

Кроме того, по молекулярным формулам солей можно определить, являются ли их водные растворы основными, кислотными или нейтральными. Соли состоят из катиона (кроме H ⁺ ) и аниона (кроме OH ^– или оксида, O ^2–). Формула соли указывает кислоту и основание, из которых получается соль. Катион происходит от основания; анион является производным кислоты. Например, предположим, будет ли водный раствор каждой из следующих солей кислым, основным или нейтральным:

(a) NaCO ₃ — соль сильного основания, NaOH и слабой кислоты, H ₂ CO ₃ .Ион Na ⁺ не будет гидролизоваться, но ион CO ₃ ^-2 будет. Основным будет водный раствор NaCO ₃ . (b) Na ₂ SO ₄ представляет собой соль сильного основания NaOH и сильной кислоты h3SO4. Ни ион Na ⁺ , ни ион SO ₄ ^-2 не гидролизуются. Водный раствор Na ₂ SO ₄ будет нейтральным. (c) NH ₄ NO ₃ представляет собой соль слабого основания NH ₃ и сильной кислоты HNO ₃ .Ион NH ₄ ⁺ гидролизуется, а ион NO ₃ ^-1 — нет. Водный раствор NH ₄ NO ₃ будет кислым.

— предсказать, будет ли водный раствор каждой из следующих солей кислотным, основным или нейтральным:

Характеристики кислот, оснований и солей

Кислоты, основания и соли являются частью множества вещей, с которыми мы ежедневно сталкиваемся. Кислоты придают цитрусовым кислый вкус, в то время как основания, такие как аммиак, содержатся во многих типах чистящих средств.Соли — это продукт реакции кислоты и основания. Распространенным методом определения кислоты или основания является лакмусовая бумажка, но есть и другие характеристики, которые могут помочь вам определить кислоты, основания и соли.

Кислоты

Кислоты имеют кислый вкус. Лимонная кислота придает кислый вкус лимонов, апельсинов и других цитрусовых, а уксусная кислота придает кислый вкус уксусу. Кислота превратит лакмусовую бумажку в красный цвет. Лакмус — это растительный краситель, который становится красным, чтобы указать на кислоту, и синим, чтобы указать на основание.Кислоты также содержат связанный водород. Согласно веб-сайту Journey Into Science, когда металлы, такие как цинк, помещаются в кислоту, происходит реакция. Кислота и цинк будут пузыриться и выделять водород. Кислоты также выделяют водород в воду.

Кислоты также проводят электричество и реагируют с основаниями с образованием воды и соли. Кислоты подразделяются на сильные и слабые. Сильная кислота отделяется или отделяется в водном растворе, а слабая кислота — нет.

Базы

••• Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images

Основания — это ионные соединения, содержащие ионы металлов и водорода. Основа горькая на вкус и скользкая при растворении в воде. Например, если растереть между пальцами нашатырный спирт, вы почувствуете скользкость основы. Мыло скользкое, потому что оно также содержит основу. При размещении на красной лакмусовой бумаге основы станут синими. Основания также выделяют в воде ионы гидроксида. Гидроксид аммония или аммиак — обычное основание, используемое в таких соединениях, как азотная кислота, а также в бытовых чистящих средствах.

Так же, как кислоты нейтрализуют основания, основание нейтрализует кислоту. Например, гидроксид магния, содержащийся в молоке магния, нейтрализует желудочную кислоту.

Соли

••• Jupiterimages / Pixland / Getty Images

Соль — это соединение, которое представляет собой сочетание кислоты и основания.