Хімія. Рівень стандарту. 11 клас. Савчин

§ 32. КИСЛІ СОЛІ. ЯКІСНІ РЕАКЦІЇ НА ДЕЯКІ ЙОНИ

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • називати кислі солі;
  • порівнювати склад і будову середніх і кислих солей;
  • характеризувати хімічні властивості кислих солей; поширення солей у природі;
  • складати рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості кислих солей;
  • досліджувати якісний склад солей.

Склад кислих солей. Кислі солі — це продукти неповного заміщення атомів Гідрогену в молекулі кислоти на катіони металічних елементів. Їх утворюють тільки багатоосновні кислоти. Наприклад, сульфатна й карбонатна кислоти утворюють гідрогенсульфати й гідрогенкарбонати — KHSO4 й NaHCO3, а ортофосфатна кислота може утворювати два види кислих солей: дигідрогенортофосфати — NaH2PO4, КН2РО4, NH4H2PO4 та гідрогенортофосфати — Na2HPO4, СаНРО4, (NH4)2HPO4, Аl2(НРО4)3.

Назви кислих солей. Ознайомимося зі схемою утворення назв кислих солей (рис. 54).

Рис. 54. Схема утворення назв кислих солей

Назвемо деякі кислі солі за їхніми формулами: NaHCO3 — натрій гідроген-карбонат; NaH2PO4 — натрій дигідрогенортофосфат; К2НРО4 — калій гідрогенортофосфат; КН2РО4 — калій дигідрогенортофосфат.

Усі дигідрогенортофосфати добре розчинні у воді, а гідрогенортофосфати — значно гірше.

Хімічні властивості. 1. Кислі солі, маючи у своєму складі атоми Гідрогену, реагують з лугами з утворенням середніх солей. Наприклад:

2. Взаємодія із сильними кислотами. Рівняння реакції:

Реакція відбувається, якщо із сильними кислотами реагують кислі солі слабких кислот.

3. Розклад за нагрівання:

Унаслідок реакції утворюється середня сіль натрій карбонат, вода й виділяється газ.

Взаємоперетворення середніх і кислих солей. Взаємоперетворення карбонатів. Відомо, що внаслідок різних природних процесів (дихання та гниття, горіння сухої трави), а також господарської діяльності людей в атмосферу потрапляє велика кількість карбон(IV) оксиду. Тому карбонати можуть перетворюватися на гідрогенкарбонати під час їхньої взаємодії з карбон(ІV) оксидом за наявності води. Рівняння реакцій:

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2;

MgCO3 + СО2 + Н2О = Mg(HCO3)2.

Перетворення кальцій карбонату на кальцій гідрогенкарбонат можна спостерігати й у лабораторних умовах. Проведемо дослід.

Дослід 1. Наллємо в пробірку вапняну воду об'ємом 2-3 мл. Опустимо в неї газовідвідну трубку й пропустимо карбон(ІV) оксид, який виділяється під час реакції кальцій карбонату з хлоридною кислотою. Через деякий час у пробірці утворюється білий осад — кальцій карбонат. Відбулася реакція:

Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + H2O.

Дослід 2. Продовжимо пропускати карбон(ІV) оксид крізь отриманий у досліді 1 осад. За декілька хвилин осад розчиняється. Утворився розчинний у воді кальцій гідрогенкарбонат. Рівняння реакції:

СаСО3+ СО2 + Н2О = Са(НСО3)2.

Взаємоперетворення ортофосфатів. Ортофосфати, як і карбонати, у реакціях з кислотами перетворюються на кислі солі. Так, залежно від співвідношення солі та кислоти, утворюються гідроген- або дигідрогенортофосфати:

Mg3(PO4)2+ Н3РО4 = 3MgНРО4;

Mg3(PO4)2+ 4Н3РО4 = 3Mg(Н2РО4)2;

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4.

Назвіть самостійно кислі солі, що утворилися під час реакцій.

Якісні реакції на деякі йони. Ортофосфат-аніон можна виявити за допомогою якісної реакції. Якщо до розчину солі ортофосфатної кислоти долити розчин аргентум(І) нітрату AgNO3, то спостерігатиметься випадання жовтого осаду Ag3PO4. Рівняння реакції:

Отже, реактивом на ортофосфат-аніон РО3-4 є катіон Ag+. Щоб переконатися в цьому, проведемо лабораторний дослід.

Лабораторний дослід 7. Виявлення в розчині ортофосфат-аніонів

Завдання. Дослідіть, як виявити ортофосфат-аніони в розчинах.

Обладнання та реактиви: дві пробірки, розчини натрій та калій ортофосфатів, аргентум(І) нітрату.

Увага! Повторіть правила безпеки під час роботи з реактивами й обладнанням і суворо дотримуйтеся їх.

Дослід. Налийте по черзі у дві пробірки розчини натрій та калій ортофосфатів об'ємом по 1,5-2 мл і додайте такий самий об'єм розчину аргентум(І) нітрату. Спостерігайте випадання осаду. Опишіть спостереження. Складіть рівняння реакцій, зробіть висновок.

Оформте результати досліджень у зошиті як таблицю.

Серед силікатів розчинними є натрій та калій силікати. Силікат-аніон виявляють у розчинах за допомогою сильних кислот. Якщо до розчину натрій силікату долити хлоридну кислоту, то випаде осад білого кольору, який має здатність розчинятися в лугах. Рівняння реакції:

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl.

Реактивом на силікат-аніон є катіон Гідрогену.

Переконаємося в цьому, провівши лабораторний дослід.

Лабораторний дослід 8. Виявлення в розчині силікат-аніонів

Завдання. Дослідіть, як виявити силікат-аніони в розчинах.

Обладнання та реактиви: дві пробірки, розчини натрій та калій силікатів, сульфатної кислоти, хлоридна кислота.

Увага! Повторіть правила безпеки під час роботи з реактивами й обладнанням і суворо дотримуйтеся їх.

Дослід 1. Налийте по черзі в першу пробірку розчин натрій силікату, у другу — калій силікату об'ємом по 1,5-2 мл і додайте такий самий об'єм: у першу пробірку — розчину сульфатної кислоти, у другу — хлоридної кислоти. Спостерігайте випадання осаду. Опишіть спостереження. Складіть рівняння реакцій, зробіть висновок.

Дослід 2. До кожної пробірки з осадом долийте 1-2 мл розчину натрій гідроксиду. Спостерігайте розчинення осадів. Складіть рівняння реакцій, зробіть висновок.

Оформте результати досліджень у зошиті як таблицю.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

Кислі солі — продукти неповного заміщення атомів Гідрогену в молекулі кислоти на катіони металічних елементів.

Назви кислих солей утворюють від назви катіона металічного елемента з додаванням гідроген (дигідроген), сполученого з назвою кислотного залишку.

Кислі солі вступають у хімічну взаємодію з лугами та сильними кислотами, розкладаються за нагрівання; середні та кислі солі взаємоперетворюються.

Ортофосфати можна виявити серед інших речовин у розчині за допомогою якісних реакцій. Реактивом на ортофосфат-аніон РО3-4 є катіон Ag+.

Реактивом на силікат-аніон є катіон Гідрогену.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

  • 1. Назвіть солі за їхніми формулами: Mg3(PO4)2, NaHSO4, FeCl3, K2HPO4, NH4NO3, Ca(H2PO4)2, (NH4)2SO4, NaHCO3, MgHPO4, K2SiO3, Na2CO3.
  • 2. Допишіть праві частини рівнянь реакцій, доберіть коефіцієнти:

a) NaH2PO4 + NaOH = ... ;

б) K2HPO4 + KOH = ... ;

в) Mg3(PO4)2 + H2SO4 = ... ;

г) К3РО4 + AgNO3 = ... .

  • 3. Складіть рівняння реакцій за наведеною схемою:

  • 4. Крізь розчин кальцій гідроксиду масою 22,2 г пропустили карбон(IV) оксид до повної взаємодії. Утворився кальцій карбонат масою 25 г. Обчисліть відносний вихід продукту реакції.
  • 5. Натрій ортофосфат масою 40 г піддали дії аргентум(І) нітрату масою 102 г. Обчисліть масу аргентум(І) ортофосфату, що випав в осад.
  • 6. На калій силікат масою 51,6 г подіяли сульфатною кислотою масою 42 г. Обчисліть масу й кількість речовини утвореної силікатної кислоти.
  • 7. На амоній хлорид масою 12 г подіяли натрій гідроксидом та отримали натрій хлорид масою 11,7 г. Обчисліть кількість речовини, якій відповідає така маса натрій хлориду, та об'єм амоніаку (н. у.), що утвориться під час реакції.