2.4. Соли

Солями называют соединения, состоящие из катиона металла и аниона кислотного остатка.

Средняя соль или нормальная – сильный или слабый электролит, который при электролитической диссоциации образует положительные ионы основного остатка и отрицательные ионы кислотного остатка. Среднюю соль принято определять как продукт полной нейтрализации кислоты щелочью.

Кислые соли – продукт неполного замещения ионов водорода кислоты на металл: NaНSО₄, СаНРО₄, Са(Н₂РО₄)₂.

Названия кислых солей:

Перед названием кислой соли ставится приставка «гидро», если в молекуле остался один атом водорода, и «дигидро», если осталось два атома водорода,

например:

NaHSO₄ – гидросульфат натрия,

K₂HPO₄ – гидрофосфат калия,

KH₂PO₄ – дигидрофосфат калия.

Основные соли – продукты неполного замещения гидроксогрупп основания на кислотный остаток: MgOHCl, BiOHCl₂.

Названия основных солей:

Перед названием основной соли ставится приставка «гидроксо»,

например:

MgOHCl – гидроксохлорид магния,

Bi(OH)₂NO₃ – дигидроксонитрат висмута.

нормальных или средних

При взаимодействии:

1) металла с неметаллом

Fe + S = FeS;

2) кислоты с металлом

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + Н₂↑;

3) кислоты с основанием

HCl + NaOH = NaCl + Н₂О;

4) кислоты с основным оксидом

2 HCl + СuО = CuCl₂ +Н₂О;

5) кислотного оксида с основным оксидом

SO₃ + СuО = СuSO₄;

6) кислотного оксида с основанием

СO₂ + Ca(ОН)₂ = СаСО₃ + Н₂О;

7) кислоты с солью

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2 HCl;

8) щелочи с солью

2 NaOH + CuSО₄ = Сu(ОН)₂ ↓ +Na₂SО₄;

9) двух солей

АgNО₃ + NaCl = AgCl ↓ + NaNО₃;

10) соли с металлом

CuSO₄ + Fe = FeSО₄ + Сu ↓.

основных

Только многокислотные основания дают основные соли.

l) кислоты с избытком основания:

HCl + Мg(ОН)₂ = MgOHCl + Н₂О;

2) нормальной соли с недостаточным количеством основания:

Вi(NО₃)₃ + 2 NaOH = Вi(ОН)₂NО₃ + 2 NaNО₃;

CаCl₂ + КОН = СаОНСl + KCl.

кислых

Только многоосновные кислоты дают кислые соли.

l) при взаимодействии основания с избытком кислоты:

NaOH + H₂SО₄ = NaНSO₄ + Н₂О;

2) при действии на нормальную соль избытка той же кислоты:

↓СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂.

получение нормальных солей из кислых

При действии основания на кислую соль получаются нормальные соли:

2 СаНРО₄ + Са(ОН)₂ = Са₃(РО₄)₂ + 2 Н₂О.

получение нормальных солей из основных

Нормальные соли из основных получаются при действии кислоты на основную соль:

MgOHCl + НСl = MgC1₂ + Н₂О;

FеОН(NО₃)₂ + НNО₃ = Fе(NО₃)₃ + Н₂O.

Комплексные соединения – определенные химические соединения, образованные сочетанием отдельных компонентов и представляющие собой сложные ионы или молекулы, способные к существованию как в кристаллическом, так и в растворенном состоянии.

Комплексообразователь (центральный атом) – один из атомов, обычно положительно заряженный, занимающий центральное место в молекуле комплексного соединения.

Лиганды – противоположно заряженные ионы или нейтральные молекулы, расположенные вокруг комплексообразователя.

Координационное число центрального иона – общее число σ-связей, образуемых комплексообразователем с лигандами.

внутренняя сфера

ион-комплексообразователь +

лиганды = комплексный ион

внешняя сфера

противоионы

(катион или анион соли)

Например:[Cu(NH₃)₄]Cl₂ – хлорид тетраамин меди (II)

внутренняя

сфера

Образование комплексных соединений связано со способностью катионов металлов присоединять определенные молекулы и/или отрицательно заряженные ионы.

Cu²⁺+4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]²⁺

[Cu(NH₃)₄]²⁺ + 2Cl^– = [Cu(NH₃)₄]Cl₂

[ ] – комплексный ион – донорно-акцепторная связь,

Cu²⁺ – комплексообразователь,

NH₃ – лиганды,

4 – координационное число (к/ч) [Cu(NH₃)m].

Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов иона-комплексообразователя и лигандов.

Ион

К/ч

Ион

К/ч

Al³⁺

4,6

Ag⁺

2

Zn²⁺

4

Hg⁺

2

Fe²⁺

4,6

Hg²⁺

4

Fe³⁺

4,6

Cr³⁺

4,6

Комплексные соединения могут относиться к различным классам: солям, основаниям, кислотам.

Комплексные ионы могут быть как положительными, так и отрицательными, т.е. выступать в соединениях в виде катионов и в виде анионов, например:

Na[Аu(CN)₂] = Na⁺ + [Аu(CN)₂]^–;

К₂[HgI₄] = 2К⁺ + [HgI₄]^2–;

[Сu(NН₃)₄]SO₄ = [Сu(NН₃)₄]²⁺ + SO₄^2–.

Получение комплексных соединений

Один из способов получения комплексных соединений основан на введении в химическую систему избытка лигандов для создания соотношения, соответствующего координационному числу. На этом принципе основаны реакции растворения некоторых осадков, в т.ч. амфотерных гидроксидов в растворах щелочей.

а) Zn(OH)_{2(осадок)}+2KOH = K₂[Zn(OH)₄]

Zn(OH)₂+2OH^– = [Zn(OH)₄]^2–;

б) AlCl₃+3KOH =↓Al(OH)₃+3KCl

Al(OH)₃+KOH = K[Al(OH)₄] или Al(OH)₃+3KOH = K₃[Al(OH)₆]

Al(OH)₃ + 3ОН^– = [Al(OH)₆]^3–;

в) HgI_{2(осадок)}+2KI = K₂[HgI₄] – тетрайодогидроаргат(II) калия

HgI₂+2I^– = [HgI₄]^2–.

Другой из способов – взаимодействие металлов с водными растворами щелочей. Металлы, оксиды которых обладают амфотерными свойствами, взаимодействуют с водными растворами щелочей, образуя гидроксокомплексы. В этих реакциях окислителем является вода, из которой восстанавливается водород:

Zn + 2H₂O + 2KOH → K₂[Zn(OH)₄] + H₂↑.

Химические свойства комплексных соединений

Комплексным соединениям присущи многие свойства обычных соединений. Например, реакции обмена с участием двух солей:

3FeCl₂+2K₃[Fe(CN)₆] = Fe₃[Fe(CN)₆]₂+6KCl;

3Fe²⁺+2[Fe(CN)₆]^3– = Fe₃[Fe(CN)₆]₂.

Для комплексных соединений характерны специфические реакции, связанные с замещением одного лиганда другим.

[Cu(H₂O)₄]SO₄+4NH₃=[Cu(NH₃)₄]SO₄+4H₂O;

[Cu(H₂O)₄]²⁺+4NH₃=[Cu(NH₃)₄]²⁺ + 4H₂O.

Координационное число комплексного иона возрастает с увеличением силы лиганда.

CN^– > NO₂^– > NH₃ > CNS^– > H₂O > OH^– > CL^– > Br^– > I^–.

Лиганды, расположенные в левой части называют сильными, в правой – слабыми (относительно середины).

В водных растворах комплексные соединения диссоциируют на комплексные ионы и ионы внешней сферы;

[Сu(NН₃)₄]C1₂ ↔ [Сu(NН₃)₄]²⁺ + 2Cl^–.

Ионы внешней сферы присоединены к комплексному иону ионной связью. В незначительной степени комплексный ион тоже может диссоциировать:[Сu(NН₃)₄]²⁺ ↔ Сu²⁺ + 4NН₃.

Константа равновесия данной системы определяет прочность комплексного иона и называется константа нестойкости:

Чем больше К_нест, тем менее прочен комплексный ион.

Номенклатура комплексных соединений

В названии комплексных соединений отражается его состав справа налево, в названии комплексного иона (то, что в […]) последовательно перечисляется число лигандов, название лиганда, название иона-комплексообразователя, причем, для аниона используются латинская основа слова, а для катиона – русская.

Например:[Cu(NH₃)₄]²⁺ – ион тетрааминмеди (II);

NH₃ – амин; CN^– – циано;

[Ag(NH₃)₂]⁺ – ион диамин серебра;

[Al(H₂O)₆]³⁺ – ион гексааква алюминия;

[Al(OH)₄]^– – тетрагидроксоалюминат;

[Cu(NH₃)₄](OH)₂ – гидроксидтетраамин меди (II);

H₂[TiCl₆] – гексахлортитановая кислота.