Одержання кислих солей
1. Взаємодія надлишку кислот з основами:
KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O.
2. Взаємодія основ з надлишком кислотних оксидів:
Ca(OH)2 + 2CO2 = Ca(HCO3)2.
3. Взаємодія середніх солей з багатоосновними кислотами:
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2.
4. Взаємодія основних або амфотерних оксидів з багатоосновними кислотами, які у надлишку:
K2O + 2H2SO4 = 2KHSO4 + H2O;
ZnO + 2H2SO4 = Zn(HSO4)2 + H2O.
Хімічні властивості кислих солей
1. Термічний розклад з утворенням середніх солей:
Ca(HCO3)2
CaCO3↓
+ CO2↑
+ H2O.
2. Взаємодія із лугами з одержанням середніх солей і води:
Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 = 2BaCO3↓ + 2H2O.
3. Взаємодія із основними оксидами з утворенням середніх солей і води: 2NaHSO4 + Na2O = 2Na2SO4 + H2O.
4. Взаємодія із амфотерними оксидами з утворенням середніх солей і води: ZnHSO4 + ZnO = 2ZnSO4 + H2O.
5. Взаємодія із активними металами з утворенням середніх солей і водню: 2NaHSO4 + 2Na = 2Na2SO4 + H2.
Основні солі (гідроксидосолі) утворюються внаслідок неповного заміщення гідроксогруп багатокислотних основ кислотними залишками. Назва будується за схемою:
назва катіона + слово „гідроксид” + назва аніона.
Наприклад, Fe(OH)2Cl – ферум (ІІІ) дигідроксид хлорид.
При дисоціації солі утворюють складні катіони та аніони кислотного залишку. Приклади дисоціації основних солей:
MgOHCl ⇄ MgOH+ + Cl–;
AlOHSO4
⇄
AlOH2+
+ SO
.
До основних солей належать і оксосолі, наприклад, BiOCl, які утворюються дегідратацією гідроксосолей:
Bi(OН)2Cl = BiOCl + Н2О.
Їх назви будуються за схемою: назва катіона + слово „оксид” + назва аніона.
Наприклад, BiOCl – бісмут (ІІІ) оксид хлорид.
Одержання основних солей
1. Взаємодія багатокислотних основ або амфотерних гідроксидів з кислотами за умов, що кислоти недостатньо для повного заміщення відповідних гідроксильних груп:
Bi (OH)3 + 2HNO3 = BiOH(NO3)2 + 2Н2О;
Bi(OH)3 + HNO3 = Bi(OH)2NO3 + Н2О.
Одержання гідроксид- і дигідроксид-солей залежить від співвідношення вихідних компонентів.
2. При взаємодії середніх солей з основами, що мають однаковий катіон:
СаCl2 + Са(ОН)2 = 2Са(ОН)Cl.
3. При взаємодії середніх солей з лугами:
FeCl3 + NaOH = FeOHCl2 + NaCl.
Хімічні властивості основних солей
1. Термічний розклад:
[Cu(OH)]2CO3
2CuО
+ CO2↑
+ H2O.
малахіт
2. Взаємодія з кислотами з утворенням середніх солей:
Sn(OH)Cl + HCl = SnCl2 + H2O.
3. Взаємодія з кислотними оксидами з утворенням середніх солей:
2Mg(OH)NO3 + N2O5 = 2Mg(NO3)2 + H2O.
Комплексні сполуки – це складні сполуки, які містять комплексний йон, що складається з комплексоутворювача та координованих навколо нього лігáндів і який здатний самостійно існувати в розчині.
Основні положення координаційної теорії Вернера (1893 р.)
В кожній комплексній сполуці слід розрізняти комплексоутворювач, або центральний атом (ЦА), навколо якого розташовуються (координуються) полярні молекули або йони, які називаються лігáндами (лат. ligare – зв’язувати).
Комплексоутворювач з лігандами утворює внутрішню координаційну сферу, або комплекс. При зображенні комплексної сполуки внутрішню сферу обмежують квадратними дужками. Йони, що оточують комплекс, знаходяться на подальшій відстані від ЦА та складають зовнішню координаційну сферу. Число зв’язків комплексоутворювача (ЦА) з лігандами називається координаційним числом (КЧ). Число зв’язків, якими даний ліганд сполучається з комплексоутворювачем називається валентністю ліганда. Якщо ліганди в комплексі одновалентні, то їх число дорівнює КЧ центрального атома.
Комплексоутворювачем можуть бути атоми практично всіх елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва або їхні йони. Найтиповішими комплексоутворювачами є d- і f-елементи (елементи побічних підгруп періодичної системи, наприклад Zn, Cu, Fe, Cr, Mn тощо) та їхні катіони. Елементи ІІ групи та їхні катіони (Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+) утворюють внутрішньокомплексні сполуки. Координаційне число комплексоутворювача часто вдвічі більше, ніж абсолютне значення його ступеня окиснення. Наприклад, якщо ступінь окиснення ЦА дорівнює +1, то КЧ = 2 · 1 = 2.
В залежності від заряду комплексу (внутрішньої координаційної сфери) розрізняють комплексні сполуки:
– з комплексним катіоном: [NH4]+NO3; [Ag(NH3)2]+Cl; [Pt(NH3)4]2+(OH)2;
– з комплексним аніоном: K3[Fe(CN)6]3–; K4[Fe(CN)6]4–; H4[Fe(CN)6]4–;
– з комплексними катіоном та аніоном: [Hg(NH3)4]2+[ClO4]2–, [(C6H5)2I]+[HgCl3]–;
з нейтральним комплексом – складаються лише із внутрішньої координаційної сфери (комплексу): [Pt(NH3)2Cl4]0.
Наприклад, будову комплексної сполуки K3[Fe(CN)6)] можна представити у вигляді схеми:
У залежності від кислотності середовища водного розчину комплексних сполук розрізняють комплексні кислоти, основи, солі.
Комплексні кислоти дисоціюють з утворенням катіонів Гідрогену Н+: H4[Fe(CN)6] ⇄ 4H+ + [Fe(CN)6]4– .
Комплексні основи дисоціюють з утворенням аніонів OH–:
[Pt(NH3)4](OH)2 ⇄ [Pt(NH3)4]2+ + 2OH–.
Комплексні солі дисоціюють з утворенням катіонів та аніонів, причому одна або дві частинки є комплексним йоном:
K4[Fe(CN)6] ⇄ 4K+ + [Fe(CN)6]4– ;
[Ag(NH3)2]Cl ⇄ [Ag(NH3)2]+ + Cl–;
[Hg(NH3)4]2+[ClO4]2– ⇄ [Hg(NH3)4]2+ + 2[ClO4]–.
Нейтральні комплекси – неелектроліти, які практично не дисоціюють у розчині.
За природою лігандів розрізняють: аквакомплекси – сполуки, в яких лігандами є молекули води: [Al(H2O)6]Cl3, [Zn(H2O)4]Br2; поліамінокомплекси – сполуки, в яких лігандами є молекули амоніаку: [Ag(NH3)2]Cl, [Cu(NH3)4]SO4; гідроксокомплекси – сполуки, в яких лігандами є гідроксид-йони: Na3[Al(OH)6], Na2[Cu(OH)4]; ацидокомплекси – сполуки, в яких лігандами є кислотні залишки: K2[HgI4], K3[Fe(CN)6], (NH4)2[Ca(SO4)2]; карбоніли – сполуки, в яких лігандами є молекули карбон (ІІ) оксиду: [Ni(CO)4], [Co2(CO)8]; змішані – сполуки, які містять ліганди різної природи: K[Al(OH)4(H2O)2], [Pt(NH3)2Cl2].
Назву комплексів починають з лігандів, які перелічують за алфавітом, потім називають центральний атом. Катіонні та нейтральні комплекси не одержують у назвах спеціальних закінчень ([Ag(NH3)2]Cl – діаміноаргентум (І) хлорид; [Co(NH3)6]Br3 – гексаамінокобальт (ІІІ) бромід), назви аніонних мають суфікс -ат, що додається до кореня назви центрального атома (K3[Fe(CN)6] – калій гексаціаноферат (ІІІ); Na[Al(OH)4] – натрій тетрагідроксоалюмінат). В разі необхідності вказують ступінь окиснення центрального атома (число Штока) або заряд йона. Назви катіонних та нейтральних лігандів не відрізняються від назв відповідних катіонів та молекул (за деякими винятками). Назви аніонних лігандів утворюють додаванням до назв аніонів закінчення –о. Взагалі, якщо назва аніона закінчується на -ід, -ид, -ат (в окремих випадках -іт,-ит), то після додавання закінчення -о утворюються відповідно -ідо, -идо, -ато (-іто, -ито): NO3––нітрат-нітрато-; N3–-нітрид-нітридо-; SO42–-сульфат-сульфато-. Для деяких поширених аніонних лігандів поряд із систематичними можна використовувати традиційні назви (табл.1.7).
Таблиця 1.7