- Химическая структура
- Номенклатура кислотных солей
- Кислые водородные соли
- Соли тройных кислот
- Другой пример
- Повышение квалификации
- Фосфаты
- Цитраты
- Примеры
- Кислые соли переходных металлов
- Кислотный характер
- Приложения
- Ссылки
В кислых солей или окси солями являются соли, полученные из частичной нейтрализации галогенводородной и оксокислот. Следовательно, двойные и тройные соли могут быть найдены в природе как неорганическими, так и органическими. Они характеризуются наличием кислотных протонов (H + ).
Из-за этого их растворы обычно приводят к получению кислой среды (pH <7). Однако не все кислотные соли обладают этой характеристикой; некоторые фактически образуют щелочные растворы (щелочные, с pH> 7).
Бикарбонат натрия
Наиболее представительной из всех кислотных солей является так называемый бикарбонат натрия; также известный как разрыхлитель (верхнее изображение), или с их соответствующими названиями, регулируемыми традиционной, систематической или композиционной номенклатурой.
Какова химическая формула пищевой соды? NaHCO 3 . Как видно, протон у него только один. И как этот протон связан? К одному из атомов кислорода, образующих гидроксидную группу (ОН).
Таким образом, два оставшихся атома кислорода считаются оксидами (O 2– ). Такой взгляд на химическую структуру аниона позволяет называть его более избирательным.
Химическая структура
Кислотные соли обычно имеют один или несколько кислотных протонов, а также протоны металла и неметалла. Разница между гидрокислотами (HA) и оксокислотами (HAO) логически заключается в атоме кислорода.
Однако ключевой фактор, определяющий кислотность рассматриваемой соли (pH, который она производит после растворения в растворителе), зависит от прочности связи между протоном и анионом; это также зависит от природы катиона, как в случае иона аммония (NH 4 + ).
Сила HX, будучи X анионом, изменяется в зависимости от растворителя, растворяющего соль; обычно вода или спирт. Следовательно, после определенного равновесия в растворе можно определить уровень кислотности упомянутых солей.
Чем больше протонов в кислоте, тем большее количество солей может образоваться из нее. По этой причине в природе существует много кислотных солей, большинство из которых растворено в великих океанах и морях, а также в качестве питательных компонентов почв помимо оксидов.
Номенклатура кислотных солей
Как называются кислотные соли? Популярная культура взяла на себя задачу присвоить наиболее распространенным солям глубоко укоренившиеся имена; однако для остальных из них, не так хорошо известных, химики разработали серию шагов, чтобы дать им универсальные имена.
Для этой цели IUPAC рекомендовал ряд номенклатур, которые, хотя и применяются одинаково для гидрокислоты и оксикислоты, имеют небольшие различия при использовании с их солями.
Прежде чем переходить к номенклатуре солей, необходимо освоить номенклатуру кислот.
Кислые водородные соли
Гидрокислоты по существу представляют собой связь между водородом и неметаллическим атомом (групп 17 и 16, за исключением кислорода). Однако только те, которые имеют два протона (H 2 X), способны образовывать кислые соли.
Таким образом, в случае сероводорода (H 2 S), когда один из его протонов заменяется на металл, например натрий, мы имеем NaHS.
Как называется соль NaHS? Есть два пути: традиционная номенклатура и композиция.
Зная, что это сульфид и что натрий имеет только валентность +1 (потому что он из группы 1), мы продолжаем ниже:
Соль: NaHS
Номенклатуры
Состав: сероводород натрия .
Традиционный: сульфид натрия .
Другим примером также может быть Ca (HS) 2 :
Соль: Ca (HS) 2
Номенклатуры
Состав: кальций бис (сероводород) .
Традиционный: кислый сульфид кальция .
Как можно видеть, префиксы бис-, трис, тетракис и т. Д. Добавляются в соответствии с числом анионов (HX) n , где n - валентность атома металла. Итак, применяя те же рассуждения для Fe (HSe) 3 :
Соль: Fe (HSe) 3
Номенклатуры
Состав: Трис (гидроселенид) железа (III) .
Традиционный: Кислый сульфид железа (III) .
Поскольку железо в основном имеет две валентности (+2 и +3), оно указано в скобках римскими цифрами.
Соли тройных кислот
Также называемые оксисолями, они имеют более сложную химическую структуру, чем кислые соляной кислоты. В них неметаллический атом образует двойные связи с кислородом (X = O), классифицируемые как оксиды, и одинарные связи (X-OH); последний отвечает за кислотность протона.
Традиционная номенклатура и номенклатура состава поддерживают те же нормы, что и для оксокислот и их соответствующих тройных солей, с единственным отличием, заключающимся в выделении присутствия протона.
С другой стороны, систематическая номенклатура учитывает типы связей XO (присоединения) или количество атомов кислорода и протонов (водород анионов).
Возвращаясь к пищевой соде, она называется следующим образом:
Соль: NaHCO 3
Номенклатуры
Традиционный: карбонат натрия .
Состав: гидрокарбонат натрия .
Систематика и водородное присоединение анионов: гидроксидодиоксидокарбонат (-1) натрия , водород (триоксидокарбонат) натрия .
Неофициально: пищевая сода, пищевая сода .
Откуда пришли термины «гидрокси» и «диоксид»? «Гидрокси» относится к группе -ОН, остающейся в анионе HCO 3 - (O 2 C-OH), а «диоксид» - к двум другим кислородам, на которых двойная связь C = O «резонирует» (резонанс).
По этой причине систематическая номенклатура, хотя и более точная, немного сложна для тех, кто знаком с миром химии. Число (-1) равно отрицательному заряду аниона.
Другой пример
Соль: Mg (H 2 PO 4 ) 2
Номенклатуры
Традиционный: двухкислотный фосфат магния .
Состав: дигидрофосфат магния (обратите внимание на два протона).
Систематика и водородное присоединение анионов: дигидроксидодиоксидофосфато (-1) магния , бис магния .
Переосмысляя систематическую номенклатуру, обнаруживается, что анион H 2 PO 4 - имеет две группы ОН, поэтому два оставшихся атома кислорода образуют оксиды (P = O).
Повышение квалификации
Как образуются кислотные соли? Они являются продуктом нейтрализации, то есть реакции кислоты с основанием. Поскольку эти соли имеют кислые протоны, нейтрализация может быть не полной, а частичной; в противном случае получается нейтральная соль, как видно из химических уравнений:
H 2 A + 2NaOH => Na 2 A + 2H 2 O (полный)
H 2 A + NaOH => NaHA + H 2 O (частично)
Кроме того, только полипротонные кислоты могут иметь частичную нейтрализацию, поскольку кислоты HNO 3 , HF, HCl и т. Д. Имеют только один протон. Здесь кислой солью является NaHA (который является фиктивным).
Если бы вместо нейтрализации дипротонной кислоты H 2 A (точнее, соляной кислоты) с помощью Ca (OH) 2 была бы образована соответствующая кальциевая соль Ca (HA) 2 . Если бы использовался Mg (OH) 2 , был бы получен Mg (HA) 2 ; если использовался LiOH, то LiHA; CsOH, CsHA и так далее.
Из этого можно сделать вывод относительно образования, что соль состоит из аниона А, который происходит из кислоты, и из основного металла, используемого для нейтрализации.
Фосфаты
Фосфорная кислота (H 3 PO 4 ) представляет собой полипротонную оксокислоту, поэтому из нее получают большое количество солей. Используя КОН для его нейтрализации и, таким образом, получения его солей, мы имеем:
H 3 PO 4 + KOH => KH 2 PO 4 + H 2 O
KH 2 PO 4 + KOH => K 2 HPO 4 + H 2 O
K 2 HPO 4 + KOH => K 3 PO 4 + H 2 O
КОН нейтрализует один из кислых протонов H 3 PO 4 , заменяясь катионом K + в фосфатной соли двухосновной кислоты калия (согласно традиционной номенклатуре). Эта реакция продолжается до тех пор, пока не будут добавлены те же эквиваленты КОН для нейтрализации всех протонов.
Затем можно увидеть, что образуются до трех различных солей калия, каждая со своими соответствующими свойствами и возможными применениями. Тот же результат может быть получен при использовании LiOH, давая фосфаты лития; или Sr (OH) 2 с образованием фосфатов стронция и так далее с другими основаниями.
Цитраты
Лимонная кислота - это трикарбоновая кислота, содержащаяся во многих фруктах. Следовательно, он имеет три группы –COOH, что равно трем кислотным протонам. Опять же, как и фосфорная кислота, он способен образовывать три типа цитратов в зависимости от степени нейтрализации.
Таким образом, используя NaOH, получают моно-, ди- и тринатрийцитраты:
OHC 3 H 4 (COOH) 3 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + H 2 O
OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + H 2 O
OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 3 + H 2 O
Химические уравнения выглядят сложными, учитывая структуру лимонной кислоты, но если представить их, то реакции будут такими же простыми, как и для фосфорной кислоты.
Последняя соль - нейтральный цитрат натрия, химическая формула которого - Na 3 C 6 H 5 O 7 . И другие цитраты натрия: Na 2 C 6 H 6 O 7 , цитрат натрия кислоты (или цитрат динатрия); и NaC 6 H 7 O 7 , цитрат двухосновной кислоты (или цитрат натрия).
Это яркий пример кислых органических солей.
Примеры
Многие соли кислот содержатся в цветках и многих других биологических субстратах, а также в минералах. Однако соли аммония были исключены, которые, в отличие от других, происходят не от кислоты, а от основания: аммиака.
Как это возможно? Это происходит из-за реакции нейтрализации аммиака (NH 3 ), основания, которое депротонирует и производит катион аммония (NH 4 + ). NH 4 + , как и другие катионы металлов, может идеально замещать любые кислотные протоны гидрокислотных или оксокислот.
В случае фосфатов и цитратов аммония достаточно заменить NH 4 на K и Na , и будет получено шесть новых солей. То же самое и с угольной кислотой: NH 4 HCO 3 (кислый карбонат аммония) и (NH 4 ) 2 CO 3 (карбонат аммония).
Кислые соли переходных металлов
Переходные металлы также могут входить в состав различных солей. Однако они менее известны, и лежащие в их основе синтезы представляют более высокую степень сложности из-за разной степени окисления. Примеры этих солей включают следующее:
Соль: AgHSO 4
Номенклатуры
Традиционный: кислый сульфат серебра .
Состав: Гидросульфат серебра .
Систематика: Водород серебра (тетраоксидосульфат) .
Соль: Fe (H 2 BO 3 ) 3
Номенклатуры
Традиционный: двухосновный борат железа (III) .
Состав: дигидрогеноборат железа (III) .
Систематика: Железный Трис (III) .
Соль: Cu (HS) 2
Номенклатуры
Традиционный: кислый сульфид меди (II) .
Состав: сероводород меди (II) .
Систематический: бис (сероводород) меди (II) .
Соль: Au (HCO 3 ) 3
Номенклатуры
Традиционный: кислотный карбонат золота (III) .
Состав: гидрокарбонат золота (III) .
Систематика: Золотая Трис (III) .
То же самое и с другими металлами. Большое структурное богатство кислотных солей больше связано с природой металла, чем природы аниона; так как существует не так много гидрокислот или окскислот.
Кислотный характер
Кислые соли обычно при растворении в воде дают водный раствор с pH ниже 7. Однако это не совсем верно для всех солей.
Почему нет? Потому что силы, связывающие кислотный протон с анионом, не всегда одинаковы. Чем они сильнее, тем меньше будет тенденция отдавать его середине; Точно так же существует обратная реакция, которая заставляет этот факт регрессировать: реакция гидролиза.
Это объясняет, почему NH 4 HCO 3 , несмотря на то, что он является кислой солью, образует щелочные растворы:
NH 4 + + H 2 O <=> NH 3 + H 3 O +
HCO 3 - + H 2 O <=> H 2 CO 3 + OH -
HCO 3 - + H 2 O <=> CO 3 2– + H 3 O +
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + ОН -
Учитывая предыдущие уравнения равновесия, основной pH указывает, что реакции, которые производят OH -, протекают предпочтительно , чем реакции, которые производят H 3 O + , индикаторную разновидность раствора кислоты.
Однако не все анионы могут быть гидролизованы (F - , Cl - , NO 3 - и т. Д.); Это те, которые происходят из сильных кислот и оснований.
Приложения
Каждая кислотная соль имеет собственное применение в разных областях. Тем не менее, они могут суммировать ряд общих применений большинства из них:
-В пищевой промышленности они используются как дрожжи или консерванты, а также в кондитерских изделиях, в продуктах гигиены полости рта и при производстве лекарств.
-Гигроскопичные, предназначены для поглощения влаги и CO 2 в помещениях или условиях, которые требуют этого.
-Соли калия и кальция обычно используются в качестве удобрений, пищевых компонентов или лабораторных реагентов.
-Как добавки для стекла, керамики и цемента.
-При приготовлении буферных растворов, необходимых для всех реакций, чувствительных к резким изменениям pH. Например, фосфатные или ацетатные буферы.
-И, наконец, многие из этих солей обеспечивают твердые и легко обрабатываемые формы катионов (особенно переходных металлов), пользующиеся большим спросом в мире неорганического или органического синтеза.
Ссылки
- Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning, стр 138, 361.
- Брайан М. Тиссю. (2000). Усовершенствованное равновесие слабой кислоты и слабого основания. Взято с: fabricgroup.chem.vt.edu
- С. Спикман и Невилл Смит. (1945). Кислотные соли органических кислот как стандарты pH. Том 155, страница 698.
- Wikipedia. (2018). Кислотные соли. Взято с: en.wikipedia.org
- Определение кислот, оснований и солей. (2013). Взято с: ch302.cm.utexas.edu
- Кислые и основные солевые растворы. Взято с: chem.purdue.edu
- Хоакин Наварро Гомес. Кислые водородные соли. Взято с: formulacionquimica.weebly.com
- Энциклопедия примеров (2017). Кислотные соли. Восстановлено с: examples.co