Соли

Со́ли — класс химических соединений, состоящих из катионов и анионов^[1].

В роли катионов в солях могут выступать катионы металлов, ониевые катионы (катионов аммония $~\mathsf{NH_4^+}$, фосфония $~\mathsf{PH_4^+ }$, гидроксония $~\mathsf{H_3O^+}$ и их органические производные), комплексные катионы и т.д., в качестве анионов — анионы кислотного остатка различных кислот Бренстеда - как неорганических, так и органических, включая карбанионы, комплексные анионы и т.п.

Типы солей

• Средние (нормальные) соли — все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла. Пример: $~\mathsf{Na_2CO_3}$, $~\mathsf{K_3PO_4}$.
• Кислые соли — атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты. Пример: $~\mathsf{NaHCO_3}$, $~\mathsf{K_2HPO_4}$.
• Осно́вные соли — гидроксогруппы основания (OH⁻) частично замещены кислотными остатками. Пример: $~\mathsf{(CuOH)_2CO_3}$.
• Двойные соли — в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами. Пример: $~\mathsf{KAl(SO_4)_2 \cdot 12 H_2O}$.
• Смешанные соли — в их составе присутствует два различных аниона. Пример: $~\mathsf{Ca(OCl)Cl}$.
• Гидратные соли (кристаллогидраты) — в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример: $~\mathsf{Na_2SO_4 \cdot 10 H_2O}$.
• Комплексные соли — в их состав входит комплексный катион или комплексный анион. Пример: $~\mathsf{K_3[Fe(CN)_6]}$, $~\mathsf{[Cu(NH_3)_4](OH)_2}$.

Особую группу составляют соли органических кислот, свойства которых значительно отличаются от свойств минеральных солей. Некоторые из них можно отнести к особенному классу органических солей, так называемых ионных жидкостей или по-другому «жидких солей», органических солей с температурой плавления ниже 100 °C.

Нахождение в природе

Многие минералы — соли, образующие залежи (например, галит $~\mathsf{NaCl}$, сильвин $~\mathsf{KCl}$, флюорит $~\mathsf{CaF_2}$).

Названия солей

Названия солей образуются из двух слов: название аниона в именительном падеже и название катиона в родительном падеже: $~\mathsf{Na_2SO_4}$ — сульфат натрия. Для металлов с переменной степенью окисления её указывают в скобках и без пробела: $~\mathsf{FeSO_4}$ — сульфат железа(II), $~\mathsf{Fe_2(SO_4)_3}$ — сульфат железа(III).

Названия кислых солей начинаются с приставки «гидро-» (если в соли присутствует один атом водорода) или «дигидро-» (если их два). Например, $~\mathsf{NaHCO_3}$ — гидрокарбонат натрия, $~\mathsf{NaH_2PO_4}$ — дигидрофосфат натрия.

Названия основных солей содержат приставку «гидроксо-» или «дигидроксо-». Например, $~\mathsf{Mg(OH)Cl}$ — хлорид гидроксомагния, $~\mathsf{Al(OH)_2Cl}$ — хлорид дигидроксоалюминия.

В гидратных солях на наличие кристаллической воды указывает приставка «гидрат-». Степень гидратации отражают численной приставкой. Например, $~\mathsf{CaCl_2 \cdot 2 H_2O}$ — дигидрат хлорида кальция.

На низшую степень окисления кислотообразующего элемента (если степеней окисления больше двух) указывает приставка «гипо-». Приставка «пер-» указывает на высшую степень окисления (для солей кислот с окончаниями «-овая», «-евая», «-ная»). Например: $~\mathsf{NaClO}$ — гипохлорит натрия, $~\mathsf{NaClO_2}$ — хлорит натрия, $~\mathsf{NaClO_3}$ — хлорат натрия, $~\mathsf{NaClO_4}$ — перхлорат натрия.

Методы получения

Существуют различные методы получения солей:

• Взаимодействие кислот с металлами, основными и амфотерными оксидами / гидроксидами:

$\mathsf{H_2SO_4 + Mg \longrightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow}$

$\mathsf{H_2SO_4 + MgO \longrightarrow MgSO_4 + H_2O}$

$\mathsf{3H_2SO_4 + Al_2O_3 \longrightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3\ H_2O}$

• Взаимодействие кислотных оксидов c щелочами, основными и амфотерными оксидами / гидроксидами:

$\mathsf{Ca(OH)_2 + CO_2 \longrightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O}$

$\mathsf{CaO + SiO_2 \longrightarrow CaSiO_3}$

$\mathsf{Al_2O_3 + 3\ SO_3 \longrightarrow Al_2(SO_4)_3}$

$\mathsf{Mg(OH)_2 + CO_2 \longrightarrow MgCO_3 \downarrow + H_2O}$

$\mathsf{Zn(OH)_2 + SO_3 \longrightarrow ZnSO_4 + H_2O}$

• Взаимодействие солей c кислотами, другими солями (если образуется выходящий из сферы реакции продукт):

$\mathsf{CaCO_3 + 2 HCl \longrightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow}$

$\mathsf{CuCl_2 + Na_2S \longrightarrow 2 NaCl + CuS \downarrow}$

$\mathsf{2Na_2CO_3 + 2 MgCl_2 + H_2O \longrightarrow [Mg(OH)]_2CO_3 + CO_2 \uparrow + 4 NaCl}$

• Взаимодействие простых веществ:

$\mathsf{Fe + S \longrightarrow FeS}$

• Взаимодействие оснований с неметаллами, например с галогенами:

$\mathsf{Ca(OH)_2 + Cl_2 \longrightarrow Ca(OCl)Cl + H_2O}$

Химические свойства

Химические свойства определяются свойствами катионов и анионов, входящих в их состав.

• Соли взаимодействуют с кислотами и основаниями, если в результате реакции получается продукт, который выходит из сферы реакции (осадок, газ, мало диссоциирующие вещества, например, вода или другие оксиды ) :

$\mathsf{BaCl_2 + H_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4\downarrow + 2 HCl}$

$\mathsf{NaHCO_3 + HCl \longrightarrow NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow}$

$\mathsf{Na_2SiO_3 + 2 HCl \longrightarrow 2 NaCl + H_2SiO_3 \downarrow}$

• Соли взаимодействуют с металлами, если свободный металл находится левее металла в составе соли в электрохимическом ряде активности металлов:

$\mathsf{Cu + HgCl_2 \longrightarrow CuCl_2 + Hg}$

• Соли взаимодействуют между собой, если продукт реакции выходит из сферы реакции (образуется газ, осадок или вода); в том числе эти реакции могут проходить с изменением степеней окисления атомов реагентов:

$\mathsf{CaCl_2 + Na_2CO_3 \longrightarrow CaCO_3 \downarrow + 2 NaCl}$

$\mathsf{AgNO_3 + NaCl \longrightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3}$

$\mathsf{K_2Cr_2O_7 + 3 Na_2SO_3 + 4 H_2SO_4 \longrightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 3 Na_2SO_4 + K_2SO_4 + 4 H_2O}$

• Некоторые соли разлагаются при нагревании:

$\mathsf{CuCO_3 \longrightarrow CuO + CO_2 \uparrow}$

$\mathsf{Ca(NO_3)_2 \longrightarrow Ca(NO_2)_2 + O_2\uparrow }$

$\mathsf{NH_4NO_3 \longrightarrow N_2O \uparrow + 2 H_2O}$

$\mathsf{NH_4NO_2 \longrightarrow N_2 \uparrow + 2 H_2O}$

Значение солей для человека

Название солей	Продукты содержания	Влияние на человеческий организм	Заболевания при нехватке солей
1. Соли кальция	Молоко, рыба, овощи	Повышают рост и прочность костей	Плохой рост скелета, разрушение зубов и.т.д.
2. Соли железа	Печень говяжья, Мясо говяжье	Входят в состав гемоглобина	Малокровие
3. Соли магния	Горох, курага	Улучшают работу кишечника	Ухудшение работы пищеварительной системы

Применение солей

Соли повсеместно используются как в производстве, так и в повседневной жизни.

1. Соли соляной кислоты. Из хлоридов больше всего используют хлорид натрия и хлорид калия.
   Хлорид натрия (поваренную соль) выделяют из озерной и морской воды, а также добывают в соляных шахтах. Поваренную соль используют в пищу. В промышленности хлорид натрия служит сырьём для получения хлора, гидроксида натрия и соды.
   Хлорид калия используют в сельском хозяйстве как калийное удобрение.
2. Соли серной кислоты. В строительстве и в медицине широко используют полуводный гипс, получаемый при обжиге горной породы (дигидрат сульфата кальция). Будучи смешан с водой, он быстро застывает, образуя дигидрат сульфата кальция, то есть гипс.
   Декагидрат сульфата натрия используют в качестве сырья для получения соды.
3. Соли азотной кислоты. Нитраты больше всего используют в качестве удобрений в сельском хозяйстве. Важнейшим из них является нитрат натрия, нитрат калия, нитрат кальция и нитрат аммония. Обычно эти соли называют селитрами.
4. Из ортофосфатов важнейшим является ортофосфат кальция. Эта соль служит основной составной частью минералов — фосфоритов и апатитов. Фосфориты и апатиты используются в качестве сырья в производстве фосфорных удобрений, например, суперфосфата и преципитата.
5. Соли угольной кислоты. Карбонат кальция используют в качестве сырья для получения извести.
   Карбонат натрия (соду) применяют в производстве стекла и при варке мыла.
   Карбонат кальция в природе встречается и в виде известняка, мела и мрамора.

Галерея изображения солей

• 

  Гидрокарбонат калия

• 

  Гексацианоферрат(III) калия

• 

  Аммоний-церий(IV) сульфат

• 

  Нитрат свинца(II)

• 

  Фторид аммония

• 

  Селенид галлия

• 

  Фторид кальция

• 

  Ортофосфат меди(II)

• 

  Метасиликат кобальта(II)

• 

  Бромид свинца(II)

Источники

• Семёнов И. Н., Перфилова И. Л. — «Химия», 2000 г.
• Соли в Химической энциклопедии

Примечания

1. ↑ salt // IUPAC Gold Book

Для улучшения этой статьи желательно?: Добавить иллюстрации.