Кислые, основные и двойные соли

Кислые соли: механизм образования

Кислые соли образуются в результате частичной нейтрализации многоосновных кислот. Главное правило этого процесса: нейтрализация протекает ступенчато, а итоговый продукт полностью зависит от того, в каком молярном соотношении были смешаны кислота и щелочь.

Если щелочь находится в недостатке, реакция не доходит до конца. В результате в растворе формируется кислая соль или смесь различных солей.

Рассмотрим этот механизм на примере взаимодействия ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$) и гидроксида натрия ($NaOH$):

1. Первое замещение. Образуется дигидрофосфат натрия:

$$H_3PO_4 + NaOH = NaH_2PO_4 + H_2O$$

1. Второе замещение. При добавлении еще одной порции щелочи получается гидрофосфат натрия:

$$NaH_2PO_4 + NaOH = Na_2HPO_4 + H_2O$$

1. Третье замещение. Полная нейтрализация приводит к образованию средней соли — фосфата натрия:

$$Na_2HPO_4 + NaOH = Na_3PO_4 + H_2O$$

Свойства и способы получения кислых солей

По своему химическому составу кислые соли занимают промежуточное положение между классической средней солью и кислотой. Из-за этого возникает химическая двойственность.

Ярким примером такой двойственности («соли-хамелеона») является гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$). Будучи продуктом неполной нейтрализации угольной кислоты, он формально относится к кислым солям. Однако в растворе это вещество проявляет свойства основания, создавая щелочную среду.

Помимо прямой частичной нейтрализации, кислые соли можно получить с помощью обменных реакций:

• Взаимодействие соли многоосновной кислоты с сильной кислотой (при условии недостатка последней):

$$Na_2CO_3 + HCl = NaHCO_3 + NaCl$$

• Взаимодействие соли многоосновной кислоты с той же самой кислотой:

$$Na_2CO_3 + H_2CO_3 = 2NaHCO_3$$

Основные соли: структура и сложности выделения

Основные соли — это продукты частичной нейтрализации многокислотных оснований различными кислотами.

В структуре молекулы основной соли обязательно должны одновременно присутствовать два компонента:

1. Гидроксогруппа ($-OH$).
2. Кислотный остаток.

Типичный пример такого соединения — гидроксиацетат алюминия: $Al(OH)(CH_3COO)_2$.

В отличие от кислых солей, основные соли выделяются из растворов в виде индивидуальных твердых веществ значительно реже, хотя и могут содержаться в растворах в небольших количествах. Главная проблема их получения заключается в нерастворимости большинства гидроксидов металлов. В тех условиях, которые теоретически подходят для кристаллизации основной соли, зачастую в осадок выпадает сам гидроксид металла, блокируя формирование целевого продукта.

Двойные соли и условия их кристаллизации

Двойные соли представляют собой химические соединения, содержащие два разных металла, соединенных с одним и тем же кислотным остатком.

Главное условие образования таких солей заключается в разнице растворимостей. Двойная соль выпадает в осадок из раствора только в том случае, если она менее растворима, чем каждая из простых солей, которые участвуют в ее образовании.

Классическим примером служат алюмокалиевые квасцы. Если смешать растворы сульфата калия ($K_2SO_4$) и сульфата алюминия ($Al_2(SO_4)_3$), то в результате химического взаимодействия выпадает белый осадок.

Уравнение реакции выглядит так: $$K_2SO_4 + Al_2(SO_4)_3 + 24H_2O = 2KAl(SO_4)_2 \cdot 12H_2O\downarrow$$

Осадок образуется именно потому, что растворимость полученной двойной соли крайне низкая и не превышает 6%.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Реакция дигидрофосфата калия с серной кислотой
• Взаимодействие дигидрофосфата калия с гидроксидом калия
• Реакция фосфата калия с двойным количеством фосфорной кислоты
• Поиск дополнительных примеров двойных солей в химической номенклатуре

Другие темы раздела «Глава 3. Классификация веществ»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.