Savas sók bomlása. Alapok

A sók kémiai tulajdonságai

A sókat sav és bázis kölcsönhatásának termékének kell tekinteni. Ennek eredményeként kialakulhatnak:

  1. normál (közepes) - akkor keletkeznek, ha a sav és a bázis mennyisége elegendő a teljes kölcsönhatáshoz. A normál sók neveiés két részből áll. Először az aniont (savmaradékot), majd a kationt nevezzük.
  2. savanyú - savfelesleggel és elégtelen mennyiségű lúggal képződnek, mert ebben az esetben nincs elegendő fémkation a savmolekulában lévő összes hidrogénkation pótlására. Az ilyen típusú só savmaradékai részeként mindig hidrogént fog látni. A savas sókat csak többbázisú savak képezik, és sók és savak tulajdonságait is mutatják. A savas sók nevében előtag kerül víz- az anionhoz.
  3. bázikus sók - bázisfelesleggel és elégtelen savmennyiséggel jönnek létre, mert ebben az esetben a savmaradékok anionjai nem elegendőek a bázisban jelenlévő hidroxocsoportok teljes helyettesítésére. a bázikus sók a kationok összetételében hidroxocsoportokat tartalmaznak. Bázikus sók lehetségesek polisav bázisokhoz, de nem monosavakhoz. Egyes bázikus sók képesek maguktól lebomlani, miközben vizet bocsátanak ki, oxosókat képezve, amelyek bázikus sók tulajdonságaival rendelkeznek. Bázikus sók neve a következőképpen épül fel: az előtag hozzáadódik az anionhoz hidroxo-.

A normál sók tipikus reakciói

  • Jól reagálnak a fémekkel. Ugyanakkor az aktívabb fémek kiszorítják a kevésbé aktív fémeket sóik oldatából.
  • Savakkal, lúgokkal és más sókkal a reakciók teljesen lezajlanak, feltéve, hogy csapadék, gáz vagy rosszul disszociált vegyületek képződnek.
  • A sók lúgokkal való reakciójában olyan anyagok képződnek, mint a nikkel(II)-hidroxid Ni (OH) 2 - csapadék; ammónia NH 3 - gáz; A víz A H 2 O gyenge elektrolit, alacsony disszociációjú vegyület:
  • A sók reakcióba lépnek egymással, ha csapadék képződik, vagy ha stabilabb vegyület képződik.
  • Sok normál só hevítés hatására lebomlik, és két oxid képződik, savas és bázikus.
  • A nitrátok más módon bomlanak le, mint a többi normál sók. Hevítéskor az alkáli- és alkáliföldfém-nitrátok oxigént szabadítanak fel és nitritté alakulnak:
  • Szinte minden más fém nitrátja oxidokra bomlik:
  • Egyes nehézfémek (ezüst, higany stb.) nitrátjai hevítéskor fémekké bomlanak:

A savas sók jellemző reakciói

  • Belépnek mindazokba a reakciókba, amelyekbe a savak lépnek be. Lúgokkal reagálnak, ha a savas só és a lúg ugyanazt a fémet tartalmazza, akkor ennek eredményeként normál só keletkezik.
  • Ha az alkáli másik fémet tartalmaz, akkor kettős sók képződnek.

A bázikus sók jellemző reakciói

  • Ezek a sók ugyanolyan reakciókon mennek keresztül, mint a bázisok. Savakkal reagálnak, ha a bázikus só és a sav ugyanazt a savmaradékot tartalmazzák, akkor normál só keletkezik.
  • Ha a sav egy másik savmaradékot tartalmaz, akkor kettős sók képződnek.

Komplex sók- összetett ionokat tartalmazó vegyület a kristályrács csomópontjaiban.

1. A sók elektrolitok.

Vizes oldatokban a sók a savmaradékok pozitív töltésű fémionjaira (kationokra) és negatív töltésű ionjaira (anionokra) disszociálnak.

Például, amikor a nátrium-klorid kristályokat vízben oldjuk, a pozitív töltésű nátriumionok és a negatív töltésű kloridionok, amelyekből ennek az anyagnak a kristályrácsa keletkezik, oldatba mennek:

NaCl → NaCl - .

Az alumínium-szulfát elektrolitikus disszociációja során pozitív töltésű alumíniumionok és negatív töltésű szulfátionok képződnek:

Al 2 SO 4 3 → 2 Al 3 3 SO 4 2 - .

2. A sók kölcsönhatásba léphetnek a fémekkel.

A vizes oldatban végbemenő szubsztitúciós reakció során egy kémiailag aktívabb fém kiszorítja a kevésbé aktív fémet.

Például, ha egy vasdarabot réz-szulfát oldatba teszünk, vörösesbarna rézcsapadék borítja. Az oldat színe fokozatosan kékről halványzöldre változik, ahogy vassó képződik (\ (II \)):

Fe Cu SO 4 → Fe SO 4 Cu ↓ .

Videoklip:

Amikor a réz-klorid (\ (II \)) alumíniummal reagál, alumínium-klorid és réz képződik:
2 Al 3Cu Cl 2 → 2Al Cl 3 3 Cu ↓ .

3. A sók kölcsönhatásba léphetnek savakkal.

Kicserélődési reakció játszódik le, melynek során egy kémiailag aktívabb sav kiszorítja a kevésbé aktív savat.

Például, amikor a bárium-klorid oldata kénsavval reagál, bárium-szulfát csapadék képződik, és sósav marad az oldatban:
BaCl 2 H 2 SO 4 → Ba SO 4 ↓ 2 HCl.

Amikor a kalcium-karbonát sósavval reagál, kalcium-klorid és szénsav képződik, amely azonnal szén-dioxiddá és vízzé bomlik:

CaCO 3 2 HCl → CaCl 2 H 2 O CO 2 H 2 CO 3.

Videoklip:

4. A vízben oldódó sók kölcsönhatásba léphetnek lúgokkal.

Kicserélődési reakció akkor lehetséges, ha ennek eredményeként legalább az egyik termék gyakorlatilag oldhatatlan (kicsapódik).

Például, amikor a nikkel-nitrát (\ (II \)) nátrium-hidroxiddal reagál, nátrium-nitrát és gyakorlatilag oldhatatlan nikkel-hidroxid (\ (II \)) keletkezik:
Ni NO 3 2 2 NaOH → Ni OH 2 ↓ 2Na NO 3.

Videoklip:

Amikor a nátrium-karbonát (szóda) kalcium-hidroxiddal (oltott mésszel) reagál, nátrium-hidroxid és gyakorlatilag oldhatatlan kalcium-karbonát keletkezik:
Na 2 CO 3 CaOH 2 → 2NaOH CaCO 3 ↓.

5. A vízoldható sók cserereakcióba léphetnek más vízoldható sókkal, ha ennek eredményeként legalább egy gyakorlatilag oldhatatlan anyag keletkezik.

Például, amikor a nátrium-szulfid reagál ezüst-nitráttal, nátrium-nitrát és gyakorlatilag oldhatatlan ezüst-szulfid keletkezik:
Na 2 S 2Ag NO 3 → Na NO 3 Ag 2 S ↓.

Videoklip:

Amikor a bárium-nitrát reagál kálium-szulfáttal, kálium-nitrát és gyakorlatilag oldhatatlan bárium-szulfát képződik:
Ba NO 3 2 K 2 SO 4 → 2 KNO 3 BaSO 4 ↓ .

6. Egyes sók hevítés hatására lebomlanak.

Ezenkívül az ebben az esetben előforduló kémiai reakciók két csoportra oszthatók:

  • olyan reakciók, amelyek során az elemek nem változtatják meg oxidációs állapotukat
  • redox reakciók.

A. Sóbomlási reakciók, amelyek az elemek oxidációs állapotának megváltoztatása nélkül mennek végbe.

Ilyen példákként kémiai reakciók Nézzük meg, hogyan megy végbe a karbonátok bomlása.

Erős melegítés hatására a kalcium-karbonát (kréta, mészkő, márvány) lebomlik, és kalcium-oxidot (égetett mész) és szén-dioxidot képez:
CaCO 3 t ° CaO CO 2 .

Videoklip:

Szódabikarbóna ( szódabikarbóna) enyhe melegítés hatására nátrium-karbonátra (szóda), vízre és szén-dioxidra bomlik:
2 NaHCO 3 t ° Na 2 CO 3 H 2 O CO 2 .

Videoklip:

A sók kristályhidrátjai hevítéskor vizet veszítenek. Például a réz-szulfát-pentahidrát (\ (II \)) (réz-szulfát), amely fokozatosan vizet veszít, vízmentes réz-szulfáttá (\ (II \)) alakul:
CuSO 4 ⋅ 5 H 2 O → t ° CuSO 4 5 H 2 O.

Normál körülmények között a képződött vízmentes réz-szulfát kristályos hidráttá alakítható:
CuSO 4 5 H 2 O → CuSO 4 ⋅ 5 H 2 O

Videoklip:

A réz-szulfát megsemmisülése és képződése

Nap mint nap találkozunk a sókkal, és nem is gondolunk arra, hogy milyen szerepet játszanak az életünkben. De nélkülük a víz nem lenne olyan ízletes, és az étel nem okozna örömet, és nem nőnének a növények, és nem létezhetne élet a földön, ha nem lenne só a világunkban. Mik tehát ezek az anyagok, és a sók milyen tulajdonságai teszik nélkülözhetetlenné őket?

Mik azok a sók

Összetételében ez a legtöbb osztály, amelyet a sokféleség jellemez. A 19. században J. Verzelius kémikus úgy határozta meg a sót, mint egy sav és egy bázis reakciójának termékét, amelyben a hidrogénatom helyére egy fém kerül. A vízben a sók általában fémre vagy ammóniumra (kation) és savmaradékra (anionra) disszociálnak.

A sót a következő módokon szerezheti be:

  • fém és nem fém kölcsönhatása révén, ebben az esetben oxigénmentes lesz;
  • ha egy fém savval reagál, só keletkezik és hidrogén szabadul fel;
  • egy fém kiszoríthat egy másik fémet az oldatból;
  • amikor két oxid kölcsönhatásba lép - savas és bázikus (ezeket rendre nemfém-oxidnak és fém-oxidnak is nevezik);
  • fém-oxid és sav reakciója sót és vizet termel;
  • a bázis és egy nemfém-oxid reakciója szintén sót és vizet termel;
  • ioncserélő reakciót alkalmazva ebben az esetben különböző vízoldható anyagok (bázisok, savak, sók) reagálhatnak, de a reakció akkor megy végbe, ha gáz, víz vagy vízben gyengén oldódó (oldhatatlan) sók keletkeznek.

A sók tulajdonságai csak a kémiai összetételtől függenek. De először nézzük meg az osztályaikat.

Osztályozás

Az összetételtől függően a következő sók osztályokat különböztetjük meg:

  • oxigéntartalom szerint (oxigéntartalmú és anoxikus);
  • vízzel való kölcsönhatás révén (oldható, gyengén oldható és oldhatatlan).

Ez a besorolás nem tükrözi teljes mértékben az anyagok sokféleségét. A modern és legteljesebb osztályozást, amely nemcsak a sók összetételét, hanem tulajdonságait is tükrözi, az alábbi táblázat mutatja be.

NormálSavanyúKettősvegyesÖsszetett
A hidrogén teljesen kicserélődikA hidrogénatomokat nem helyettesíti teljesen fémA báziscsoportokat nem helyettesíti teljesen savmaradékKét fémből és egy savmaradékból állEgy fém és két savmaradékÖsszetett kationból és anionból vagy kationból és komplex anionból álló összetett anyagok
NaClKHSO 4FeOHSO3KNaSO 4CaClBrSO 4

Fizikai tulajdonságok

Nem számít, milyen széles az osztálya ezeknek az anyagoknak, de gyakori fizikai tulajdonságok sók izolálhatók. Ezek nem molekuláris szerkezetű, ionos kristályrácsos anyagok.

Nagyon magas olvadáspont és forráspont. Normál körülmények között nem minden só vezet áramot, de oldatban a legtöbbjük tökéletesen vezeti az elektromosságot.

A szín nagyon eltérő lehet, ez a benne lévő fémiontól függ. A vas-szulfát (FeSO 4) zöld, a vas-klorid (FeCl 3) sötétvörös, a kálium-kromát (K 2 CrO 4) pedig gyönyörű élénksárga. De a legtöbb só még mindig színtelen vagy fehér.

A vízben való oldhatóság is változó, és az ionok összetételétől függ. Elvileg a sók minden fizikai tulajdonságának van szingularitása. Attól függenek, hogy melyik fémiont és melyik savmaradékot tartalmazza a készítmény. Folytassuk a sóval.

A sók kémiai tulajdonságai

Itt is van egy fontos tulajdonság. A sók kémiai tulajdonságai a fizikaihoz hasonlóan összetételüktől függenek. És azt is, hogy melyik osztályba tartoznak.

De általános tulajdonságok a sók továbbra is megkülönböztethetők:

  • sok közülük hevítéskor két oxid képződésével bomlik: savas és bázikus, valamint oxigénmentes - fém és nemfém;
  • a sók más savakkal is kölcsönhatásba lépnek, de a reakció csak akkor megy végbe, ha a só gyenge vagy illékony sav savas maradékát tartalmazza, vagy ennek eredményeként oldhatatlan sót kapunk;
  • kölcsönhatás lúggal lehetséges, ha a kation oldhatatlan bázist képez;
  • két különböző só között is lehetséges reakció, de csak akkor, ha az újonnan képződött sók egyike nem oldódik vízben;
  • fémmel való reakció is létrejöhet, de ez csak akkor lehetséges, ha a sóban lévő fémből a feszültségsorban jobbra elhelyezkedő fémet vesszük ki.

Kémiai tulajdonságok A normálhoz kapcsolódó sókat fentebb tárgyaltuk, míg más osztályok némileg eltérően reagálnak az anyagokkal. De a különbség csak a kimeneti termékekben van. Alapvetően a sók összes kémiai tulajdonsága megmarad, csakúgy, mint a reakciók lefolyására vonatkozó követelmények.

sókösszetett anyagokat nevezzük, amelyek molekulái fématomokból és savmaradékokból állnak (esetenként hidrogént is tartalmazhatnak). Például a NaCl nátrium-klorid, a CaSO 4 kalcium-szulfát stb.

Gyakorlatilag Minden só ionos vegyület ezért a sókban a savmaradékok ionjai és a fémionok összekapcsolódnak:

Na + Cl - - nátrium-klorid

Ca 2+ SO 4 2– - kalcium-szulfát stb.

A só a savas hidrogénatomok fémmel történő részleges vagy teljes helyettesítésének terméke. Ezért a következő típusú sókat különböztetjük meg:

1. Közepes sók- a savban az összes hidrogénatomot fém helyettesíti: Na 2 CO 3, KNO 3 stb.

2. Savas sók- a savban nem minden hidrogénatomot helyettesítünk fémmel. Természetesen a savas sók csak két- vagy többbázisú savakat képezhetnek. Az egybázisú savak nem képezhetnek savas sókat: NaHCO 3, NaH 2 PO 4 stb. d.

3. Kettős sók- egy két- vagy többbázisú sav hidrogénatomjait nem egy fém, hanem két különböző fém helyettesíti: NaKCO 3, KAl(SO 4) 2 stb.

4. Bázikus sók bázisok hidroxilcsoportjainak savas maradékokkal való hiányos vagy részleges helyettesítésének termékeinek tekinthetők: Al(OH)SO 4, Zn(OH)Cl stb.

A nemzetközi nómenklatúra szerint minden sav sójának neve az elem latin nevéből származik. Például a kénsav sóit szulfátoknak nevezik: CaSO 4 - kalcium-szulfát, Mg SO 4 - magnézium-szulfát stb.; a sósav sóit kloridoknak nevezzük: NaCl - nátrium-klorid, ZnCI 2 - cink-klorid stb.

A „bi” vagy „hidro” részecske hozzáadódik a kétbázisú savak sóihoz: Mg (HCl 3) 2 - magnézium-hidrogén-karbonát vagy -hidrogén-karbonát.

Feltéve, hogy egy hárombázisú savban csak egy hidrogénatomot helyettesítenek fémmel, akkor a "dihidro" előtagot adják hozzá: NaH 2 PO 4 - nátrium-dihidrogén-foszfát.

A sók szilárd anyagok, amelyek sokféle vízben oldódnak.

A sók kémiai tulajdonságai

A sók kémiai tulajdonságait az összetételük részét képező kationok és anionok tulajdonságai határozzák meg.

1. Néhány a sók kalcináláskor lebomlanak:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

2. Reagáljon savakkal hogy új só és új sav keletkezzen. Ennek a reakciónak a bekövetkezéséhez szükséges, hogy a sav erősebb legyen, mint a só, amelyre a sav hat:

2NaCl + H 2SO 4 → Na 2 SO 4 + 2HCl.

3. Interakció az alapokkal, új sót és új bázist képezve:

Ba(OH) 2 + MgSO 4 → BaSO 4 ↓ + Mg(OH) 2 .

4. Interakcióba lépnek egymássalúj sók képződésével:

NaCl + AgNO 3 → AgCl + NaNO 3 .

5. kölcsönhatásba lép a fémekkel, amelyek a só részét képező fém aktivitási tartományában vannak:

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu↓.

Van kérdésed? Szeretne többet tudni a sókról?
Segítséget kérni egy oktatótól -.
Az első óra ingyenes!

blog.site, az anyag teljes vagy részleges másolásakor a forrásra mutató hivatkozás szükséges.

SÓ, a kémiai vegyületek osztálya. A „sók” fogalmának általánosan elfogadott meghatározása, valamint a „savak és bázisok”, amelyek kölcsönhatási termékei a sók, jelenleg nem létezik. A sók a savas hidrogén protonok fémionok, NH 4 +, CH 3 NH 3 + és más kationok vagy bázis OH csoportok savas anionok (pl. Cl - , SO 4 2-) helyettesítésének termékeinek tekinthetők.

Osztályozás

A teljes helyettesítés termékei például a közepes sók. Na 2SO 4, MgCl 2, részlegesen savas vagy bázikus sók, például KHS04, СuСlOH. Vannak egyszerű sók is, köztük egyfajta kationok és egyfajta anionok (például NaCl), kettős sók, amelyek kétféle kationt tartalmaznak (például KAl (SO 4) 2 12H 2 O), vegyes sók, amelyek közé tartoznak a következők: kétféle savmaradék (pl. AgClBr). A komplex sók komplex ionokat, például K4-et tartalmaznak.

Fizikai tulajdonságok

A tipikus sók ionos szerkezetű kristályos anyagok, mint például a CsF. Vannak kovalens sók is, mint például az AlCl 3 . Valójában sok só kémiai kötésének természete vegyes.

A vízben való oldhatóság alapján megkülönböztetünk oldható, gyengén oldódó és gyakorlatilag oldhatatlan sókat. Az oldhatóak közé tartozik szinte minden nátrium-, kálium- és ammónium-só, sok nitrát, acetát és klorid, kivéve a többértékű fémek vízben hidrolizálódó sóit és sok savas sót.

A sók oldhatósága vízben szobahőmérsékleten

anionok
F- Cl- br- ÉN- S2- NO 3 - CO 3 2- SiO 3 2- SO 4 2- PO 4 3-
Na+ R R R R R R R R R R
K+ R R R R R R R R R R
NH4+ R R R R R R R R R R
Mg2+ RK R R R M R H RK R RK
Ca2+ NK R R R M R H RK M RK
Sr2+ NK R R R R R H RK RK RK
Ba 2+ RK R R R R R H RK NK RK
sn 2+ R R R M RK R H H R H
Pb 2+ H M M M RK R H H H H
Al 3+ M R R R G R G NK R RK
Cr3+ R R R R G R G H R RK
Mn2+ R R R R H R H H R H
Fe2+ M R R R H R H H R H
Fe3+ R R R - - R G H R RK
Co2+ M R R R H R H H R H
Ni2+ M R R R RK R H H R H
Cu2+ M R R - H R G H R H
Zn2+ M R R R RK R H H R H
CD 2+ R R R R RK R H H R H
Hg2+ R R M NK NK R H H R H
Hg 2 2+ R NK NK NK RK R H H M H
Ag+ R NK NK NK NK R H H M H

Legenda:

P - az anyag vízben jól oldódik; M - enyhén oldódik; H - vízben gyakorlatilag nem oldódik, de gyenge vagy híg savakban könnyen oldódik; RK - vízben nem oldódik és csak erős szervetlen savakban oldódik; NK - sem vízben, sem savakban nem oldódik; G - feloldódáskor teljesen hidrolizál, és nem érintkezik vízzel. A kötőjel azt jelenti, hogy ilyen anyag egyáltalán nem létezik.

Vizes oldatokban a sók teljesen vagy részben ionokká disszociálnak. A gyenge savak és/vagy gyenge bázisok sói hidrolízisen mennek keresztül. A vizes sóoldatok hidratált ionokat, ionpárokat és bonyolultabb kémiai formákat tartalmaznak, beleértve a hidrolízis termékeket stb. Számos só oldódik alkoholokban, acetonban, savamidokban és más szerves oldószerekben is.

Vizes oldatokból a sók kristályos hidrátok, nem vizes oldatokból kristályos szolvátok, például CaBr 2 3C 2 H 5 OH formájában kristályosodhatnak.

A víz-só rendszerekben lezajló különféle folyamatokról, a sók együttes jelenlétében a hőmérséklettől, nyomástól és koncentrációtól függő oldhatóságáról, a szilárd és folyékony fázis összetételéről a víz-só rendszerek oldhatósági diagramjainak tanulmányozásával nyerhetünk adatokat.

Sók szintézisének általános módszerei.

1. Közepes sók előállítása:

1) fém nemfémmel: 2Na + Cl 2 = 2NaCl

2) fém savval: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3) fém egy kevésbé aktív fém sóoldatával Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4) bázikus oxid savas oxiddal: MgO + CO 2 = MgCO 3

5) bázikus oxid savval CuO + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + H 2 O

6) bázisok savas oxiddal Ba (OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O

7) bázisok savval: Ca (OH) 2 + 2HCl \u003d CaCl 2 + 2H 2 O

8) savas sók: MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl

9) bázis oldat sóoldattal: Ba (OH) 2 + Na 2 SO 4 \u003d 2NaOH + BaSO 4

10) két só oldata 3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6NaCl

2. Savas sók előállítása:

1. Sav kölcsönhatása bázis hiányával. KOH + H 2 SO 4 \u003d KHSO 4 + H 2 O

2. Bázis kölcsönhatása feleslegben lévő savoxiddal

Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO 3) 2

3. Egy átlagos só kölcsönhatása savval Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 \u003d 3Ca (H 2 PO 4) 2

3. Bázikus sók előállítása:

1. Gyenge bázis és erős sav által képzett sók hidrolízise

ZnCl 2 + H 2 O \u003d Cl + HCl

2. Kis mennyiségű lúg hozzáadása (cseppenként) közepes fémsók AlCl 3 + 2NaOH = Cl + 2NaCl oldataihoz

3. Gyenge savak sóinak kölcsönhatása közepes sókkal

2MgCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d 2 CO 3 + CO 2 + 4NaCl

4. Komplex sók előállítása:

1. Sók reakciói ligandumokkal: AgCl + 2NH 3 = Cl

FeCl 3 + 6KCN] = K 3 + 3KCl

5. Kettős sók beszerzése:

1. Két só együttes kristályosítása:

Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 24H 2 O \u003d 2 + NaCl

4. Redox reakciók a kation vagy anion tulajdonságai miatt. 2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O

2. A savas sók kémiai tulajdonságai:

Hőbomlás közepes sóvá

Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

Kölcsönhatás lúggal. Közepes só beszerzése.

Ba(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = 2BaCO 3 + 2H 2 O

3. A bázikus sók kémiai tulajdonságai:

Termikus bomlás. 2 CO 3 \u003d 2CuO + CO 2 + H 2 O

Kölcsönhatás savval: átlagos só képződése.

Sn(OH)Cl + HCl = SnCl 2 + H 2 O

4. A komplex sók kémiai tulajdonságai:

1. Komplexek megsemmisülése rosszul oldódó vegyületek képződése miatt:

2Cl + K 2 S \u003d CuS + 2KCl + 4NH 3

2. Ligandumok cseréje a külső és belső szféra között.

K 2 + 6H 2 O \u003d Cl 2 + 2KCl

5. A kettős sók kémiai tulajdonságai:

Kölcsönhatás lúgos oldatokkal: KCr(SO 4) 2 + 3KOH = Cr(OH) 3 + 2K 2 SO 4

2. Visszanyerés: KCr (SO 4) 2 + 2H ° (Zn, hígított H 2 SO 4) \u003d 2CrSO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 4

Számos kloridsó, szulfát, karbonát, nátrium-, kálium-, kalcium-, magnézium-borát ipari előállításának alapanyaga a tenger- és óceánvíz, a párolgása során keletkező természetes sóoldat, valamint a szilárd sólerakódások. Az üledékes sólerakódásokat (Na, K és Mg szulfátok és kloridok) képező ásványok csoportjára a „természetes sók” kódnevet használják. A káliumsók legnagyobb lelőhelyei Oroszországban (Szolikamsk), Kanadában és Németországban találhatók, a foszfátércek erőteljes lelőhelyei - Észak-Afrikában, Oroszországban és Kazahsztánban, a NaNO3 - Chilében.

A sókat élelmiszeriparban, vegyiparban, kohászatban, üveg-, bőriparban, textiliparban, mezőgazdaságban, gyógyászatban stb.

A sók fő típusai

1. Borátok(oxoborátok), bórsavak sói: metabór HBO 2, ortobór H 3 BO 3 és polibórsavak, amelyeket nem izolált szabad állapotban. A molekulában lévő bóratomok száma szerint mono-, di-, tetra-, hexaborátokra, stb. A borátokat az őket alkotó savak és a B 2 O 3 mólszáma szerint is nevezik. 1 mól bázikus oxidra vonatkoztatva. Tehát a különböző metaborátokat nevezhetjük monoborátoknak, ha B (OH) 4 aniont vagy láncaniont (BO 2) n n-diborátot tartalmaznak - ha kettős láncú aniont tartalmaznak (B 2 O 3 (OH) 2) n 2n- triborátok - ha gyűrűaniont tartalmaznak (B 3 O 6) 3-.

A borátok szerkezete bór-oxigén csoportokat tartalmaz - 1-6, néha 9 bóratomot tartalmazó „blokkokat”, például:

A bóratomok koordinációs száma 3 (bór-oxigén háromszögcsoportok) vagy 4 (tetraéderes csoportok). A bór-oxigén csoportok nemcsak szigetek, hanem összetettebb struktúrák – láncos, réteges és vázpolimerizált – struktúrák alapját is képezik. Ez utóbbiak a hidratált borátok molekuláiból a víz eliminációja és az oxigénatomokon keresztüli áthidaló kötések megjelenése következtében jönnek létre; a folyamatot néha a polianionokon belüli B-O kötés felszakadása kíséri. A polianionok oldalcsoportokat - bór-oxigén tetraédereket vagy háromszögeket, ezek dimerjeit vagy idegen anionokat - csatolhatnak.

Az ammónium, lúg és egyéb +1 oxidációs állapotú fémek leggyakrabban MBO 2 típusú hidratált és vízmentes metaborátokat, M 2 B 4 O 7 tetraborátokat, MB 5 O 8 pentaborátokat, valamint M 4 B 10 O 17 nH-t képeznek. 2 dekaborátok O. Az alkáliföldfémek és más oxidációs állapotú fémek + 2 általában hidratált metaborátokat, M 2 B 6 O 11 triborátokat és MB 6 O 10 hexaborátokat adnak. valamint vízmentes meta-, orto- és tetraborátok. A + 3 oxidációs állapotú fémeket hidratált és vízmentes MBO 3 ortoborátok jellemzik.

A borátok színtelen amorf anyagok vagy kristályok (főleg alacsony szimmetrikus szerkezetűek - monoklin vagy rombos). A vízmentes borátok olvadáspontja 500-2000 °C; a leginkább magas olvadáspontú metaborátok az alkálifémek, valamint az alkáliföldfémek orto- és metaborátjai. A legtöbb borát könnyen üveget képez, ha olvadékaikat lehűtik. A hidratált borátok keménysége a Mohs-skálán 2-5, vízmentes - legfeljebb 9.

A hidratált monoborátok ~180°C-ig veszítenek kristályvizet, a poliborátok - 300-500°C-on; a bóratomok körül koordinált OH csoportok miatt a víz eliminációja ~750°С-ig megy végbe. A teljes kiszáradás során amorf anyagok képződnek, amelyek 500-800 ° C-on a legtöbb esetben „borát átrendeződésen” - kristályosodáson mennek keresztül, amelyet (poliborátok esetében) részleges bomlás kísér B 2 O 3 felszabadulásával.

Az alkálifém-, ammónium- és T1(I)-borátok vízben oldódnak (különösen a meta- és pentaborátok), vizes oldatokban hidrolizálnak (az oldatok lúgos reakciójúak). A legtöbb borát savak hatására könnyen lebomlik, bizonyos esetekben CO 2 hatására; és SO2;. Az alkáliföldfémek és nehézfémek borátjai kölcsönhatásba lépnek lúgok oldataival, karbonátjaival és alkálifém-hidrogén-karbonátjaival. A vízmentes borátok kémiailag stabilabbak, mint a hidratáltak. Egyes alkoholokkal, különösen a glicerinnel, a borátok vízoldható komplexeket képeznek. Erős oxidálószerek, különösen H 2 O 2 hatására, vagy elektrokémiai oxidáció során a borátok peroxoborátokká alakulnak.

Körülbelül 100 természetes borát ismert, amelyek főként Na, Mg, Ca, Fe sói.

A hidratált borátokat a következőképpen állítják elő: H 3 BO 3 semlegesítés fém-oxidokkal, -hidroxidokkal vagy -karbonátokkal; alkálifém-borátok, leggyakrabban Na, cserereakciói más fémek sóival; a nehezen oldódó borátok kölcsönös átalakulásának reakciója alkálifém-borátok vizes oldataival; hidrotermális eljárások, amelyek ásványianyag-kibocsátó adalékként alkálifém-halogenideket használnak. A vízmentes borátokat B 2 O 3 fém-oxidokkal vagy -karbonátokkal való olvasztásával vagy szinterelésével vagy hidrátok dehidratálásával állítják elő; az egykristályokat olvadt oxidokban, például Bi 2 O 3-ban készült borátok oldatában növesztik.

A borátokat használják: egyéb bórvegyületek előállítására; a töltés összetevőiként üvegek, mázak, zománcok, kerámiák gyártásában; tűzálló bevonatokhoz és impregnáláshoz; folyasztószerek alkotóelemeként fémek finomítására, hegesztésére és forrasztására”; festékek és lakkok pigmentjeként és töltőanyagaként; színezőanyagként, korróziógátlóként, elektrolit-komponensként, foszforként stb. A bóraxot és a kalcium-borátokat használják legszélesebb körben.

2. Halogenidek, halogének kémiai vegyületei más elemekkel. A halogenidek általában olyan vegyületeket foglalnak magukban, amelyekben a halogénatomok elektronegativitása nagyobb, mint egy másik elem. A halogenidek nem alkotnak He-t, Ne-t és Ar-t. Az EXn egyszerű vagy bináris halogenidek (n leggyakrabban 1-től 7-ig terjedő egész szám monohalogenideknél IF 7 és ReF 7 esetén, de lehet tört is, például 7/6 Bi 6 Cl 7 esetén) különösen hidrogén-halogenidek sói és interhalogén vegyületek (pl. halofluoridok). Vannak vegyes halogenidek, polihalogenidek, hidrohalogenidek, oxohalogenidek, oxihalogenidek, hidroxohalogenidek, tiohalogenidek és komplex halogenidek is. A halogenidekben lévő halogének oxidációs állapota általában -1.

Az elem-halogén kötés természete szerint az egyszerű halogenideket ionos és kovalens csoportokra osztják. A valóságban a kapcsolatok vegyes jellegűek, egyik vagy másik összetevő hozzájárulásának túlsúlyával. Az alkáli- és alkáliföldfémek halogenidjei, valamint más fémek számos mono- és dihalogenidje tipikus sók, amelyekben a kötés ionos jellege érvényesül. Legtöbbjük viszonylag tűzálló, kevéssé illékony, vízben jól oldódik; vizes oldatokban szinte teljesen ionokká disszociálnak. A sók tulajdonságaival a ritkaföldfémek trihalogenidjei is rendelkeznek. Az ionos halogenidek vízoldhatósága általában a jodidokról fluoridokra csökken. A kloridok, bromidok és jodidok Ag +, Сu +, Hg + és Pb 2+ rosszul oldódnak vízben.

A fémhalogenidekben a halogénatomok számának vagy a fémtöltésnek az ion sugarához viszonyított arányának növekedése a kötés kovalens komponensének növekedéséhez, a halogenidek vízben való oldhatóságának és termikus stabilitásának csökkenéséhez, növekedéséhez vezet. illékonyságban, az oxidáció, a hidrolízis képességének és hajlamának növekedése. Ezek a függőségek az azonos időszak fémhalogenidjeinél és ugyanazon fém halogenideinek sorozatában figyelhetők meg. Könnyen nyomon követhetőek a termikus tulajdonságok példáján. Például a 4. periódus fémhalogenidjeinek olvadáspontja 771 és 1430 °C a KC1 esetében, 772 és 1960 °C a CaCl 2 esetében, 967 és 975 °C a ScCl 3 esetében, -24,1 és 136 °C. TiCl 4 esetében. Az UF 3 esetében az olvadáspont ~ 1500 °C, UF 4 1036 °C, UF 5 348 °C, UF 6 64,0 °C. Az EHn-vegyületek sorozatában állandó n mellett a kötés kovalencia általában növekszik, amikor a fluoridokról a kloridokra megy át, és csökken, amikor az utóbbiakról a bromidokra és jodidokra megy át. Tehát az AlF 3 esetében a szublimációs hőmérséklet 1280 ° C, A1C1 3 180 ° C, az A1Br 3 forráspontja 254,8 ° C, AlI 3 407 ° C. A ZrF 4, ZrCl 4 ZrBr 4, ZrI 4 sorozatban a szublimációs hőmérséklet 906, 334, 355 és 418°C. Az MFn és MC1n sorozatban, ahol M egy alcsoport fémje, a kötés kovalensége a fém atomtömegének növekedésével csökken. Kevés olyan fémfluorid és -klorid létezik, amelyekben az ionos és kovalens kötéskomponensek hozzávetőleg azonos mértékben járulnak hozzá.

Az átlagos elem-halogén kötés energiája csökken a fluoridokról a jodidokra való átállással és az n növekedésével (lásd a táblázatot).

Számos fémhalogenid, amely izolált vagy áthidaló O atomokat tartalmaz (az oxo- és oxihalogenideket), például vanádium-oxotrifluorid VOF 3, nióbium-dioxifluorid NbO 2 F, wolfram-dioxodijodid WO 2 I 2.

A komplex halogenidek (halogén-metallátok) komplex anionokat tartalmaznak, amelyekben a halogénatomok ligandumok, például kálium-hexaklór-platinát (IV) K 2 , nátrium-heptafluor-tantalát (V) Na, lítium-hexafluoroarzenát (V) Li. A fluor-, oxofluor- és klór-metallátok a legmagasabb hőstabilitásúak. A kötések természeténél fogva az NF 4 +, N 2 F 3 +, C1F 2 +, XeF + és más kationokkal rendelkező ionos vegyületek közel állnak a komplex halogenidekhez.

Sok halogenidre jellemző a folyadék- és gázfázisban történő asszociáció és polimerizáció, hídkötések kialakulásával. Erre a leginkább hajlamosak az I. és II. csoportba tartozó fémek halogenidjei, az AlCl 3 , az Sb pentafluoridjai és az átmeneti fémek, a MOF 4 összetételű oxofluoridok. Például fém-fém kötéssel rendelkező ismert halogenidek. Cl-Hg-Hg-Cl.

A fluorok tulajdonságaiban jelentősen eltérnek más halogenidektől. Az egyszerű halogenideknél azonban ezek a különbségek kevésbé hangsúlyosak, mint magukban a halogénekben, és az összetett halogenidekben kevésbé hangsúlyosak, mint az egyszerű halogénekben.

Sok kovalens halogenid (különösen a fluoridok) erős Lewis-sav, pl. AsF 5 , SbF 5 , BF 3 , A1C1 3 . A fluorok a szupersavak részét képezik. A magasabb halogenideket fémek és hidrogén redukálják, például:

5WF 6 + W = 6WF 5

TiCl 4 + 2Mg \u003d Ti + 2MgCl 2

UF 6 + H 2 \u003d UF 4 + 2HF

Az V-VIII csoportba tartozó fémhalogenideket a Cr és a Mn kivételével H2 fémekké redukálja, például:

WF 6 + ZN 2 = W + 6HF

Számos kovalens és ionos fémhalogenid kölcsönhatásba lép egymással, és komplex halogenideket képez, például:

KC1 + TaCl 5 = K

A könnyebb halogének kiszoríthatják a nehezebbeket a halogenidekből. Az oxigén C1 2, Br 2 és I 2 felszabadulásával képes oxidálni a halogenideket. A kovalens halogenidek egyik jellegzetes reakciója a vízzel való kölcsönhatás (hidrolízis) vagy hevítés közben gőzei (pirohidrolízis), ami oxidok, oxi- vagy oxo-halogenidek, hidroxidok és hidrogén-halogenidek képződését eredményezi.

A halogenideket közvetlenül az elemekből nyerik, hidrogén-halogenidek vagy hidrogén-halogenidek kölcsönhatásával elemekkel, oxidokkal, hidroxidokkal vagy sókkal, valamint cserereakciókkal.

A halogenideket széles körben használják a mérnöki iparban kiindulási anyagként halogének, alkáli- és alkáliföldfémek előállításához, valamint üvegek és egyéb szervetlen anyagok alkotóelemeiként; köztes termékek ritka és néhány színesfém, U, Si, Ge stb. gyártásánál.

A természetben a halogenidek külön ásványi osztályokat alkotnak, amelyek közé tartoznak a fluoridok (pl. a fluorit, kriolit ásványok) és a kloridok (szilvit, karnallit). A bróm és a jód egyes ásványokban izomorf szennyeződésként van jelen. Jelentős mennyiségű halogenid található a tengerek és óceánok vizében, sókban és földalatti sóoldatokban. Egyes halogenidek, mint például a NaCl, KC1, CaCl 2, az élő szervezetek részei.

3. Karbonátok(a lat. carbo, genus case carbonis coal), szénsav sói. Vannak közepes karbonátok a CO 3 2-anionnal és savas, vagy bikarbonátok (elavult bikarbonátok) a HCO 3 -anionnal. A karbonátok kristályos anyagok. Az oxidációs állapotú + 2 közepes fémsók nagy része hatszöggé kristályosodik. kalcit rácsos vagy rombos típusú aragonit.

A közepes karbonátok közül csak az alkálifémek sói, az ammónium és a Tl (I) oldódnak vízben. Jelentős hidrolízis eredményeként oldataik lúgos reakcióba lépnek. A legnehezebben oldódó fém-karbonátok oxidációs állapotban + 2. Éppen ellenkezőleg, minden bikarbonát jól oldódik vízben. A fémsók és a Na 2 CO 3 közötti vizes oldatokban végbemenő cserereakciók során közepes karbonátok csapadékai képződnek, ha oldhatóságuk sokkal kisebb, mint a megfelelő hidroxidoké. Ez a helyzet a Ca, Sr és analógjaik, a lantanidok, Ag(I), Mn(II), Pb(II) és Cd(II) esetében. A megmaradt kationok a hidrolízis eredményeként oldott karbonátokkal kölcsönhatásba lépve nem átlagos, hanem bázikus karbonátokat vagy akár hidroxidot is adnak. A többszörösen töltött kationokat tartalmazó közepes karbonátok néha vizes oldatokból kicsaphatók nagy feleslegben lévő CO 2 jelenlétében.

A karbonátok kémiai tulajdonságait a gyenge savak szervetlen sóinak osztályába való tartozásuk okozza. A karbonátok jellemző tulajdonságai rossz oldhatóságukkal, valamint maguknak a krabonátok és a H 2 CO 3 termikus instabilitásával függnek össze. Ezeket a tulajdonságokat használják fel a krabonátok elemzésekor, vagy erős savakkal történő lebontásuk és az ebben az esetben lúgos oldat által felszabaduló CO 2 mennyiségi elnyelése, vagy a CO 3 2- ion oldatból történő kicsapása alapján. a ВаСО 3 formája. Egy oldatban lévő átlagos karbonát csapadékán feleslegben lévő CO 2 hatására bikarbonát képződik, például: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2. A bikarbonátok jelenléte a természetes vízben meghatározza annak átmeneti keménységét. Bikarbonátok könnyű fűtéssel már a alacsony hőmérsékletek ismét közepes karbonátokká alakulnak, amelyek hevítés hatására oxiddá és CO 2 -dá bomlanak. Minél aktívabb a fém, annál magasabb a karbonátjának bomlási hőmérséklete. Tehát a Na 2 CO 3 857 °C-on bomlás nélkül megolvad, a Ca-, Mg- és Al-karbonátoknál pedig az egyensúlyi bomlási nyomás eléri a 0,1 MPa-t 820, 350 és 100 °C-on.

A karbonátok nagyon elterjedtek a természetben, ami a CO 2 és a H 2 O részvételének köszönhető az ásványképződési folyamatokban. a karbonátok nagy szerepet játszanak a légkörben lévő gáznemű CO 2 és az oldott CO 2 közötti globális egyensúly kialakításában; valamint HCO 3 - és CO 3 2- ionok a hidroszférában és szilárd sók a litoszférában. A legfontosabb ásványi anyagok a CaCO 3 kalcit, a MgCO 3 magnezit, a FeCO 3 sziderit, a ZnCO 3 smithsonit és néhány más A mészkő főként kalcitból vagy élőlények kalcitvázmaradványaiból áll, ritkán aragonitból. Ismeretesek az alkálifémek és a Mg természetes hidratált karbonátjai is (például MgCO 3 ZH 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O), kettős karbonátok [például dolomit CaMg (CO 3) 2, trón Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O] és bázikus [malachit CuCO 3 Cu(OH) 2, hidroceruszit 2РbСО 3 Pb(OH) 2].

A legfontosabbak a kálium-karbonát, a kalcium-karbonát és a nátrium-karbonát. Sok természetes karbonát nagyon értékes fémérc (például a Zn, Fe, Mn, Pb, Cu karbonátjai). A bikarbonátok fontos élettani szerepet töltenek be, pufferanyagok, amelyek szabályozzák a vér pH-jának állandóságát.

4. Nitrátok, salétromsav sói HNO 3. Szinte minden fémről ismert; M (NO 3) n vízmentes sók formájában (n az M fém oxidációs állapota), és kristályos hidrátok formájában M (NO 3) n xH 2 O (x \u003d 1-9) léteznek. . A szobahőmérséklethez közeli hőmérsékletű vizes oldatokból csak az alkálifém-nitrátok kristályosodnak vízmentesen, a többi - kristályos hidrátok formájában. Ugyanazon fém vízmentes és hidratált nitrátjának fizikai-kémiai tulajdonságai nagyon eltérőek lehetnek.

A d-elem-nitrátok vízmentes kristályos vegyületei színesek. Hagyományosan a nitrátokat túlnyomóan kovalens típusú kötésű vegyületekre (Be, Cr, Zn, Fe és más átmenetifémek sói) és túlnyomóan ionos típusú kötésű vegyületekre (alkáli- és alkáliföldfémek sói) oszthatjuk. Az ionos nitrátok jellemzője a nagyobb hőstabilitás, a nagyobb szimmetriájú (köbös) kristályszerkezetek túlsúlya, valamint a nitrát ionsávok felhasadásának hiánya az IR spektrumokban. A kovalens nitrátok jobban oldódnak szerves oldószerekben, kisebb a termikus stabilitásuk, IR-spektrumuk összetettebb; néhány kovalens nitrát szobahőmérsékleten illékony, és vízben oldva részlegesen lebomlik nitrogén-oxidok felszabadulásával.

Valamennyi vízmentes nitrát erős oxidáló tulajdonságokkal rendelkezik az NO 3 - ion jelenlétének köszönhetően, miközben oxidáló képessége megnő, ha ionos nitrátról kovalens nitrátra vált. Ez utóbbiak 100-300 °C tartományban bomlanak le, ionosak - 400-600 °C-on (NaNO 3, KNO 3 és néhány másik hevítéskor megolvad). Bomlástermékek szilárd és folyékony fázisban. egymást követően nitritek, oxonitrátok és oxidok, néha szabad fémek (ha az oxid instabil, például Ag 2 O), és gázfázisban - NO, NO 2, O 2 és N 2. A bomlástermékek összetétele a fém természetétől és oxidációs fokától, hevítési sebességétől, hőmérsékletétől, a gáznemű közeg összetételétől és egyéb körülményektől függ. Az NH 4 NO 3 felrobban, és gyors melegítés hatására robbanással lebomlik, ilyenkor N 2, O 2 és H 2 O keletkezik; lassan hevítve N 2 O-ra és H 2 O-ra bomlik.

A gázfázisban lévő szabad NO 3 - ion geometriai felépítése egy egyenlő oldalú háromszög, amelynek közepén egy N atom van, az ONO szögei ~ 120°, az N-O kötés hossza pedig 0,121 nm. A kristályos és gáznemű nitrátokban az NO 3 ion - alapvetően megtartja alakját és méretét, ami meghatározza a nitrátok terét és szerkezetét. Az NO 3 ion - egy-, két-, háromfogú vagy áthidaló ligandumként működhet, így a nitrátokat sokféle kristályszerkezet jellemzi.

Átmeneti fémek magas oxidációs állapotban a sztérikusság miatt. nehézségek nem tudnak vízmentes nitrátokat képezni, és oxonitrátok jellemzik őket, például UO 2 (NO 3) 2, NbO (NO 3) 3. A nitrátok nagyszámú kettős és komplex sót képeznek az NO 3 ionnal - a belső szférában. Vizes közegben a hidrolízis eredményeként az átmenetifém-kationok változó összetételű hidroxonitrátokat (bázikus nitrátokat) képeznek, amelyek szilárd állapotban is izolálhatók.

A hidratált nitrátok abban különböznek a vízmentesektől, hogy kristályszerkezetükben a fémion a legtöbb esetben a vízmolekulákhoz kapcsolódik, és nem az NO 3 ionhoz. Ezért vízben jobban oldódnak, mint a vízmentes nitrátok, de rosszabbul - szerves oldószerekben a gyengébb oxidálószerek inkongruensen megolvadnak a kristályos vízben 25-100°C tartományban. A hidratált nitrátok melegítésekor általában nem képződnek vízmentes nitrátok, de termolízis megy végbe hidroxonitrátok, majd oxonitrátok és fém-oxidok képződésével.

A nitrátok sok kémiai tulajdonságukban hasonlóak más szervetlen sókhoz. A nitrátok jellemző tulajdonságait a nagyon jó vízoldhatóság, az alacsony hőstabilitás, valamint a szerves és szervetlen vegyületek oxidáló képessége adja. A nitrátok redukciója során NO 2, NO, N 2 O, N 2 vagy NH 3 nitrogéntartalmú termékek keveréke képződik, amelyek közül az egyik túlsúlya a redukálószer típusától, hőmérsékletétől, a közeg reakciójától függően. és egyéb tényezők.

A nitrátok előállítására szolgáló ipari módszerek az NH 3 HNO 3 oldatokkal történő abszorpcióján (NH 4 NO 3 esetén) vagy a nitrózus gázok (NO + NO 2) alkáli- vagy karbonátoldatokkal történő abszorpcióján alapulnak (alkálifém-nitrátok Ca, Mg, Ba), valamint a fémsók HNO 3-mal vagy alkálifém-nitrátokkal való különféle cserereakcióinál. A laboratóriumban vízmentes nitrátok előállításához átmenetifémeket vagy vegyületeiket folyékony N 2 O 4-gyel és szerves oldószerekkel alkotott keverékeivel, vagy N 2 O 5-tel reagáltatják.

A Na, K nitrátok (nátrium- és kálium-nitrát) természetes lerakódások formájában találhatók meg.

A nitrátokat számos iparágban használják. Ammónium-nitrit (ammónium-nitrát) - a fő nitrogéntartalmú műtrágya; az alkálifém-nitrátokat és a Ca-t is használják műtrágyaként. Nitrátok - rakéta-üzemanyagok, pirotechnikai kompozíciók, pácoló oldatok szövetfestéshez; fémek temperálására, élelmiszerek tartósítására használják, gyógyszerekés fémoxidok előállítására.

A nitrátok mérgezőek. Tüdőödémát, köhögést, hányást, akut szív- és érrendszeri elégtelenséget stb. okoznak. A nitrátok halálos dózisa emberre 8-15 g, a megengedett napi bevitel 5 mg/kg. A Na, K, Ca, NH3 nitrátok összegére MPC: vízben 45 mg/l", talajban 130 mg/kg (3. veszélyességi osztály); zöldségekben és gyümölcsökben (mg/kg) - burgonyában 250, késői fehér káposzta 500, késői sárgarépa 250, cékla 1400, hagyma 80, cukkini 400, dinnye 90, görögdinnye, szőlő, alma, körte 60. Az agrotechnikai ajánlások be nem tartása, a túlzott műtrágyázás drámaian megnöveli a szántóföldi termékek nitráttartalmát, a felszíni lefolyást a mezőgazdasági termékekben ( 40-5500 mg/l), talajvíz.

5. Nitritek, salétromsav sói НNO 2 . Mindenekelőtt alkálifém-nitriteket és ammóniumot, kevésbé alkáliföldfémeket és Zd-fémeket, Pb-t és Ag-t használnak. Más fémek nitritjeiről csak töredékes információk állnak rendelkezésre.

A +2 oxidációs állapotú fémnitritek egy, két vagy négy vízmolekulával kristályhidrátokat képeznek. A nitritek például kettős és hármas sókat képeznek. CsNO 2 AgNO 2 vagy Ba (NO 2) 2 Ni (NO 2) 2 2KNO 2, valamint komplex vegyületek, például Na 3.

A kristályszerkezetek csak néhány vízmentes nitritről ismertek. Az NO 2 anion nemlineáris konfigurációjú; ONO szög 115°, H-O kötés hossza 0,115 nm; az M-NO 2 kapcsolat típusa ionos-kovalens.

A K, Na, Ba nitritek vízben jól, az Ag, Hg, Cu nitritek rosszul oldódnak. A hőmérséklet emelkedésével a nitritek oldhatósága nő. Szinte minden nitrit rosszul oldódik alkoholokban, éterekben és alacsony polaritású oldószerekben.

A nitritek termikusan instabilak; bomlás nélkül olvadnak csak az alkálifémek nitritjei, más fémek nitritjei bomlanak le 25-300 °C-on. A nitritbomlás mechanizmusa összetett, és számos párhuzamosan egymás utáni reakciót foglal magában. A fő gáznemű bomlástermékek a NO, NO 2, N 2 és O 2, a szilárd anyagok a fémoxid vagy az elemi fém. Kiválasztás egy nagy szám a gázok egyes nitritek robbanásszerű bomlását okozzák, például az NH 4 NO 2, amely N 2 -re és H 2 O -ra bomlik.

A nitritek jellemző tulajdonságai a közegtől és a reagensek természetétől függően termikus instabilitásukkal és a nitrit-ion azon képességével függnek össze, hogy oxidálószerként és redukálószerként is szolgáljanak. Semleges környezetben a nitritek általában NO-vá redukálódnak, savas környezetben nitráttá oxidálódnak. Az oxigén és a CO 2 nem lép kölcsönhatásba a szilárd nitritekkel és azok vizes oldataival. A nitritek hozzájárulnak a nitrogéntartalmú anyagok lebomlásához szerves anyag különösen aminok, amidok stb. Szerves halogenidekkel RXH. reagálva RONO nitritek és RNO 2 nitrovegyületek keletkeznek.

A nitritek ipari előállítása a nitrózus gáz (NO + NO 2 keveréke) Na 2 CO 3 vagy NaOH oldatokkal történő abszorpcióján alapul, NaNO 2 egymást követő kristályosításával; más fémek nitritjeit az iparban és a laboratóriumokban fémsók NaNO 2 -vel való cseréjével vagy ezen fémek nitrátjainak redukciójával nyerik.

A nitriteket azoszínezékek szintéziséhez, a kaprolaktám előállításához, oxidáló- és redukálószerként a gumi-, textil- és fémmegmunkáló iparban, élelmiszer-tartósítószerként használják. A nitritek, például a NaNO 2 és a KNO 2 mérgezőek, fejfájást, hányást, légzésdepressziót stb. NaNO 2 mérgezésekor a vérben methemoglobin képződik, az eritrocita membránok károsodnak. Talán nitrozaminok képződése NaNO 2 -ból és aminokból közvetlenül a gyomor-bél traktusban.

6. szulfátok, kénsav sói. Az SO 4 2- aniont tartalmazó közepes szulfátok ismertek, savasak vagy hidroszulfátok, HSO 4 - anionnal lúgosak, amelyek az anionnal együtt SO 4 2- - OH csoportokat tartalmaznak, például Zn 2 (OH) 2 SO 4 . Vannak kettős szulfátok is, amelyek két különböző kationt tartalmaznak. Ezek közé tartozik a szulfátok két nagy csoportja - timsó, valamint az M 2 E (SO 4) 2 6H 2 O chenites, ahol M egy egyszeres töltésű kation, E Mg, Zn és más kettős töltésű kationok. Ismert hármas szulfát K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 2H 2 O (ásványi polihalit), kettős bázikus szulfátok, például alunit és jarosit csoport ásványai M 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH 3 és M 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 4Fe (OH) 3, ahol M egy egyszeres töltésű kation. A szulfátok lehetnek vegyes sók részei, például 2Na 2 SO 4 Na 2 CO 3 (ásványi berkite), MgSO 4 KCl 3H 2O (kainit) .

A szulfátok kristályos, közepes és savas anyagok, a legtöbb esetben vízben jól oldódnak. A kalcium, stroncium, ólom és néhány más enyhén oldódó szulfátjai, gyakorlatilag oldhatatlan BaSO 4, RaSO 4 . A bázikus szulfátok általában gyengén vagy gyakorlatilag oldhatatlanok, vagy vízben hidrolizálódnak. A szulfátok vizes oldatokból kristályos hidrátok formájában kristályosodhatnak ki. Egyes nehézfémek kristályos hidrátjait vitriolnak nevezik; réz-szulfát СuSO 4 5H 2 O, vas-szulfát FeSO 4 7H 2 O.

A közepes alkálifém-szulfátok termikusan stabilak, míg a savas szulfátok hevítéskor lebomlanak, és piroszulfátokká alakulnak: 2KHSO 4 \u003d H 2 O + K 2 S 2 O 7. Más fémek átlagos szulfátjai, valamint a bázikus szulfátok, ha kellően magas hőmérsékletre hevítik, általában fém-oxidok képződésével és SO 3 felszabadulásával bomlanak le.

A szulfátok széles körben elterjedtek a természetben. Ásványi anyagok, például gipsz CaSO 4 H 2 O, mirabilit Na 2 SO 4 10H 2 O formájában találhatók meg, valamint a tenger- és folyóvíz részei.

Számos szulfát állítható elő a H 2 SO 4 fémekkel, oxidjaival és hidroxidjaival való kölcsönhatása révén, valamint illékony savak sóinak kénsavval történő lebontásával.

A szervetlen szulfátokat széles körben használják. Például az ammónium-szulfát nitrogénműtrágya, a nátrium-szulfátot üveg-, papíripar, viszkózgyártás stb. használják. A természetes szulfát ásványok alapanyagok különféle fémek, építőanyagok stb. vegyületeinek ipari előállításához.

7. Szulfitok, kénsav H 2 SO 3 sói. Vannak közepes szulfitok SO 3 2- anionnal és savas (hidroszulfitok) HSO 3 - anionnal. A közepes szulfitok kristályos anyagok. Az ammónium- és alkálifém-szulfitok jól oldódnak vízben; oldhatóság (g 100 g-ban): (NH 4) 2 SO 3 40,0 (13 ° C), K 2 SO 3 106,7 (20 ° C). Vizes oldatokban hidroszulfitokat képeznek. Az alkáliföldfémek és néhány más fém szulfitjai gyakorlatilag nem oldódnak vízben; MgSO 3 oldhatósága 1 g 100 g-ban (40°C). Ismert kristályos hidrátok (NH 4) 2 SO 3 H 2 O, Na 2 SO 3 7H 2 O, K 2 SO 3 2H 2 O, MgSO 3 6H 2 O stb.

A vízmentes szulfitok, ha légmentesen hevítik zárt edényekben, aránytalanul szulfidokká és szulfátokká alakulnak, nitrogénáramban hevítve SO 2 -t veszítenek, levegőn hevítve pedig könnyen szulfátokká oxidálódnak. A vízi környezetben lévő SO 2 -vel a közepes szulfitok hidroszulfitokat képeznek. A szulfitok viszonylag erős redukálószerek, klóros, brómos, H 2 O 2 stb. oldatokban szulfátokká oxidálódnak. Erős savak (például HC1) hatására SO 2 felszabadulásával bomlanak le.

A kristályos hidroszulfitok K, Rb, Cs, NH 4 + néven ismertek, instabilak. Más hidroszulfitok csak vizes oldatokban léteznek. Sűrűség NH 4 HSO 3 2,03 g/cm 3 ; vízben való oldhatóság (g/100 g): NH 4 HSO 3 71,8 (0 ° C), KHSO 3 49 (20 ° C).

Ha kristályos Na vagy K hidroszulfitot hevítünk, vagy ha az M 2 SO 3 pép zagyos oldatát SO 2 -vel telítjük, piroszulfitok (elavult - metabiszulfitok) M 2 S 2 O 5 keletkeznek - a pirokénsav szabadban ismeretlen sói. állapot H 2 S 2 O 5; kristályok, instabilok; sűrűség (g/cm 3): Na 2 S 2 O 5 1,48, K 2 S 2 O 5 2,34; ~ 160 °С felett SO 2 felszabadulásával lebomlanak; vízben oldódik (HSO 3 -ra bomlik), oldhatóság (g/100 g): Na 2 S 2 O 5 64,4, K 2 S 2 O 5 44,7; Na2S2O57H2O és ZK2S2O52H2O hidrátokat képez; redukálószerek.

A közepes alkálifém-szulfitokat úgy állítják elő, hogy M 2 CO 3 (vagy MOH) vizes oldatát SO 2 -val, MSO 3-at pedig SO 2 -t MCO 3 vizes szuszpenzión vezetik át; főként SO 2 -t használnak fel a kontakt kénsavgyártás füstgázaiból. A szulfitokat szövetek, szálak, gabonakonzerváló bőr, zöldtakarmány, ipari takarmányhulladék fehérítésére, festésére és nyomtatására használják (NaHSO 3,

Na 2S 2O 5). CaSO 3 és Ca(HSO 3) 2 - fertőtlenítőszerek a borászatban és a cukoriparban. NaНSO 3, MgSO 3, NH 4НSO 3 - a szulfitlúg komponensei a pépesítés során; (NH 4) 2 SO 3 - SO 2 abszorber; A NaHSO 3 a gyártási hulladékgázokból származó H 2 S abszorber, redukálószer a kénes festékek gyártásában. K 2 S 2 O 5 - savfixáló szerek komponense a fényképezésben, antioxidáns, fertőtlenítő.

Keverékelválasztási módszerek

1. Szűrés, inhomogén rendszerek folyadék - szilárd részecskék (szuszpenziók) és gáz - szilárd részecskék szétválasztása porózus szűrőelválasztókkal (FP), amelyek átengedik a folyadékot vagy gázt, de megtartják a szilárd részecskéket. A folyamat hajtóereje a nyomáskülönbség az FP mindkét oldalán.

A szuszpenziók szétválasztásakor a szilárd részecskék általában nedves üledékréteget képeznek az FP-n, amelyet szükség esetén vízzel vagy más folyadékkal lemosnak, és levegőt vagy más gázt átfújva víztelenítenek. A szűrést állandó nyomáskülönbség mellett vagy a folyamat állandó sebességével w (az FP felület 1 m 2 -én egységnyi idő alatt áthaladó m 3 -ben lévő szűrlet mennyisége) végzik. Állandó nyomáskülönbség mellett a szuszpenziót vákuum vagy túlnyomás alatt, valamint dugattyús szivattyú táplálja a szűrőbe; centrifugálszivattyú használatakor a nyomáskülönbség nő és a folyamat sebessége csökken.

A szuszpenziók koncentrációjától függően többféle szűrést különböztetünk meg. 1% feletti koncentrációnál a szűrés csapadék képződésével, 0,1% alatti koncentrációnál pedig az FP pórusainak eltömődésével (folyadékok derítése) történik. Ha az FP-n nem képződik kellően sűrű üledékréteg, és szilárd részecskék kerülnek a szűrletbe, akkor azt finoman diszpergált segédanyagokkal (diatomit, perlit) szűrjük, amelyeket előzőleg az FP-re viszünk fel vagy adunk a szuszpenzióhoz. 10%-nál kisebb kezdeti koncentrációnál lehetséges a szuszpenziók részleges elválasztása és sűrítése.

Különbséget teszünk folyamatos és szakaszos szűrők között. Ez utóbbinál a munka fő szakaszai a szűrés, az üledék mosása, dehidratálása és kirakodása. Ugyanakkor az optimalizálás a legmagasabb termelékenység és a legalacsonyabb költségek kritériumai szerint alkalmazható. Ha a mosást és a víztelenítést nem végezzük, és a válaszfal hidraulikus ellenállása elhanyagolható, akkor a legnagyobb termelékenység akkor érhető el, ha a szűrési idő megegyezik a segédműveletek időtartamával.

Alkalmazható rugalmas FP pamutból, gyapjúból, szintetikus és üvegszövetből, valamint nem szőtt FP természetes és szintetikus szálakból és rugalmatlan - kerámia, cermet és hab műanyagból. A szűrlet mozgási iránya és a gravitáció hatása lehet ellentétes, egybeeső vagy egymásra merőleges.

A szűrők kialakítása változatos. Az egyik legelterjedtebb a folyamatos működésű forgódobos vákuumszűrő (lásd ábra), melyben a szűrlet mozgási iránya és a gravitáció hatása ellentétes. A kapcsolóberendezés szakasz az I. és II. zónát vákuumforrással, a III. és IV. zónát pedig sűrített levegőforrással köti össze. Az I. és II. zónából származó szűrlet és mosófolyadék külön tartályokba kerül. Szintén elterjedt az automatizált szakaszos szűrőprés vízszintes kamrákkal, végtelenített szalag formájú szűrőszövettel és elasztikus membránokkal a préseléses iszapvíztelenítéshez. Váltakozó műveleteket hajt végre a kamrák szuszpenzióval való feltöltésében, az üledék szűrésében, mosásában és víztelenítésében, a szomszédos kamrák elválasztásában és az üledék eltávolításában.

2. Frakcionális kristályosítás

A frakcionált kristályosításnak a következő típusai vannak: tömeges, hűtött felületeken, irányított, zónaolvadás.

Tömeges kristályosodás. Az eljárás abból áll, hogy egyidejűleg nagyszámú kristályt nyerünk a készülék teljes térfogatában. Az ipar a tömegkristályosítás több változatát is megvalósította, amelyet időszakosan vagy folyamatosan működő berendezésekben hajtanak végre: kapacitív, külső hűtőköpennyel vagy belső tekercsekkel és gyakran keverőberendezésekkel felszerelt; cső alakú, kaparó, tárcsa, csavar stb. Számítási módszer hiányában az ae paraméter tömegkristályosodás során kísérletileg megtalálható.

Kristályosítás a falon keresztüli hőátadással. Az olvadékok esetében a folyamat lehűtésével történik. Az oldatok kristályosítása során az eljárási mód megválasztását elsősorban az anyagok oldhatóságának hőmérséklettől való függésének jellege határozza meg. Ha egy anyag oldhatósága kevéssé változik a hőmérséklettel (pl. NaCl vízben), a kristályosítást a telített oldat részleges vagy csaknem teljes bepárlásával végezzük állandó hőmérsékleten (izoterm kristályosodás). Azok az anyagok, amelyek oldhatósága erősen függ a hőmérséklettől (például KNO 3 vízben), a forró oldatok hűtésével kristályosodnak, miközben az anyafolyadékban lévő oldószer kezdeti mennyisége nem változik a rendszerben (izohidrokristályosodás). A keletkező kristályok tulajdonságaiktól, alakjuktól és folyamatkörülményeiktől függően különböző mennyiségű anyalúgot kötnek fel. A szilárd fázisban a pórusokban, repedésekben és üregekben lévő zárványok formájában lévő tartalma jelentősen függ a kristályok és az anyafolyadék elválasztásának módjától. Tehát a kristályok dobvákuumszűrőn történő elválasztásakor az anyalúg koncentrációja bennük 10-30%, szűrőcentrifugán - 3-10%.

Az eljárás fő előnyei: nagy termelékenység, nincs érintkezés a leválasztandó keverék és a hűtőközeg között, egyszerű a műszerezés; Hátrányok: viszonylag alacsony hőátbocsátási tényező, hűtőfelületek berakása, az anyafolyadék nagymértékű befogása a kristályokkal, további berendezések telepítésének szükségessége a szilárd és folyékony fázisok elválasztására, a kristályos termék nem kellően magas hozama. Alkalmazási példák: K és Na kloridok előállítása szilvinitből, xilol izomerek szétválasztása.

3. Bepárlás, amelyet az oldat töményítésére, az oldott anyag izolálására vagy tiszta oldószer előállítására hajtunk végre. A bepárlást főleg vizes oldatoknál alkalmazzák. A hűtőfolyadék leggyakrabban vízgőz (nyomás 1,0-1,2 MPa), amelyet fűtésnek vagy elsődlegesnek neveznek; az oldat forrásakor keletkező gőzt másodlagosnak nevezzük. A párolgás hajtóerejét - a melegítő gőz és a forrásban lévő oldat közötti hőmérsékletkülönbséget - hasznosnak nevezik. Ez mindig kisebb, mint a primer és a szekunder gőz hőmérséklet-különbsége. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az oldat magasabb hőmérsékleten forr, mint a tiszta oldószer (fiziko-kémiai vagy koncentrációcsökkenés). Ezenkívül az oldat forráspontja több miatt emelkedik magas nyomású oldatban, mint gőztérben. A nyomásnövekedés okai: az oldat hidrosztatikus nyomása; hidraulikus ellenállás a forrásban lévő (gőz-folyadék) keverék mozgása során; ennek a keveréknek a mozgási sebességének növekedése annak a ténynek köszönhető, hogy sokkal nagyobb térfogatot foglal el, mint az eredeti megoldás (illetve hidrosztatikus, hidraulikus és tehetetlenségi depresszió).

Az elpárologtatáshoz nyomás vagy vákuum alatt működő készülékeket használnak. Fő elemeik: fűtőkamra; szeparátor a gőz-folyadék keverék elválasztására koncentrált oldat kiválasztásakor; keringtető cső, amelyen keresztül az oldat visszakerül a leválasztóból a kamrába (többszörös elpárologtatással). A készülék kialakítását elsősorban az összetétel, a fizikai és kémiai tulajdonságok, az oldatok koncentrációjának szükséges mértéke, vízkő- és habképződésre való hajlamuk határozza meg (a vízkő jelentősen csökkenti a hőátbocsátási tényezőt, megzavarja az oldat keringését és korrózió a hegesztett kötésekben, és a bőséges árképzés növeli a megoldás másodlagos kompon történő átvitelét).

A legelterjedtebbek a cső alakú fűtőkamrás függőleges eszközök, amelyek fűtőfelülete eléri az 1250 m 2 -t. Az ilyen eszközökben az oldat a csőben, a fűtőgőz pedig a kamra gyűrűjében van. Az oldat keringése bennük lehet természetes vagy kényszerített, speciális szivattyú által létrehozott.

Alacsony viszkozitású (l-ig 6-8 mPa -s) telítetlen sók, amelyek a koncentrálás során nem csapódnak ki (pl. NaNO 2, NaNO 3, NH 4 NO 3, KC1) telítetlen oldatainak elpárologtatása, és nem képeznek vízkövet , általában természetes keringtetésű elpárologtatókban végzik, amelyek fűtőcsövéiben nemcsak felmelegszik, hanem fel is forr az oldat. A sűrítés során kicsapódó, rosszul oldódó anyagok oldatainak elpárologtatására [pl. CaCO 3, CaSO 4, Mg (OH) 2, Na-alumínium-szilikát], valamint a tengervíz sótalanításához a fűtőkamra felett készülékeket használnak. ebből egy további, emelő keringés egy magas természetes keringést biztosító cső. Erősen habzó és hőérzékeny termékek elpárologtatására, például élesztő, enzimek, antibiotikumok, gyümölcslevek, instant kávé gyártása során függőleges filmpárologtatókat használnak, amelyekben a koncentrálás egyetlen mozdulattal történik. Az oldat vékony rétege (filmje) szekunder gőzzel együtt 6-8 m hosszú csövek mentén (fűtőfelület 2200 m2-ig). Ezen eszközök előnyei: nincs hidrosztatikus hatás, alacsony hidraulikus ellenállás, magas hőátbocsátási tényező, nagy teljesítmény viszonylag kis térfogattal

4. Szuszpenziók, emulziók és háromkomponensű rendszerek (szilárd fázist tartalmazó emulziók) centrifugálása, szétválasztása centrifugális erők hatására. Frakciók szuszpenziókból és emulziókból történő izolálására, valamint polimerek molekulatömegének meghatározására, diszperzióanalízisre használják.

A centrifugálás speciális gépekkel - centrifugákkal történik, amelyek fő része a tengelye körül nagy sebességgel forgó rotor (dob), amely ipari centrifugákban 20 000 g-ig, laboratóriumban 350 000 g-ig terjedő centrifugális erőteret hoz létre. egyesek (g - gyorsulás szabadesés). A centrifugálás az ülepítés, illetve a szűrés elve szerint történhet szilárd vagy szűrőanyaggal borított perforált rotorral ellátott centrifugákban. Kétféle üledék, centrifuga létezik: 1) periodikus hatás, amelyben a szuszpenziót az üreges rotor közepébe, egy részébe vezetik be forgása közben; szilárd részecskék leülepednek a forgórész belső felületén, és egy speciálison keresztül távoznak onnan. fúvókákon vagy időszakosan kinyíló nyílásokon keresztül a tiszta folyadék (koncentrátum) távozik a része tetejéről; 2) folyamatos működés, melynek során a szuszpenziót az üreges rotor tengelye mentén táplálják be, és a keletkező üledéket a rotor belsejében a rotortól kissé eltérő sebességgel forgó csavar segítségével tehermentesítik (1. ábra).

A szűrési elv szerinti centrifugálást leggyakrabban viszonylag alacsony folyadékfázisú szuszpenziók és iszapok elkülönítésére alkalmazzák, és ciklikus gépekben végzik. A szuszpenziót részletekben adagoljuk a folyamatosan forgó rotorba; a rotor részének üledékkel való feltöltése után a szuszpenzió betáplálását leállítjuk, a folyékony fázist kinyomjuk, az üledéket késsel levágjuk és eltávolítjuk. A centrifugákat pulzáló iszapürítéssel is használják toló segítségével (rezgő dugattyúval, pulzáló dugattyúval), valamint hidraulikus ürítéssel, amikor a kondenzált szilárd fázist eltávolítják a kúpos lemezekkel ellátott rotorból a fúvókákon keresztül.

Bibliográfia

Ch. szerkesztő I.L. Knunyants. Nagy enciklopédikus szótár Kémia. Moszkva 1998

Ch. szerkesztő I.L. Knunyants. Kémiai enciklopédia. Moszkva 1998

N. Ya. Loginov, A. G. Voskresensky, I. S. Solodin. Analitikai kémia. Moszkva 1979

R. A. Lidin. Általános és szervetlen kémia kézikönyve. Moszkva 1997

R. A. Lidin, V. A. Molochko, L. L. Andreeva. Szervetlen anyagok kémiai tulajdonságai. Moszkva 1997

A. V. Suvorov, A. A. Kartsafa és munkatársai: A kémiai átalakulások lenyűgöző világa. Szentpétervár 1998

E. V. Barkovszkij. Bevezetés a biogén elemek kémiájába és a kémiai elemzésbe. Minszk 1997