Графическое изображение формул солей

Для того чтобы изобразить формулу соли графически, следует:

1. Правильно написать эмпирическую формулу этого соединения.

2. Учитывая, что любая соль может быть представлена как продукт нейтрализации соответствующих кислоты и основания, следует изобразить отдельно формулы кислоты и основания, образовавших данную соль.

Например:

Ca(HSO₄)₂ - гидросульфат кальция можно получить при неполной нейтрализации серной кислоты H₂SO₄ гидроксидом кальция Са(ОН)₂.

3. Определить, какое количество молекул кислоты и основания требуется для получения молекулы этой соли.

Например:

Для получения молекулы Ca(HSO₄)₂ требуется одна молекула основания (один атом кальция) и две молекулы кислоты (два кислотных остатка НSО₄^-1).

Са(ОН)₂ + 2H₂SO₄ = Ca(HSO₄)₂ + 2H₂O

Построить графические изображения формул установленного числа молекул основания и кислоты и, мысленно убрав, участвующие в реакции нейтрализации и образующие воду, анионы гидроксила основания и катионы водорода кислоты, получить графическое изображение формулы соли:

H - O O H - O O

S S

O – H H - O O O O

Сa + → Ca + 2 H-O-H

O – H H - O O O O

S S

H- O O H - O O

Физические свойства солей.

Соли представляют собой твердые кристаллические вещества. По растворимости в воде их можно подразделить на:

1) хорошо растворимые,

2) мало растворимые,

3) практически нерастворимые.

Большинство солей азотной и уксусной кислот, а также солей калия, натрия и аммония - растворимы в воде. Соли имеют широкий диапазон температур плавления и термического разложения.

Химические свойства солей.

Химические свойства солей характеризуют их отношение к металлам, щелочам, кислотам и солям.

1. Соли в растворах взаимодействуют с более активными металлами.

Более активный металл замещает менее активный металл в соли (см. ряд активностей металлов).

Например:

Рb(NO₃)₂ + Zn = Рb + Zn(NO₃)₂

Hg(NO₃)₂ + Cu = Нg + Cu(NO₃)₂

2. Растворы солей взаимодействуют со щелочами, при этом получаются новое основание и новая соль.

Например:

CuSO₄ + 2КОН = Сu(ОН)₂¯ + 2K₂SO₄

FeCl₃ +3NаОН = Fe(OH)₃¯ + 3NaCl

3. Соли реагируют с растворами более сильных или менее летучих кислот, при этом получаются новая соль и новая кислота.

Например:

а) в результате реакции образуется более слабая кислота или более летучая кислота:

Na₂S + 2НС1 = 2NaCl + H₂S­

б) Возможны и реакции с солей сильных кислот с более слабыми кислотами, если в результате реакции образуется малорастворимая соль:

СuSО₄ + Н₂S = СuS¯ + H₂SO₄

4. Соли в растворах вступают в обменные реакции с другими солями, при этом получаются две новые соли.

Например:

NaС1 + АgNO₃ = AgCl¯ + NaNO₃

CaCI₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃¯ + 2NaCl

CuSO₄ + Na₂S = CuS¯ + Na₂SO₄

Обменные реакции протекают практически до конца, если один из продуктов реакции выделяется из сферы реакции в виде осадка, газа или, если при реакции образуется вода или другой слабый электролит.

Способы получения солей.

Известно большое число реакций, приводящих к образованию солей. Приведем наиболее важные из них.

1. Взаимодействие кислот с основаниями (реакция нейтрализации):

NаОН + НNO₃ = NаNO₃ + Н₂О

Al(OH)₃ + 3НС1 = AlCl₃ + 3Н₂О

2. Взаимодействие металлов с кислотами:

Fе + 2HCl = FeCl₂ + Н₂­

Zn + Н₂SО_{4 разб.}= ZnSO₄ + Н₂­

3. Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами:

СuO + Н₂SO₄ = СuSO₄ + Н₂О

ZnO + 2HCl = ZnСl₂ + Н₂О

4. Взаимодействие кислот с солями:

FeCl₂ + H₂S = FeS¯ + 2HCl

AgNO₃ + HCI = AgCl¯ + HNO₃

Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄¯ + 2HNO₃

5. Взаимодействие растворов двух различных солей:

BaCl₂ + Na₂SO₄ = ВаSO₄¯ + 2NаСl

Pb(NO₃)₂ + 2NaCl = РbС1₂¯ + 2NaNO₃

6. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами (щелочей с амфотерными оксидами):

Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃¯ + Н₂О,

2NаОН_(тв.) + ZnO Na₂ZnO₂ + Н₂О

7. Взаимодействие основных оксидов с кислотными:

СаO + SiO₂ СаSiO₃

Na₂O + SO₃ = Na₂SO₄

8. Взаимодействие металлов с неметаллами:

2К + С1₂ = 2КС1

Fе + S FеS

9. Взаимодействие металлов с солями.

Cu + Hg(NO₃)₂ = Hg + Cu(NO₃)₂

Pb(NO₃)₂ + Zn = Рb + Zn(NO₃)₂

10. Взаимодействие растворов щелочей с растворами солей

CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓+ 2NaCl

NaHCO₃ + NaOH = Na₂CO₃+ H₂O

Применение солей.

Ряд солей являются соединениями необходимыми в значительных количествах для обеспечения жизнедеятельности животных и растительных организмов (соли натрия, калия, кальция, а также соли, содержащие элементы азот и фосфор). Ниже, на примерах отдельных солей, показаны области применения представителей данного класса неорганических соединений, в том числе, в нефтяной промышленности.

NаС1 - хлорид натрия (соль пищевая, поваренная соль). О широте использования этой соли говорит тот факт, что мировая добыча этого вещества составляет более 200 млн. т.

Эта соль находит широкое применение в пищевой промышленности, служит сырьем для получения хлора, соляной кислоты, гидроксида натрия, кальцинированной соды (Na₂CO₃). Хлорид натрия находит разнообразное применение в нефтяной промышленности, например, как добавка в буровые растворы для повышения плотности, предупреждения образования каверн при бурении скважин, как регулятор сроков схватывания цементных тампонажных составов, для понижения температуры замерзания (антифриз) буровых и цементных растворов.

КС1 - хлорид калия. Входит в состав буровых растворов, способствующих сохранению устойчивости стенок скважин в глинистых породах. В значительных количествах хлорид калия используется в сельском хозяйстве в качестве макроудобрения.

Na₂CO₃ - карбонат натрия (сода). Входит в состав смесей для производства стекла, моющих средств. Реагент для увеличения щелочности среды, улучшения качества глин для глинистых буровых растворов. Используется для устранения жесткости воды при ее подготовке к использованию (например, в котлах), широко используется для очистки природного газа от сероводорода и для производства реагентов для буровых и тампонажных растворов.

Al₂(SO₄)₃ - сульфат алюминия. Компонент буровых растворов, коагулянт для очистки воды от тонкодисперсных взвешенных частиц, компонент вязкоупругих смесей для изоляции зон поглощения в нефтяных и газовых скважинах.

Nа₂В₄О₇ - тетраборат натрия (бура). Является эффективным реагентом - замедлителем схватывания цементных растворов, ингибитором термоокислительной деструкции защитных реагентов на основе эфиров целлюлозы.

BаSО₄ - сульфат бария (барит, тяжелый шпат). Используется в качестве утяжелителя (r » 4,5 г/см³) буровых и тампонажных растворов.

Fе₂SO₄ - сульфат железа (П) (железный купорос). Используется для приготовления феррохромлигносульфоната - реагента-стабилизатора буровых растворов, компонент высокоэффективных эмульсионных буровых растворов на углеводородной основе.

FеС1₃ - хлорид железа (Ш). В сочетании со щелочью используется для очистки воды от сероводорода при бурении скважин водой, для закачки в сероводородсодержащие пласты с целью снижения их проницаемости, как добавка к цементам с целью повышения их стойкости к действию сероводорода, для очистки воды от взвешенных частиц.

CaCO₃ - карбонат кальция в виде мела, известняка. Является сырьем для производства негашеной извести СаО и гашеной извести Ca(OH)₂. Используется в металлургии в качестве флюса. Применяется при бурении нефтяных и газовых скважин в качестве утяжелителя и наполнителя буровых растворов. Карбонат кальция в виде мрамора с определенным размером частиц применяется в качестве расклинивающего агента при гидравлическом разрыве продуктивных пластов с целью повышения нефтеотдачи.

CaSO₄ - сульфат кальция. В виде алебастра (2СаSО₄ · Н₂О) широко используется в строительстве, входит в состав быстротвердеющих вяжущих смесей для изоляции зон поглощений. При добавке к буровым растворам в виде ангидрита (СаSО₄) или гипса (СаSО₄ · 2Н₂О) придает устойчивость разбуриваемым глинистым породам.

CaCl₂ - хлорид кальция. Используется для приготовления буровых и тампонажных растворов для разбуривания неустойчивых пород, сильно снижает температуру замерзания растворов (антифриз). Применяется для создания растворов высокой плотности, не содержащих твердой фазы, эффективных для вскрытия продуктивных пластов.

Nа₂SiО₃ - силикат натрия (растворимое стекло). Используется для закрепления неустойчивых грунтов, для приготовления быстросхватывающихся смесей для изоляции зон поглощений. Применяется в качестве ингибитора коррозии металлов, компонента некоторых буровых тампонажных и буферных растворов.

AgNO₃ - нитрат серебра. Используется для химического анализа, в том числе пластовых вод и фильтратов буровых растворов на содержание ионов хлора.

Na₂SO₃ - сульфит натрия. Используется для химического удаления кислорода (деаэрация) из воды в целях борьбы с коррозией при закачке сточных вод. Для ингибирования термоокислительной деструкции защитных реагентов.

Na₂Cr₂О₇ - бихромат натрия. Используется в нефтяной промышленности в качестве высокотемпературного понизителя вязкости буровых растворов, ингибитора коррозии алюминия, для приготовления ряда реагентов.

Вопросы для самоконтроля по теме соли

1. Дайте определения солям с точки зрения теории электролитической диссоциации (по Аррениусу).

2. Как подразделяются все соли?

3. Дайте определение: а) средняя соль, б) кислая соль, в) основная соль, г) двойная соль. Приведите примеры солей каждого типа.

4. Как называются следующие соли: Na₂SO₄, KHSO₄, FeOHCl₂, ZnCl₂, (CuOH)₂SO₂, KAl(SO₄)₂? К какому типу солей они относятся? Напишите уравнения реакций их получения нейтрализацией соответствующей кислоты основанием.

5. Постройте графические изображения формул следующих солей: а) нитрит гидроксобария, б) гидросиликат натрия, в) карбонат калия, г) ортофосфат железа (II). Укажите, к какому типу солей они относятся?

6. Каковы химические свойства солей?

7. Назовите условия практической необратимости протекания химических реакций.

8. Сформулируйте условия, при которых соли могут взаимодействовать с металлами. Приведите три примера.

9. Каковы условия взаимодействия солей с кислотами? Приведите три примера.

10. В каком случае соли могут реагировать между собой? Что при этом получается? Приведите уравнения трех реакций.

11. Какие способы получения солей Вам известны? Приведите примеры.

12. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) основной оксид® соль б) кислотный оксид ® соль

в) амфотерный оксид ® соль г) гидроксид ® cоль

д) кислота ® соль е) металл ® соль

ж) средняя соль ® средняя соль?

13. Как можно получить кислые соли? Приведите примеры.

14. Как можно получить основные соли? Приведите примеры.

15. С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения:

а) кислая соль ® средняя соль

б) основная соль ® средняя соль

в) средняя соль ® кислая соль

г) средняя соль ® основная соль?