Sare

Sărurile sunt substanțe complexe formate din cationi metalici și anioni de reziduuri acide. IUPAC definește sărurile ca fiind compuși chimici formați din cationi și anioni [1] . Există o altă definiție: sărurile sunt substanțe care pot fi obținute prin interacțiunea acizilor și bazelor cu eliberarea apei [2] .

În plus față de cationii metalici, sărurile pot conține cationi de amoniu NH 4 + , fosfoniu PH 4 + și derivații lor organici, precum și cationi complecși etc. Anionii din săruri sunt anioni ai reziduului acid al diferiților acizi Bronsted - atât anorganici , cât și organici. , inclusiv carbanioni și anioni complecși [3] .

M. V. Lomonosov în Lucrările sale despre chimie și fizică a descris conceptul de „sare” [4] [5] după cum urmează:

Numele de săruri se referă la corpuri fragile care se dizolvă în apă, iar aceasta rămâne transparentă; nu se aprind dacă în forma lor pură sunt expuse la foc. Tipurile lor: vitriol și toate celelalte săruri metalice, alaun, borax, smântână de tartru, săruri esențiale de plante, sare de tartru și potasiu, sare volatilă de urină, salpetru, izvor comun, sare de mare și gemă, amoniac, sare Epsom și alte săruri obținute ca urmare a muncii chimice.

Tipuri de sare

Dacă considerăm sărurile ca produse de înlocuire a cationilor în acizi sau grupări hidroxo în baze , atunci se pot distinge următoarele tipuri de săruri [3] :

Sărurile medii (normale ) sunt produsele de substituție a tuturor cationilor de hidrogen din moleculele acide cu cationii metalici ( Na2CO3 , K3PO4 ) .
Sărurile acide sunt produse ale înlocuirii parțiale a cationilor de hidrogen în acizi cu cationi metalici ( NaHCO3 , K2HP04 ) . Ele se formează atunci când o bază este neutralizată cu un exces de acid (adică în condițiile lipsei unei baze sau a unui exces de acid).
Sărurile bazice sunt produse ale substituirii incomplete a grupărilor hidroxo ale bazei ( OH- ) cu resturi acide ( ( CuOH) 2CO3 ) . Ele se formează în condiții de exces de bază sau lipsă de acid.
Săruri complexe ( Na 2 [Zn (OH) 4 ] )

După numărul de cationi și anioni prezenți în structură , se disting următoarele tipuri de săruri [6] :

Săruri simple - săruri formate dintr-un tip de cation și un tip de anion ( NaCl )
Sărurile duble sunt săruri care conțin doi cationi diferiți ( KAl ( SO4 ) 212H2O ) .
Sărurile mixte sunt săruri care conțin doi anioni diferiți ( Ca(OCl)Cl ).

Există, de asemenea, săruri hidratate ( hidrati de cristal ), care includ molecule de apă de cristalizare , de exemplu, Na 2 SO 4 10 H 2 O și săruri complexe care conțin un cation complex sau un anion complex ( K 4 [Fe(CN) 6 ] ). Sărurile interne sunt formate din ioni bipolari , adică molecule care conțin atât un atom încărcat pozitiv, cât și unul negativ [7] .

Nomenclatura sării

Nomenclatura sărurilor acizilor care conțin oxigen

Numele sărurilor sunt de obicei asociate cu numele acizilor corespunzători . Deoarece mulți acizi în rusă au denumiri banale sau tradiționale, denumiri similare ( nitrați , fosfați , carbonați etc.) sunt păstrate și pentru săruri [8] .

Denumirile tradiționale de săruri constau din denumirile de anioni în cazul nominativ și denumirile de cationi în cazul genitiv [9] . Numele de anioni sunt construite pe baza denumirilor rusești sau latine ale elementelor care formează acid. Dacă un element care formează acid poate avea o stare de oxidare, atunci sufixul -at este adăugat la numele său :

CO 3 2-- carbonat , _ GeO 3 2- - germanate.

Dacă un element care formează acid poate avea două stări de oxidare, atunci pentru anionul format de acest element într-o stare de oxidare superioară se folosește sufixul -at , iar pentru anionul cu elementul într-o stare de oxidare inferioară - sufixul -it :

S042 -- sulfat , _ _ SO 3 2- - sulfit .

Dacă un element poate lua trei stări de oxidare, atunci pentru stările de oxidare cea mai înaltă, medie și cea mai joasă, se folosesc sufixele - la , - it și sufixul - it cu prefixul hypo -, respectiv:

NO 3 - - nitrat , NO 2 - - nitrit , NO 2 2- - hiponitrit.

În cele din urmă, în cazul elementelor care au patru stări de oxidare, se folosesc prefixul per - și sufixul - at pentru cea mai mare stare de oxidare , apoi (în ordinea stării de oxidare descrescătoare) sufixul - at , sufixul - it și sufixul - cu prefixul hypo -:

ClO 4 - - perclorat , ClO 3 - - clorat , ClO 2 - - clorit , ClO - este hipoclorit [10] .

Prefixele meta- , orto- , poli- , di- , tri- , peroxo- etc., prezente în mod tradițional în denumirile de acizi, se păstrează și în denumirile de anioni [9] .

Denumirile cationilor corespund denumirilor elementelor din care sunt formați: dacă este necesar, se indică numărul de atomi din cation (dirtuti (2+) Hg 2 2+ cation, tetraarsenic (2+) As 4 2+ cation ) și starea de oxidare a atomului, dacă acesta este variabil [ 11] .

Denumirile sărurilor acide se formează prin adăugarea prefixului hidro - la numele anionului. Dacă există mai mult de un atom de hidrogen per anion, atunci cantitatea acestuia este indicată folosind un prefix de multiplicare ( NaHCO 3 - bicarbonat de sodiu, NaH 2 PO 4 - fosfat dihidrogen de sodiu). În mod similar, pentru formarea denumirilor principalelor săruri se folosesc prefixele hidroxo - ((FeOH)NO 3 - hidroxonitrat de fier (II)) [12] .

Hidrații cristalini primesc denumiri prin adăugarea cuvântului hidrat la denumirea tradițională sau sistematică a sării ( Pb (BrO 3 ) 2 H 2 O - hidrat de bromat de plumb (II), Na 2 CO 3 10 H 2 O - carbonat de sodiu decahidrat) . Dacă se cunoaște structura hidratului cristalin, atunci se poate folosi nomenclatura compușilor complecși ([Be(H 2 O) 4 ]SO 4 - sulfat de tetraacvaberilliu(II)) [13] .

Pentru unele clase de săruri, există nume de grup, de exemplu, alaun - pentru sulfații dubli de forma generală M I M III (SO 4 ) 2 12 H 2 O, unde M I sunt sodiu , potasiu , rubidiu , cesiu , taliu sau cationi de amoniu , și M III - cationi de aluminiu , galiu , indiu , taliu , titan , vanadiu , crom , mangan , fier , cobalt , rodiu sau iridiu [14] .

Pentru sărurile mai complexe sau mai rare se folosesc denumiri sistematice, care se formează după regulile nomenclaturii compușilor complecși [8] . Conform acestei nomenclaturi, sarea este împărțită în sfere externe și interne (cation și anion): acesta din urmă este format dintr-un atom central și liganzi - atomi asociați cu atomul central. Denumirea sării se formează după cum urmează. În primul rând, numele sferei interioare (anion) este scris în cazul nominativ, constând din numele liganzilor (prefixelor) și elementului central (rădăcină) cu sufixul -at și o indicație a stării sale de oxidare . Apoi la numele [15] se adaugă numele atomilor din sfera exterioară (cationi) în cazul genitiv .

LiBO 3 - trioxoborat de litiu (III) Na 2 Cr 2 O 7 - heptaoxodicromat de sodiu (VI) NaHSO 4 - hidrogen-tetraoxosulfat de sodiu (VI)

Nomenclatura sărurilor acizilor anoxici

Pentru a forma denumirile sărurilor acizilor fără oxigen, se folosesc regulile generale de alcătuire a denumirilor compușilor binari : fie se folosesc reguli de nomenclatură universală indicând prefixele numerice, fie metoda Stock indicând gradul de oxidare, a doua metodă fiind preferat.

Denumirile halogenurilor sunt alcătuite din denumirea halogenului cu sufixul - id și cationul ( NaBr - bromură de sodiu, SF 6 - fluorură de sulf (VI) sau hexafluorură de sulf, Nb 6 I 11 - undecaiodură de hexaniobiu). În plus, există o clasă de pseudohalogenuri - săruri care conțin anioni cu proprietăți asemănătoare halogenurilor. Denumirile lor sunt formate într-un mod similar ( Fe(CN) 2 este cianura de fier (II), AgNCS este tiocianat de argint (I)) [16] .

Calcogenurile care conțin sulf , seleniu și telur ca anioni se numesc sulfuri, selenide și telururi. Hidrogenul sulfurat și seleniura de hidrogen pot forma săruri acide , care sunt numite hidrosulfuri și respectiv hidroselenide ( ZnS este sulfură de zinc, SiS2 este disulfură de siliciu, NaHS este hidrosulfură de sodiu). Se numesc sulfuri duble, indicând prin cratimă doi cationi: (FeCu)S 2 - disulfură de fier-cupru [17] .

Proprietățile fizice și structura sărurilor

De regulă, sărurile sunt substanțe cristaline cu o rețea cristalină ionică . De exemplu, cristalele de halogenuri ale metalelor alcaline și alcalino -pământoase ( NaCl , CsCl , CaF 2 ) sunt construite din anioni localizați conform principiului celei mai dense garnituri sferice și cationi care ocupă goluri în acest ambalaj. Cristalele ionice de săruri pot fi, de asemenea, construite din reziduuri acide combinate în fragmente anionice nesfârșite și cadre tridimensionale cu cationi în cavități ( silicați ). O astfel de structură se reflectă în proprietățile lor fizice într-un mod corespunzător: au puncte de topire ridicate , în stare solidă sunt dielectrici [18] .

De asemenea, sunt cunoscute săruri cu o structură moleculară (covalentă) (de exemplu, clorură de aluminiu AlCl3 ) . Pentru multe săruri, natura legăturilor chimice este intermediară între ionică și covalentă [7] .

De interes deosebit sunt lichidele ionice - sărurile cu un punct de topire sub 100°C. În plus față de punctul de topire anormal, lichidele ionice au practic zero presiune a vaporilor de saturație și vâscozitate ridicată . Proprietățile speciale ale acestor săruri sunt explicate prin simetria scăzută a cationului, interacțiunea slabă dintre ioni și distribuția bună a sarcinii cationului [19] .

O proprietate importantă a sărurilor este solubilitatea lor în apă. După acest criteriu, se disting sărurile solubile, ușor solubile și insolubile.

Fiind în natură

Multe minerale sunt săruri care formează depozite (de exemplu, halit , sylvin , fluorit ). ${\mathsf {NaCl}}$ ${\mathsf {KCl}}$ ${\mathsf {CaF_{2)}}$

Obținerea metodelor

Există diferite metode de obținere a sărurilor:

Reacția acizilor cu metalele , oxizii / hidroxizii bazici și amfoteri :

${\mathsf {H_{2}SO_{4}+Mg\longrightarrow MgSO_{4}+H_{2}\uparrow }}$

${\mathsf {H_{2}SO_{4}+MgO\longrightarrow MgSO_{4}+H_{2}O))$

${\mathsf {3H_{2}SO_{4}+Al_{2}O_{3}\longrightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3}+3\ H_{2}O))$

Interacțiunea oxizilor acizi cu alcaline , oxizi/hidroxizi bazici și amfoteri:

${\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\longrightarrow CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O))$

${\mathsf {CaO+SiO_{2}\longrightarrow CaSiO_{3))}$

${\mathsf {Al_{2}O_{3}+3\ SO_{3}\longrightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3))}$

${\mathsf {Mg(OH)_{2}+CO_{2}\longrightarrow MgCO_{3}\downarrow +H_{2}O))$

${\mathsf {Zn(OH)_{2}+SO_{3}\longrightarrow ZnSO_{4}+H_{2}O))$

Interacțiunea sărurilor cu acizi , alte săruri ( dacă se formează un produs care iese din sfera de reacție ):

${\mathsf {CaCO_{3}+2HCl\longrightarrow CaCl_{2}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow ))$

${\mathsf {CuCl_{2}+Na_{2}S\longrightarrow 2NaCl+CuS\downarrow ))$

${\mathsf {2Na_{2}CO_{3}+2MgCl_{2}+H_{2}O\longrightarrow [Mg(OH)]_{2}CO_{3}+CO_{2}\uparrow +4NaCl))$

Interacțiunea substanțelor simple:

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

Interacțiunea bazelor cu nemetale , de exemplu, cu halogenii :

${\mathsf {Ca(OH)_{2}+Cl_{2}\longrightarrow Ca(OCl)Cl+H_{2}O))$

Hidrații de cristal se obțin de obicei în timpul cristalizării sării din soluții apoase, cu toate acestea, sunt cunoscuți și solvații de cristal de săruri, care precipită din solvenți neapoși (de exemplu, CaBr 2 ·3 C 2 H 5 OH) [7] .

Proprietăți chimice

Proprietățile chimice sunt determinate de proprietățile cationilor și anionilor care alcătuiesc compoziția lor.

Sărurile interacționează cu acizi și baze dacă reacția are ca rezultat un produs care părăsește sfera de reacție (precipitat, gaz, substanțe care disociază slab, de exemplu, apă ):

${\mathsf {BaCl_{2}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow BaSO_{4}\downarrow +2HCl))$

${\mathsf {NaHCO_{3}+HCl\longrightarrow NaCl+H_{2}O+CO_{2}\uparrow }}$

${\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+2HCl\longrightarrow 2NaCl+H_{2}SiO_{3}\downarrow ))$

Sărurile interacționează cu metalele dacă metalul liber este situat în stânga metalului în compoziția sării din seria electrochimică a activității metalelor :

${\mathsf {Cu+HgCl_{2}\longrightarrow CuCl_{2}+Hg))$

Sărurile interacționează între ele dacă produsul de reacție părăsește sfera de reacție (se formează gaz, precipitat sau apă); inclusiv aceste reacții pot avea loc cu modificarea stărilor de oxidare ale atomilor reactivilor:

${\mathsf {CaCl_{2}+Na_{2}CO_{3}\longrightarrow CaCO_{3}\downarrow +2NaCl))$

${\mathsf {AgNO_{3}+NaCl\longrightarrow AgCl\downarrow +NaNO_{3))}$

${\mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+3Na_{2}SO_{3}+4H_{2}SO_{4}\longrightarrow Cr_{2}(SO_{4})_{3} +3Na_{2}SO_{4}+K_{2}SO_{4}+4H_{2}O}}$

Unele săruri se descompun atunci când sunt încălzite:

${\mathsf {CuCO_{3}\longrightarrow CuO+CO_{2}\uparrow }}$

${\mathsf {Ca(NO_{3})_{2}\longrightarrow Ca(NO_{2})_{2}+O_{2}\uparrow ))$

${\mathsf {NH_{4}NO_{3}\longrightarrow N_{2}O\uparrow +2H_{2}O))$

${\mathsf {NH_{4}NO_{2}\longrightarrow N_{2}\uparrow +2H_{2}O))$

Disocierea în soluții apoase

Când sunt dizolvate în apă, sărurile se disociază complet sau parțial în ioni . Dacă disocierea are loc complet, atunci sărurile sunt electroliți puternici , în caz contrar sunt slabi [7] . Un exemplu de electroliți puternici tipici sunt sărurile de metale alcaline, care există în soluție sub formă de ioni solvați [2] . În ciuda faptului că teoria este larg răspândită, afirmând că sărurile dintr-o soluție apoasă se disociază complet, în realitate, se observă disociere parțială pentru majoritatea sărurilor, de exemplu, o soluție de FeCl 3 0,1 M conține doar 10% cationi Fe 3+ , de asemenea ca 42% cationi FeCl2 + , 40% cationi FeCl2 + , 6% cationi FeOH2 + și 2 % cationi Fe(OH) 2+ [ 20] .

Hidroliza sării

Unele săruri în soluție apoasă sunt capabile de hidroliză [7] . Această reacție are loc reversibil pentru sărurile acizilor slabi ( Na2C03 ) sau bazelor slabe ( CuCl2 ) și ireversibil pentru sărurile acizilor slabi și bazelor slabe ( Al2S3 ) .

Valoarea sărurilor pentru om

Numele sărurilor	Produse de conținut	Impact asupra corpului uman	Boli cu deficit de sare
1. Săruri de calciu	Lapte, peste, legume	Creșteți creșterea și rezistența oaselor	Creștere slabă a scheletului, carii dentare etc.
2. Săruri de fier	Ficat de vită, carne de vită	Ele fac parte din hemoglobina	Anemie
3. Săruri de magneziu	Mazăre, caise uscate	Îmbunătățește funcția intestinală	Deteriorarea sistemului digestiv

Aplicarea sărurilor

Sărurile sunt utilizate pe scară largă atât în producție, cât și în viața de zi cu zi.

Săruri ale acidului clorhidric . Dintre cloruri , cele mai utilizate sunt clorura de sodiu si clorura de potasiu .
Clorura de sodiu (sare de masă) este izolată din apa de lac și de mare și este extrasă și în minele de sare. Sarea de masă este folosită pentru alimente. În industrie, clorura de sodiu servește ca materie primă pentru producerea de clor , hidroxid de sodiu și sifon .
Clorura de potasiu este folosită în agricultură ca îngrășământ cu potasiu.
Săruri ale acidului sulfuric . În construcții și medicină, ghipsul semiapos , obținut prin prăjirea rocii (sulfat de calciu dihidrat), este utilizat pe scară largă . Când este amestecat cu apă, se stabilește rapid pentru a forma sulfat de calciu dihidrat , adică gips.
Sulfatul de sodiu decahidrat este folosit ca materie primă pentru producerea de sifon.
Săruri ale acidului azotic . Nitrații sunt folosiți cel mai frecvent ca îngrășăminte în agricultură. Cele mai importante dintre acestea sunt azotatul de sodiu , azotatul de potasiu , azotatul de calciu si azotatul de amoniu . De obicei, aceste săruri sunt numite salpetri .
Dintre ortofosfați , ortofosfatul de calciu este cel mai important . Această sare este componenta principală a mineralelor - fosforite și apatite. Fosforitii si apatitele sunt folosite ca materii prime in productia de ingrasaminte fosfatice , cum ar fi superfosfatul si precipitatul .
Săruri ale acidului carbonic . Carbonatul de calciu este folosit ca materie primă pentru producția de var.
Carbonatul de sodiu (sodă) este utilizat în fabricarea sticlei și a săpunului.
Carbonatul de calciu se găsește și în mod natural sub formă de calcar , cretă și marmură .

Galeria de imagini cu sare

Vezi și

Note

↑ IUPAC Gold Book-sare . Consultat la 21 mai 2013. Arhivat din original pe 23 mai 2013. (nedefinit)
↑ 1 2 SOZH, 1999 .
↑ 1 2 Zefirov, 1995 , p. 376.
↑ M. V. Lomonosov. Proceedings in Chimie si Fizica . Muzeul Istoric-Memorial Lomonosov. Preluat: 24 octombrie 2013. (nedefinit)
↑ M. V. Lomonosov. O introducere în adevărata chimie fizică . Bibliotecă electronică fundamentală. — Punctul 111. Consultat la 24 octombrie 2013. (nedefinit)
↑ Zefirov, 1995 , p. 376-377.
↑ 1 2 3 4 5 Zefirov, 1995 , p. 377.
↑ 1 2 Lidin, 1983 , p. 46.
↑ 1 2 Lidin, 1983 , p. 48.
↑ Lidin, 1983 , p. 47-48.
↑ Lidin, 1983 , p. 13-14.
↑ Lidin, 1983 , p. 50-51.
↑ Lidin, 1983 , p. 53.
↑ Lidin, 1983 , p. 54.
↑ Lidin, 1983 , p. 65.
↑ Lidin, 1983 , p. 28-30.
↑ Lidin, 1983 , p. 32-33.
↑ Enciclopedia chimică / Ed. I. L. Knunyants. - M . : Marea Enciclopedie Rusă, 1990. - T. 2. - ISBN 5-85270-035-5 .
↑ Wasserscheid P., Keim W. Ionic Liquids—New “Solutions” for Transition Metal Catalysis // Angew . Chim. Int. Ed. - 2000. - Vol. 39 , nr. 21 . - P. 3772-3789 . - doi : 10.1002/1521-3773(20001103)39:21<3772::AID-ANIE3772>3.0.CO;2-5 . — PMID 11091453 .
↑ Sărurile Hawkes SJ sunt în mare parte NU ionizate // J. Chem. Educ. - 1996. - Vol. 75 , nr. 5 . - P. 421-423 . doi : 10.1021 / ed073p421 .

Literatură

Girichev GV Structura moleculară a sărurilor acizilor care conțin oxigen // Soros Educational Journal . - 1999. - Nr. 11 . - S. 40-44 .
Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L., Tsvetkov A. A. Fundamentele nomenclaturii substanțelor anorganice / Ed. B. D. Stepina. - M . : Chimie, 1983. - 112 p.
Enciclopedia chimică / Ed. N. S. Zefirova. - M . : Marea Enciclopedie Rusă, 1995. - T. 4. - ISBN 5-85270-092-4 .

Dicționare și enciclopedii

Mare catalană
Rusă mare
Marele Soviet (1 ed.)
Brockhaus și Efron
Brockhaus

În cataloagele bibliografice
BNF : 12098275p GND : 4051413-4 J9U : 987007553422005171 LCCN : sh85116900 NDL : 00561925 NKC : ph189247