Кислоти. Солі - складні речовини, які можна розглядати як продукти повного або часткового заміщення гідрогену у кислотах атомами металів (групами атомів)

Солі

Солі - складні речовини, які можна розглядати як продукти повного або часткового заміщення гідрогену у кислотах атомами металів (групами атомів), або як продукти повного або часткового заміщення гідроксид-іонів в основах на кислотні залишки.

З точки зору теорії електролітичної дисоціації солі – це електроліти, які у водному розчині дисоціюють, утворюючи позитивні іони, відмінні від іона гідрогену, та негативні іони, що відрізняються від гідроксид-іона. За складом та хімічними властивостями солі поділяють на середні, кислі, основні, подвійні, змішані та комплексні.

Середні солі – продукти повної нейтралізації кислоти основою. В них як катіонами є катіони металів, групи атомів та комплексні катіони: KCl, CaSO₄, Zn(NO₃)₂, NH₄NO₃, [Cu(NH₃)₄]SO₄,

Кислими солями є солі, одержані внаслідок неповного заміщення іонів Гідрогену в молекулах багатоосновних кислот атомами металів або металоподібних груп атомів: NaHCO₃, K₂HPO₄,NH₄HSO₄, KH₂PO₄.

Основні солі – це солі, одержані внаслідок неповного заміщення гідроксид-іонів у багатокислотних основах на кислотні залишки: MgOHCl, CoOHNO₃, (CuOH)₂SO₄, AlOHSO₄.

Подвійні солі утворюються при заміщенні іонів Гідрогену багатоосновної кислоти на катіони різних металів. Якщо катіони металів мають заряди +1 та +3, то такі подвійні солі, утворені сульфатною кислотою, називають галунами. Наприклад, KAl(SO₄)₂ × 12H₂O, NH₄Fe(SO₄)₂ × 6H₂O, KCr(SO₄)₂ × 12H₂O. Якщо катіони металів мають заряди +1 і +2, то такі подвійні соліназивають,шьонітами. До них належать подвійні сульфати загальної формули M₂⁺¹M⁺²(SO₄)₂ × 6H₂O, прикладом яких є сіль Мора (NH₄)₂Fe(SO₄)₂ × 6H₂O. Змішані солі можна одержати при заміщенні гідроксид-іонів багатокислотних основ на різні кислотні залишки. Наприклад, CaOCl₂.

Комплексні солі – це сполуки, які містять комплексні іони. Наприклад, [Cu(NH₃)₄]SO₄, Na₃[Co(NO₂)₆], K₃[Ag(S₂O₃)₂].

Номенклатура солей

Традиційні та систематичні назви солей пов'язані з номенклатурою неорганічних кислот (табл. 10). Існують номенклатурні правила назви катіонів та аніонів.

Систематична назва одноатомних катіонів складається з назви елемента, що його утворює, у називному відмінку, потім вказують ступінь окиснення або заряд катіона в кінці називають групове слова «катіон»: Сu⁺ – Купрум(І)-катіон, Fe²⁺ – Ферум(ІІ)-катіон, Cu²⁺ –Купрум(ІІ)-катіон, Fe³⁺ – Ферум(ІІІ)-катіон.

Якщо елемент має лише один ступінь окиснення, то його можна не вказувати: Н⁺ – Гідроген-катіон, Nа⁺ – Натрій-катіон, Ва²⁺ – Барій-катіон, Al³⁺ – Алюміній-катіон.

Систематичні назви багатоатомних одноелементних катіонів будують аналогічно, але вказують кількість атомів елемента за допомогою префіксів, а замість ступеня окисненняелемента – загальний заряд катіона арабською цифрою у круглих дужках: Нg₂²⁺ – димеркурій(2+)-катіон, І₂⁺ – дійоду(1+)-катіон, Н₂⁺ – дигідроген(1+)-катіон, O₂⁺ – діоксиген(1+)-катіон.

Назви багатоелементних катіонів, одержаних додаванням протонів до нейтральних молекул, складаються з назви молекули або з кореня назви елемента і суфікса -оній(зрідка -аній, -іній):NН₄⁺ – амоній-катіон, РН₄⁺ – фосфонію-катіон, N₂Н₅⁺– гідразіній-катіон, Н₃O⁺ – оксоній-катіон, Н₂F⁺ – флуороній-катіон.

Систематичні назви моноатомних аніонів складаються з кореня назви елемента з суфіксом -ід (-ид) та групового слова «іон», що записується через дефіс: Н^– – гідрид-іон, F^– – флуорид-іон,І^– – йодид-іон, СN^– – ціанід-іон, S^2– – сульфід-іон.

Систематичні назви одноелементних поліатомних аніонів будують аналогічно, але при цьому вказують число атомів і загальний заряд аніону: І₃^– – трийодид (1–)-іон, S₄^2– – тетрасульфід (2–)-іон, S₂^2– – дисульфід (2–)-іон.

Розповсюдженим одноелементним поліатомним аніонам надані спеціальні назви, які використовують замість їх систематичних назв: O₂^2– – пероксид-іон, O₂^– – надпероксид-іон,
O₃^–– озонід-іон, H^– – гідрид-іон, N^3– – азид-іон.

Систематичні назви багатоелементних аніонів будують за принципом номенклатури комплексних сполук. Назву аніону складають з корня латинської назви Оксигену із суфіксом - о, за яким йде назва кислотоутворюючого елемента з суфіксом - аг, потім у круглих дужках римськими цифрами вказують ступінь окиснення кислотоутворюючого елемента та через дефіс записують групове слово «іон». Наприклад, NО₃^– – триоксонітрат(V)-іон, SО₄^2– – тетраоксосульфат(VІ)-іон.

Традиційні назви середніх солей утворюють з двох слів: назви катіона кислоти у називному відмінку та назви аніона: СаСl₂ – кальцій хлорид; NaNO₃ – натрій нітрат; Al₂(SO₄)₃ – сульфат алюмінію; Na₃РO₄ – натрій ортофосфат; КСlO₃ – калій хлорат.

Якщо елемент проявляє різні ступені окиснення та утворює кілька різних солей, то в їх назвах ступінь окиснення елемента позначається в дужках римською цифрою. Наприклад, СrSO₄ –хром(ІІ) сульфат, Сr₂(SO₄)₃ – хром(III) сульфат.

Назву кислих солей утворюють з назви катіона та префікса гідроген-, який підкреслює наявність іонів Гідрогену у складі солі, потім називають аніон кислоти. Якщо молекула солімістить не один, а кілька іонів Гідрогену, то за допомогою числівники ди-, три-, тетра- вказують кількість атомів Гідрогену. Наприклад,

NaНРO₄ – натрій гідрогенфосфат,

NaН₂РO₄ – натрій дигідрогенфосфат.

Назви основних та оксосолей починають з префіксів гідроксо- або оксо-, що підкреслює наявність гідроксид-іонів або атомів Оксигену в їх складі, потім називають катіон у називному відмінку, останнім називають аніон кислоти. Якщо молекула основної солі містить декілька ОН^–-іонів або атомів Оксигену, то до її назви додають числові префікси ди-, три-, тетра-, які вказують на їх число. Наприклад,

Al(OН)Сl₂ – гідроксоалюміній хлорид,

Al(OН)₂Сl – дигідроксоалюміній хлорид,

ВiONO₃ – оксобісмут(ІІІ) нітрат.

Назви подвійних солей утворюють з назви кислотних залишків та катіонів (кількість молекул води вказують грецьким числівником). Наприклад,

КAl(SO₄)₂ × 12Н₂O – додекагідрат алюміній калій сульфат,

NН₄Fе(SO₄)₂ × 6Н₂О – гексагідрат ферум(ІІІ) амоній сульфат,

КСr(SO₄)₂ × 12Н₂O – додекагідрат хром(ІІІ) калій сульфат,

(NН₄)₂Fе(SO₄)₂ × 6Н₂О – гексагідрат ферум(ІІ) діамоній сульфат.

У хімічній літературі використовують систематичні назви солей, які складаються з систематичної назви катіона та назв аніона у називному відмінку.

ВаСO₃ – барій триоксокарбонат(ІV),

КNO₂ – калій діоксонітрат(ІІІ),

КNO₃ – калій триоксонітрат(V),

Na₂SO₃ – натрій триоксосульфат(ІV),

Na₂SO₄ – натрій тетраоксосульфат(VІ),

K₂S₂O₇ – калій гептаоксодисульфат(VІ),

NaHSO₄ – натрій гідроген тетраоксосульфат(VІ),

КСlO – калій оксохлорат(І),

КСlO₂ – калій діоксохлорат(ІІІ),

КСlO₃ – калій триоксохлорат(V),

КСlO₄ – калій тетраоксохлорат(VІІ),

К₂НРО₄ – калій гідроген тетраоксофосфат(V),

(СuOН)₂СO₃ – гідроксокупрум(ІІ)триоксокарбонат(ІV),

МnNН₄РO₄ – магній амоній тетраоксофосфат(V),

Na₂SO₃S – натрій сульфідотриоксосульфат(VІ),

Нg₂(NO₃)₂ – дигідраргірум(І) триоксонітрат(V),

Fe(NH₄)₂(SO₄)₂ × 6Н₂О – гексагідрат ферум(ІІ) амоній тетраоксосульфат(VІ).

Методи одержання солей

Найважливішими методами одержання солей є:

1. Взаємодія основних оксидів з кислотними або амфотерними оксидами:

СаO + СO₂ = СаСO₃,

СаO + Al₂O₃ = Са(AlO₂)₂ (сплавлення).

2. Взаємодія основних та амфотерних оксидів з кислотами:

МgO + 2НСl = МgСl₂ + Н₂O,

Al₂O₃ + 3Н₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3Н₂O.

3. Взаємодія кислотних оксидів з основами або амфотерними гідроксидами:

N₂O₅ + 2NaOН = 2NаNО₃ + Н₂O,

3SO₃ + 2Al(OН)₃ = Al₂(SO₄)₃ + 3Н₂O.

4. Взаємодія основ і амфотерних гідроксидів з кислотами:

Мg(OН)₂ + 2НNO₃ = Мg(NO₃)₂ + 2Н₂O,

Al(OН)₃ + 3НСl = AlСl₃ + 3Н₂O.

5. Взаємодія солей з кислотами:

2ВaСl₂ + Н₂SO₄ = ВаSO₄ + 2НСl.

6. Взаємодія між солями і кислотними оксидами з утворенням нової солі та витісненням більш леткого оксиду:

Na₂СO₃ + SіО₂ = Nа₂SiO₃ + СO₂.

7. Взаємодія солей з основами:

Ві(NO₃)₃ + 3КOН = Ві(OН)₃ + 3КNO₃,

ZnSO₄ + 4NaOH = Na₂[Zn(OН)₄] + Na₂SO₄.

8. Взаємодія металів з кислотами:

3Сu + 8НNO_3(р) = 3Сu(NO₃)₂ + 2NO + 4Н₂O,

4Zn + 5Н₂SO_4(к) = 4ZnSO₄ + Н₂S + 4Н₂O,

Zn + 2НСl = ZnСl₂ + Н₂.

9. Взаємодія амфотерних металів і неметалів з лугами. Алюміній, берилій, цинк, олово, свинець реагують з розчинами лугів з утворенням відповідних комплексних солей та водню:

Ве + 2КOН + 2Н₂O = К₂[Ве(OН)₄] + Н₂,

Si + 2NaOН + Н₂O = Nа₂SiO₃ + 2Н₂.

10. Деякі неметали при взаємодії з розчинами лугів утворюють дві солі:

Сl₂ + 2NaOН = NaCl + NaСlО + Н₂O,

3S + 6NaOН = 2Nа₂S + Na₂SO₃ + 3Н₂O.

11. Взаємодія між солями з утворенням менш розчинної солі або малодисоційованої сполуки:

AgNО₃ + КІ = AgI↓ + КNO₃.

12. Реакції витіснення одних металів іншими з їх солей:

SnСl₂ + Zn = ZnСl₂ + Sn.

13. Взаємодія солей з неметалами:

2КІ + Вr₂ = 2КВr + І₂.

14. Термічний розклад деяких солей з утворенням нових солей:

2КNO₃ = 2КNО₂ + O₂,

4К₂SO₃ = К₂S + 3К₂SO₄,

2NaHCO₃ = Na₂С0₃ + CO₂ + H₂O_.

15. Взаємодія двох простих речовин:

2NaНСO₃ = Na₂СO₃ + СO₂ + Н₂O.

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃,

2Al + 3S = Al₂S₃.

Кислі солі одержують реакцією неповної нейтралізації багато-основної кислоти основою або реакціями гідролізу:

H₃PO₄ + 2NaOH = Na₂HPO₄ + 2H₂O,

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O,

Na₂SO₃ + H₂O NaHSO₃ + NaOH.

Основні солі одержують при неповній нейтралізації багато-кислотних основ кислотами або реакціями гідролізу:

Bi(OH)₃ + 2HNO₃ = Bi(OH)(NO₃)₂ + 2H₂O,

Bi(OH)₃ + HNO₃ = Bi(OH)₂NO₃ + H₂O,

2FeSO₄ + 2H₂O ↔ (FeOH)₂SO₄ + H₂SO₄.

Хімічні властивості солей

Солі – тверді кристалічні речовини, які мають високі температури плавлення. Вони поділяються на розчинні, малорозчинні та практично нерозчинні. Солі нітратної та оцтової кислот добре розчиняються у воді. Солі сульфатної та хлоридної кислот можуть бути добре розчинними або практично нерозчинними. Солі ряду кислот підлягають термічному розкладу:

MgSO₃ = MgO + SO₂,

ZnCO₃ = ZnO + CO₂,

2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂,

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂.

Більшість солей при розчиненні у воді гідролізуються:

2CuSO₄ + 2H₂O ↔ (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄,

Na₂CO₃ + H₂O ↔ NaHCO₃ + NaOH,

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S.

Солі вступають у реакції обміну з кислотами з утворенням нової солі та нової кислоти:

CH₃COONa + HCl = CH₃COOH + NaCl,

FeS↓ + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑.

Солі взаємодіють з лугами з утворенням нової солі і основи:

СuSO₄ + 2NaOН = Сu(OН)₂↓ + Na₂SO₄.

Розчини солей взаємодіють з утворенням осаду важкорозчинної солі:

Na₂SO₄ + Рb(NO₃)₂ = РbSO₄↓ + 2NaСl,

AgNO₃ + КІ = AgI↓ + NаNO₃.

Реакції заміщення з металами:

Zn + Рb(NО₃)₂ = Zn(NO₃)₂ + Рb.

Кислі солі взаємодіють з лугами з утворенням середньої солі і води:

NaН₂РO₄ + 2NaOН = Na₃РO₄ + 2Н₂O.

Основні солі взаємодіють з кислотами з утворенням середньої солі і води:

Ві(OН)₂NO₃ + 2НNО₃ = Ві(NO₃)₃ + 2Н₂O.

Розчини солей взаємодіють з утворенням комплексних солей:

Нg(NO₃)₂ + 4КІ = К₂[НgІ₄] + 2КNO₃,

FеСl₃ + 6КСl = К₃[Fе(СN)₆] + 3КСl.

Кислоти

Кислоти - сполуки, які містять іони гідрогену, що здатні заміщуватися на метал (або металоподібну групу атомів) і утворювати при цьому солі. До складу кислот входять один або декілька іонів гідрогену та кислотний залишок.

З точки зору теорії електролітичної дисоціації кислотами називають електроліти, при дисоціації яких як катіони утворюються лише катіони гідрогени Н⁺ (H₃O⁺):
HCl → H⁺ + Cl^–,
H₂SO₄ → 2H⁺ + SO^2–,
H₃PO₄ ↔ 3H⁺ + PO₄^3–,
CH₃COOH ↔ CH₃COO^– + H⁺.
Кількість іонів гідрогену в молекулі кислоти, здатних заміщуватися на метал або металоподібну групу атомів з утворенням солей, визначає її основність. Розрізняють кислотиодноосновні HCl, HBr, HI, HNO₃, HClO, HClO₂, HClO₃, HClO₄, KMnO₄; двохосновні H₂CO₃, H₂SO₃, H₂S, H₂S₂O₇; трьохосновні H₃BO₃, H₃PO₄, H₃AsO₄; чотирьохосновні H₄SiO₄, H₄P₂O₇; п'ятиосновні та шестиосновні H₅IO₆, H₆TeO₆. У деяких кислотах кількість атомів гідрогену не відповідає їх основності. Наприклад, H₃PO₂ – одноосновна кислота, H₃PO₃ – двохосновна. Згідно з основністю формули цих кислот мають вигляд H[PH₂O₂] та H₂[PHO₃].
За хімічним складом розрізняють безоксигенові та оксигенвмісні кислоти. До безоксигенових кислот належать HF, HCl, HBr, HI, H₂S, H₂S, H₂Se, HCN, HSCN. До оксигенвмісних кислот – гідрати кислотних оксидів (звичайні кислоти), полі-, тіо- і пероксокислоти. До звичайних кислот належать H₂SO₄, H₃PO₄, HNO₃. Прикладом полі, тіо- та пероксокислот є H₂S₂O₇, H₂SO₃S, H₂S₂O₈, HNO₄.
У межах групи із збільшенням атомного номера елемента сила кислот зменшується. Це пояснюється тим, що збільшується радіус атома елемента, тому біля нього може розміститися більше груп ОН^– (сила кислот зменшується). У межах періоду із збільшенням порядкового номера елемента його заряд збільшується, а радіус атома зменшується. Це зумовлює посилення кислотних властивостей. Наприклад, у третьому періоді H₂SiO₃ дуже слабка кислота, H₃PO₄ – кислота середньої сили, H₂SO₄ та HClO₄ – сильні кислоти.
Частину молекули кислоти, яка утворюється при відщепленні від неї іонів Гідрогену називають кислотним залишком. Наприклад, для кислот HCl, H₂SO₄, H₃PO₄ кислотними залишками відповідно є однозарядний Cl^–-іон; однозарядний HSO₄^– та двозарядний SO₄^2–-іони; однозарядний H₂PO₄^–, двозарядний HPO₄^2– та тризарядний PO₄^3–-іони.
Відомі оксигенвмісні кислоти, у молекулах яких міститься декілька кислотних залишків. Такі кислоти називають ізополікислотами. їх можна розглядати як продукт взаємодії декількох молекул даного кислотного оксиду з однією молекулою води:
2SO₃ + H₂O = H₂S₂O₇.
Утворення ізополікислот характерне для елементів п'ятої та шостої груп періодичної системи.
У кисневмісних кислотах атоми Оксигену кислотного залишку можуть заміщатися кислотними залишками слабкої кислоти H₂S i гідроген пероксиду H₂O₂. У першому випадку утворюютьсятіокислоти, у другому – пероксокислоти.
Прикладом тіокислот є тіосульфатна кислота – H₂S₂O₃, яку можна розглядати як похідну сульфатної кислоти, в якій один атом Оксигену заміщений на атом Сульфуру H₂SO₃S.
Ортоарсенатній кислоті H₃AsO₄ відповідає ряд тіокислот: H₃AsO₃S, H₃AsO₂S₂, H₃AsOS₃ i H₃AsS₄.
Пероксокислоти містять одну пероксогрупу (– О – О –). їх можна розглядати як продукти заміщення одного атома Оксигену кислотного залишку іоном О₂^2–. Пероксокислотами є H₂SO₅(H₂SO₃O₂), H₂S₂O₈ (H₂S₂O₆O₂), HNO₄ (HNO₂O₂).
Номенклатура кислот
Назви безоксигенних кислот складаються із назви аніона з суфіксом – ідна (- идна) і слова «кислота»:
HF – флуоридна (флуороводнева) кислота;
HCl – хлоридна (хлороводнева) кислота;
HBr – бромідна (бромоводнева) кислота;
HI – йодидна (йодоводнева) кислота;
Н₂S – сульфідна (сірководнева) кислота;
Н₂Sе – селенідна (селеноводнева) кислота;
НСN – ціанідна (ціановоднева) кислота.
Традиційні назви оксигенвмісних кислот утворюють із назви кислотоутворюючого елемента і слова «кислота». При цьому назва кислоти, в якій елемент проявляє вищий ступінь окиснення, має закінчення -на. Якщо елемент утворює дві кислоти, то назва з нижчим ступенем окиснення елемента має закінчення ітна-, -итна. Назви кислот утворюють, використовуючи назви їх аніонів (табл.). Наприклад:
Н₂СO₃ – карбонатна кислота;
НNO₂ – нітритна кислота;
НNO₃ – нітратна кислота;
Н₂SO₃ – сульфітна кислота;
Н₂SO₄ – сульфатна кислота;
Н[РН₂O₂] – гіпофосфітна кислота;
Н₂[РНO₃] – фосфітна кислота;
НСlO – гіпохлоритна кислота;
НСlO₂ – хлоритна кислота;
НСlO₃ – хлоратна кислота;
НСlO₄ – перхлоратна кислота.
Якщо одному і тому ж ступеню окиснення елемента відповідають дві кислоти з різними основностями, то назва кислоти з більшою основністю має префікс орто-, з меншою – мета‑.Наприклад:
Н₃ВO₃ – ортоборатна кислота;
НВO₂ – метаборатна кислота;
Н₃РO₄ – ортофосфатна кислота;
НРO₃ – метафосфатна кислота;
Н₃АзO₃ – ортоарсенітна кислота;
НА₅O₂ – метаарсенітна кислота.
Назви ізополікислот утворюють з назв звичайних оксигенвмісних кислот, похідними яких вони є, додаючи числові префікси ди-, три-, тетра-, що вказують на кількість атомів кислотоутворюючого елемента у молекулі ізополікислоти:
Н₂В₄O₇ – тетраборатна кислота;
Н₄Р₂O₇ – дифосфатна кислота;
Н₂Сr₂O₇ – дихроматна кислота;
Н₂Сr₃O₁₀ – трихроматна кислота;
Н₂S₂O₇ – дисульфатна кислота.
Назви тіо- та пероксокислот утворюють з назв відповідних оксигенвмісних кислот, похідними яких вони є, додаючи відповідні префікси тіо-, пероксо-:
Н₂SO₃S (Н₂S₂O₃) – тіосульфатна кислота;
H₃AsO₃S– тіоортоарсенатна кислота;
H₃AsO₂S₂ – дитіоортоарсенатна кислота;
H₃AsOS₃ – тритіоортоарсенатна кислота;
H₃AsS₄ – тетратіоортоарсенатна кислота;
H₂SO₃O₂ – пероксомоносульфатна кислота;
H₂S₂O₆O₂ – пероксодисульфатна кислота;
HNO₄ – пероксонітратна кислота.
Поряд з традиційною назвою кислот використовують систематичні назви, в яких спочатку записують слово «гідроген», потім грецькими числівниками вказують число атомів Оксигену, останнім називають кислотоутворюючий елемент з суфіксом -ат, у дужках римською цифрою вказують його ступінь окиснення. Наприклад:
H₂CO₃ – гідроген триоксокарбонат(IV);
HNO₂ – гідроген діоксонітрат(ІІІ);
HNO₃ – гідроген триоксонітрат(V);
HClO – гідроген оксохлорат(I);
HClO₂ – гідроген діоксохлорат(III);
HClO₃ – гідроген триоксохлорат(V);
HClO₄ – гідроген тетраоксохлорат(VII);
H₂Cr₂O₇ – гідроген гептаоксодихромат(VI);
H₂P₂O₇ – гідроген гептаоксодифосфат(V);
H₃PO₄ – гідроген тетраоксофосфат(V);
HPO₃ – гідроген триоксофосфат(V);
H₂SO₃ – гідроген триоксосульфат(ІV);
H₂SO₄ – гідроген тетраоксосульфат(VI);
H₂SO₃S – гідроген тіотриоксосульфат(VІ);
H₂S₂O₆O₂ – гідроген пероксодисульфат(VІ);
H₂IO₆ – гідроген гексаоксойодат(VІІ).
Одержання кислот
Основним способом одержання кислот є спосіб безпосередньої взаємодії сполучення кислотних оксидів з водою:
N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃,
P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃,
P₂O₅ + 2H₂O = H₄P₂O₇,
P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄,
SO₃ + H₂O = H₂SO₄,
N₂O₃ + H₂O = 2HNO₂,
2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂.
Окремі кислоти одержують реакцією солі з кислотою. При цьому утворюється нова сіль та нова кислота. У даному випадку сильна кислота витискає слабку з розчину її солі, або менш летка витискає більш летку кислоту:
NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl,
FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S,
CaF₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2HF,
Na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃ + 2NaCl.
Безоксигенні кислоти одержують спочатку у вигляді галогеноводнів, які розчиняють у воді, і таким чином отримують відповідну кислоту. Наприклад, хлороводень одержують реакцією взаємодії хлору з воднем:
H₂ + Cl₂ = 2HCl.
Це основний метод одержання хлороводню. Його водному розчину відповідає хлоридна кислота.
Окремі кислоти отримують взаємодією активних неметалів з водою, при цьому утворюються дві кислоти – безоксигенова і оксигеновмісна:
Cl₂ + H₂O ↔ HCl + HClO.
Деякі кислоти одержують гідролізом відповідних галогенідів:
PBr₃ + 3H₂O = H₂[PHO₃] + 3HBr,
PI₃ + 3H₂O = H₂[PHO₃] + 3HI,
PCl₅ + 4H₂O = 5HCl + H₃PO₄.
Деякі неметали при взаємодії з нітратною кислотою окиснюються до нових кислот:
3P + 5HNO_3(p) + 2Н₂О = 3H₃PO₄ + 5NO.
Комплексні кислоти одержують розчиненням благородних металів у «царській водці»:
Au + 4HCl + HNO₃ = H[AuCl₄] + NO + 2H₂O,
3Pt + 4HNO₃ + 18HCl = 3H₂[PtCl₆] + 4NO + 8H₂O.
Комплексні кислоти також характерні для Силіцію:
3Si + 4HNO₃ + 18HF = 3H₂[SiF₆] + 4NO + 8H₂O.
H₂[SiF₆] – можна також одержати дією надлишку флуоридної кислоти на силіцій(IV) оксид:
SiO₂ + 6HF = H₂[SiF₆] + 2H₂O.
Хімічні властивості кислот
Більшість кислот – це рідини. їх розчини мають кислий смак, змінюють синій колір лакмусу на червоний, метилоранжу – на рожевий. Найважливішими властивостями кислот є їх здатність взаємодіяти з основами, основними оксидами, амфотерними оксидами і гідроксидами з утворенням солі та води:
HCl + NaOH = NaCl + H₂O,
H₂SO₄ + CaO = CaSO₄ + H₂O,
6HNO₃ + Al₂O₃ = 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O,
3H₂SO₄ + 2Al(OH)₃ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O.
Кислоти взаємодіють з солями з утворенням нової кислоти і нової солі:
2NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl,
K₂S + H₂SO₄ = K₂SO₄ + H₂S.
З металами взаємодіють з утворенням відповідних солей:
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂.
Взаємодія кислот-окисників з металами відбувається з утворенням солі, продуктів відновлення кислоти і води:
4Zn + 5H₂SO_4(к) = 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O,
4Zn + 10HNO_3(p) = 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O.
Взаємодія кислот-окисників з неметалами відбувається з утворенням нових кислот:
3I₂ + 10HNO₃ = 6HIO₃ + 10NO + 2H₂O.

Основи

Основами називають електроліти, що дисоціюють у розчині з утворенням гідроксид-іонів ОН^–.

NaОН → Na⁺ + ОН^–,

NН₃ × Н₂О ↔ NН₄⁺ + ОН^–.

Кількість гідроксогруп у молекулі основи визначає їх кислотність. Наприклад, NaОН – однокислотна основа, Мg(ОН)₂ – двокислотна, Сг(ОН)₃ – трикислотна.

Основи найчастіше містять катіони металів, але можуть бути і катіони, які складаються з декількох атомів. Наприклад, NН₄⁺, ВіО⁺, SbО⁺, [Zn(NН₃)₄]²⁺, [Сr(Н₂О)₄Сl₂]⁺ тощо.

По здатності розчинятися у воді основи поділяються на розчинні, малорозчинні та нерозчинні. Розчинні у воді основи називають лугами.

За здатністю розпадатися на іони (ступенем дисоціації) основи поділяють на сильні NaОН, КОН, RbОН, СsОН, Ва(ОН)₂; основи середньої сили Мg(ОН)₂, Са(ОН)₂, ТlОН та слабкі Zn(ОН)₂, Сu(ОН)₂, Ві(ОН)₃ тощо.

Більшість слабких основ малорозчинні у воді. Розчинними основами є LіОН, NaОН, КОН, RbОН, СsОН, Ва(ОН)₂ та основи з комплексним катіоном [Сu(NН₃)₄](ОН)₂, [Со(NН₃)₆](ОН)₂ тощо.

Номенклатура основ

Назва основ починається з назви катіона у називному відмінку і слова «гідроксид», що вказує на наявність іонів ОН^–. Якщо елемент утворює декілька основ, то після назви елемента у дужках римською цифрою записують ступінь його окиснення (номенклатура за Штоком). Використовують також метод числових префіксів, за допомогою яких грецькими числівниками вказують кількість гідроксогруп у складі основи:

Формула основи	Метод Штока	Метод числових префіксів
Са(ОH)2	кальцій гідроксид	–
Cr(ОH)2	хром (ІІ) гідроксид	хром дигідроксид
Cr(ОH)3	хром (ІІІ) гідроксид	хром тригідроксид
Sn(ОH)2	станум (ІІ) гідроксид	станум дигідроксид
Fе(ОН)3	ферум (ІІІ) гідроксид	ферум тригідроксид
Мn(ОН)2	марган (ІІ) гідроксид	манган дигідроксид
[Cu(NН3)4](ОН)2	тетраамінкупрум (ІІ) гідроксид	–
[Со(NН3)6](ОН)2	гексаамінкобальт (ІІ) гідроксид	–

Якщо елемент утворює один гідроксид, то ступінь окиснення або число гідроксогруп не вказують. Наприклад, NaОН – натрій гідроксид, Ва(ОН)₂ – барій гідроксид, Аl(ОН)₃ –алюміній гідроксид.

Одержання гідроксидів

Розчинні у воді основи (луги) одержують взаємодією лужних, лужноземельних металів або їх оксидів з водою, а також електролізом водних розчинів хлоридів цих металів:

2Na + 2Н₂О = 2NaОН + Н₂,

Са + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + Н₂,

Na₂О + Н₂О = 2NaОН,

ВаО + Н₂О = Ва(ОН)₂,

2NaСl, 2Н₂О 2NaОН + Н₂ + Сl₂.

Нерозчинні у воді основи одержують реакцією обміну – дією лугів на водні розчини відповідних солей:

МgSО₄ + 2NaОН = Мg(ОН)₂↓ + Na₂SО₄,

Fе₂(SО₄)₃ + 6NaОН = 2Fе(ОН)₃^4– + 3Na₂SО₄.

Гідрат аміаку можна одержати розчиненням у воді аміаку:

NН₃ + Н₂О ↔ NH₃ × Н₂О

або дією лугів на водні розчини солей амонію:

2NН₄Сl + Са(ОН)₂ = 2NН₃ × Н₂О + СаСl₂.

Хімічні властивості основ

Розчинні у воді основи – луги спричиняють зміну забарвлення індикаторів: фенолфталеїн у лужному середовищі має малинове забарвлення, метилоранж – жовте, нейтральний червоний – синє. Основи взаємодіють з кислотами, кислотними оксидами, амфотерними оксидами та гідроксидами з утворенням солі та води.

Са(ОН)₂ + 2НСl = СаСl₂ + 2Н₂O,

2NaOН + SO₂ = Na₂SO₃ + Н₂O

або

NaOН + SO₂ = NaNO₃,

Са(OН)₂ + Аl₂O₃ = Са(АlO₂)₂ + Н₂O,

3NaOН + Аl(OН)₃ = Nа₃[Аl(OН)₆],

2NaOН + Zn(OН)₂ = Na₂[Zn(OН)₄].

Слід зазначити, що луги термічно стійкі і не розпадаються на оксид і воду навіть за дуже високої температури. Більша частина основ розпадається при нагріванні:

NН₃ × Н₂O = NН₃ + Н₂O,

Сu(OН)₂ = СuO + Н₂O,

2Fе(OН)₃ = Fе₂O₃ + 3Н₂O.

Амфотерні гідроксиди

За аналогією з амфотерними оксидами існують амфотерні гідроксиди, які залежно від умов проявляють основні або кислотні властивості. Між осадом амфотерного гідроксиду і йогорозчином існує рівновага

2Н⁺ + ВеO₂^2– ↔ Ве(OН)₂ ↔ Ве²⁺ + 2ОН^–

У реакціях з кислотами та кислотними оксидами амфотерні гідроксиди проявляють властивості основ, а у реакціях з основами та основними оксидами – кислотні властивості. Амфотерними гідроксидами є Ве(OН)₂, Zn(OН)₂, Аl(OН)₃, Sn(OН)₂, Рb(OН)₄, Sb(OН)₃, Сr(OН)₃, Мn(OН)₄, Fе(OН)₃, Со(OН)₃, Сu(OН)₂.

2Аl(OН)₃ + 3Н₂SO₄ = Аl₂(SO₄)₃ + 6Н₂O

або

2Аl(OН)₃ + 3Н₂SO₄ + 6Н₂O = [АІ(OH₂)₆](SO₄)]₃.

У цих реакціях Аl(OН)₃ проявляє основні властивості. У реакціях з лугами можуть утворитися різні продукти. Так, при сплавленні алюміній гідроксиду з натрій гідроксидом утворюється натрій мета алюмінат:

Аl(OН)₃ + NaOH = NaАlO₂ + 2Н₂O.

У розчинах лугів реакція відбувається з утворенням комплексної солі:

2Аl(OН)₃ + 3NaOH = Na₃[Al(OH)₆].