В уроке 41 «Получение солей » из курса «Химия для чайников » узнаем, какими способами можно получить соли, как их добывают и какое экологические воздействие они оказывают на окружающею среду.

Получение солей

Для получения солей используют реакции, с которыми вы познакомились при изучении химических свойств оксидов, кислот, оснований и солей.

Схемы этих реакций и их примеры приведены в предыдущих уроках на нашем сайте. Номера схем и соответствующие им классы исходных веществ для получения солей указаны в таблице.

Очевидно, что одну и ту же соль можно получить несколькими способами, исходя из разных веществ. Покажем, как пользоваться этой таблицей, на примерах.

Пример 1. Из таблицы видно, что в строке «Основный оксид» находятся цифры 3, 6, 5, 8. Из них цифры 3 и 6 попадают в столбец «Кислотный оксид», а цифры 5 и 8 - в столбец «Кислота». Это значит, что соль можно получить по реакции основного оксида с кислотным оксидом (по схемам 3 или 6), а также с кислотой (по схемам 5 или 8).

Пример 2. Какие вещества реагируют с кислотами с образованием солей? Из таблицы видно, что в столбце «Кислота» находятся числа 7, 5, 8, 9, 11, 10 и 16. Из них число 7 попадает в строку «Металл»; числа 5 и 8 - в строку «Основный оксид»; числа 9 и 11 - в строку «Основание», а числа 10 и 16 - в строку «Соль». Это значит, что соли образуются в результате взаимодействия кислот с металлами (по схеме 7), с основными оксидами (по схемам 5 или 8), с основаниями (по схемам 9 или 11), а также с солями (по схемам 10 или 16).

Экологические проблемы добычи солей

Чаще всего в месторождениях соли находятся не в чистом виде, а в смеси с различными примесями. Эту смесь, которая называется «руда», из глубоких подземных шахт поднимают на поверхность земли и выделяют из нее полезные соли. Ненужные примеси, которые при этом остаются, собираются в больших количествах, образуя огромные соляные отвалы . Внешне они напоминают горы (рис. 125).

Эти отвалы представляют опасность для окружающей среды. Дело в том, что содержащиеся в отвалах вещества растворяются в дождевой воде и в таком виде проникают глубоко в почву, попадают в подземные воды. Почва от этого становится «мертвой», а вода - непригодной для питья и для использования в быту. Поэтому очень важно в настоящее время уменьшить вредное воздействие соляных отвалов на окружающую среду.

Для решения этой проблемы ученые предлагают разные способы. Один из них заключается в том, что руду перерабатывают под землей, оставляя ненужные отходы в подземных пустотах.

Краткие выводы урока:

1. Соли получают, используя различные реакции с участием металлов, оксидов, кислот, оснований и солей.
2. Одну и ту же соль можно получить несколькими способами.

Надеюсь урок 41 «Получение солей » был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Основания могут взаимодействовать:

• с неметаллами -

  6KOH + 3S → K2SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O;

• с кислотными оксидами -

  2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O;

• с солями (выпадение осадка, высвобождение газа) -

  2KOH + FeCl 2 → Fe(OH) 2 + 2KCl.

Существую также другие способы получения:

• взаимодействие двух солей -

  CuCl 2 + Na 2 S → 2NaCl + CuS↓;

• реакция металлов и неметаллов -
• соединение кислотных и основных оксидов -

  SO 3 + Na 2 O → Na 2 SO 4 ;

• взаимодействие солей с металлами -

  Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu.

Химические свойства

Растворимые соли являются электролитами и подвержены реакции диссоциации. При взаимодействии с водой они распадаются, т.е. диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы - катионы и анионы соответственно. Катионами являются ионы металлов, анионами - кислотные остатки. Примеры ионных уравнений:

• NaCl → Na + + Cl − ;
• Al 2 (SO 4) 3 → 2Al 3 + + 3SO 4 2− ;
• CaClBr → Ca2 + + Cl - + Br - .

Помимо катионов металлов в солях могут присутствовать катионы аммония (NH4 +) и фосфония (PH4 +).

Другие реакции описаны в таблице химических свойств солей.

Рис. 3. Выделение осадка при взаимодействии с основаниями.

Некоторые соли в зависимости от вида разлагаются при нагревании на оксид металла и кислотный остаток или на простые вещества. Например, СаСO 3 → СаO + СО 2 , 2AgCl → Ag + Cl 2 .

Что мы узнали?

Из урока 8 класса химии узнали об особенностях и видах солей. Сложные неорганические соединения состоят из металлов и кислотных остатков. Могут включать водород (кислые соли), два металла или два кислотных остатка. Это твёрдые кристаллические вещества, которые образуются в результате реакций кислот или щелочей с металлами. Реагируют с основаниями, кислотами, металлами, другими солями.

Соли образуются в результате целого ряда химических превращений. Выбор способа получения каждой конкретной соли зависит от целого ряда факторов, в частности от доступности исходных веществ, а в промышленности определяется в первую очередь экономической целесообразностью.

Разберём некоторые общие подходы к выбору способов получения средних солей.

1. Соли образуются при взаимодействии металлов с неметаллами.

Например , при взаимодействии железа с хлором образуется хлорид железа(\(III\)):
2 Fe + 3 Cl 2 ⟶ t ° 2 Fe Cl 3 .

При нагревании смеси железа с серой образуется сульфид железа(\(II\)):
Fe + S ⟶ t ° FeS .

2. Соли образуются при взаимодействии металлов с кислотами.

Например , при взаимодействии железа с соляной кислотой образуется хлорид железа(\(II\)):
Fe + 2HCl → Fe Cl 2 + H 2 .

При взаимодействии магния с серной кислотой образуется сульфат магния:
Mg + H 2 SO 4 → M gSO 4 + H 2 .

3. Соли можно получить, используя реакции замещения, протекающие при взаимодействии металлов с другими солями.

Например , сульфат железа(\(II\)) образуется при взаимодействии железа с сульфатом меди(\(II\)):
Fe + Cu SO 4 → Fe SO 4 + Cu ↓ .

Нитрат магния образуется при взаимодействии магния с нитратом серебра:
Mg + 2 Ag NO 3 → M g NO 3 2 + 2 Ag ↓ .

4. Соли образуются при взаимодействии основных, кислотных или амфотерных оксидов с оксидами, принадлежащими к другой группе оксидов.

Например , при взаимодействии основного оксида кальция с кислотным оксидом углерода(\(IV\)) образуется карбонат кальция:
CaO + CO 2 → Ca CO 3 .

При нагревании смеси основного оксида магния с амфотерным оксидом алюминия образуется алюминат магния:
MgO + Al 2 O 3 ⟶ t ° Mg AlO 2 2 .

5. Соли образуются при взаимодействии основных и амфотерных оксидов с кислотами.

Например , сульфат меди(\(II\)) можно получить, используя оксид меди(\(II\)) и серную кислоту:
CuO + H 2 SO 4 → Cu SO 4 + H 2 O .

Хлорид цинка можно получить, используя оксид цинка и соляную кислоту:
ZnO + 2 HCl → Zn Cl 2 + H 2 O .

6. Соли образуются при взаимодействии кислотных и амфотерных оксидов с основаниями.

Например , при пропускании углекислого газа через известковую воду (водный раствор гидроксида кальция) выпадает осадок карбоната кальция:
Ca OH 2 + CO 2 → Ca CO 3 ↓ + H 2 O .

При взаимодействии оксида серы(\(IV\)) с гидроксидом натрия образуется сульфит натрия:
2 NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O .

7. Соли образуются при взаимодействии кислот с основаниями или с амфотерными гидроксидами.

Например , сульфат меди(\(II\)) можно получить, используя гидроксид меди(\(II\)) и серную кислоту:
Cu OH 2 + H 2 SO 4 → Cu SO 4 + 2 H 2 O .

Нитрат алюминия образуется в результате взаимодействия гидроксида алюминия с азотной кислотой:
Al OH 3 + 3 H NO 3 → Al NO 3 3 + 3 H 2 O .

8. Соли можно получить, используя химическую реакцию обмена, протекающую между кислотой и другой солью.

Например , при взаимодействии сульфида железа(\(II\)) с серной кислотой образуется сульфат железа(\(II\)):
FeS + H 2 SO 4 → Fe SO 4 + H 2 S .

Хлорид кальция образуется при взаимодействии соляной кислоты (водного раствора хлороводорода) с карбонатом кальция:
CaCO 3 + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2 .

9. Соли образуются при взаимодействии щелочей с растворимыми в воде солями.

Например , нитрат натрия образуется в результате химической реакции, протекающей между гидроксидом натрия и нитратом меди(\(II\)):
2 NaOH + Cu NO 3 2 → 2 Na NO 3 + Cu OH 2 ↓ .

Сульфат калия образуется в реакции обмена, протекающей между гидроксидом калия и сульфатом железа(\(III\)):
2 KOH + Fe SO 4 → K 2 SO 4 + Fe OH 2 ↓ .

10. Соли образуются в реакциях обмена, протекающих между другими солями.

Например , чтобы получить бромид серебра, можно в качестве исходных веществ использовать нитрат серебра и бромид калия:
Ag NO 3 + KBr → AgBr ↓ + KNO 3 .

Сульфат бария образуется в реакции обмена, протекающей между сульфатом натрия и хлоридом бария:
Na 2 SO 4 + Ba Cl 2 → Ba SO 4 ↓ + 2 NaCl .

11. Соли можно получить, разлагая некоторые другие соли.

Например , хлорид калия образуется при термическом разложении хлората калия (бертолетовой соли):
2 KCl O 3 ⟶ катализатор t ° 2 KCl + 3 O 2 .

Осадок карбоната кальция образуется при разложении гидрокарбоната кальция:
Ca HCO 3 2 ⇄ t ° CaCO 3 ↓ + H 2 O + CO 2 .

Существует 10 основных способов получения солей, * основанных на химических свойствах важнейших классов неорганических соединений.

В представленной ниже таблице сведены все эти способы получения солей.

1. Взаимодействие кислот и оснований (реакция нейтрализации), например:

Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2Н 2 O

2. Взаимодействие основных или амфотерных оксидов с кислотными оксидами, например:

ВаО + СO 2 = ВаСО 3 Сr 2 O 3 + 3SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3

3. Взаимодействие основных или амфотерных оксидов с кислотами, например:

К 2 O + 2НСl = 2КСl + Н 2 O

ZnO + 2HNO) = Zn(NO 3) 2 + Н 2 O

4. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами, например:

Са(ОН) 2 + N 2 O 6 = Ca(NO 3) 2 + Н 2 O

5. Взаимодействие щелочей с солями, например:

2LiOH + SnCl 2 = 2LiCl + Sn(OH) 2

6. Взаимодействие солей с кислотами, например:

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НС1

К 2 СO 3 + 2НС1 = 2KCl + СO 2 + Н 2 O

7. Взаимодействие солей друг с другом, например:

Na 2 CO 3 + ВаС1 2 = ВаСO 3 ↓ + 2NaCI

8. Взаимодействие солей с металлами, например:

CuCl 2 + Ni = NiCl 2 + Сu

9. Взаимодействие металлов с кислотами.

При взаимодействии большинства кислот (кроме HNO 3 и конц. H 2 SO 4) с металлами, находящимися в ряду напряжений до водорода, наряду с солью образуется водород, например:

Аl + 6НС1 =2А1С1 3 + 3Н 2

Азотная кислота и конц. серная кислота при взаимодействии с металлами также образуют соли, но вместо водорода образуются другие продукты.

Взаимодействие металлов с неметаллами. Этим способом могут быть получены соли некоторых бескислородных кислот, например:

2Fe + 3С1 2 = 2FeCl 3

Специфические методы получения

1. Взаимодействие металлов, оксиды и гидроксиды которых амфотерны, со щелочами. Например, при сплавлении цинка с гидроксидом калия образуется соль - цинкат калия:

Zn (тв.) + 2КОН (тв.) = K 2 ZnO 2 + Н 2

С водным раствором щелочи цинк образует комплексную соль - тетрагидроксоцинкат калия:

Zn + 2КОН + 2Н 2 O = K 2 + Н 2

2. Сплавление солей с некоторыми кислотными оксидами.

При этом нелетучий кислотный оксид вытесняет из соли летучий кислотный оксид. Например:

К 2 СO 3 + SiO 2 = K 2 SiO 3 + СO 2

3. Взаимодействие щелочей с галогенами, например:

С1 2 + 2КОН = КС1 + КСlO + Н 2 O

3С1 2 + 6КОН = 5КС1 + КСlO 3 + 3Н 2 O

4. Взаимодействие галогенидов металлов с галогенами. Более активный галоген вытесняет менее активный из раствора его соли, например:

2КВr + Сl 2 = 2КСl + Вr 2

Применение солей в медицине

Натрия хлорид: При дефиците натрия хлорида в организме он вводится внутривенно или подкожно в виде 0,9%-ного водного раствора, называемого изотоническим. Введение его выравнивает и нормализует осмотическое давление крови. Гипертонические растворы натрия хлорида (3%-нын, 5%-ный, 10%-ный) применяют наружно для компрессов и примочек при лечении гнойных ран. Благодаря осмотическому влиянию эти растворы способствуют отделению гноя из ран. Натрия хлорид используют также для ванн, обтираний, полосканий при заболеваниях верхних дыхательных путей.

Калия хлорид: Основным показанием к применению калия хлорида является нарушение сердечного ритма, особенно в связи с интоксикацией сердечными гликозидами, что связано с обеднением клеток миокарда ионами калия.

Бромиды применяются в качестве успокаивающих средств. Успокаивающее действие препаратов брома основано на их способности усиливать процессы торможения в коре головного мозга. Поэтому бромиды находят применение при неврастении, повышенной раздражительности.

Йодиды применяются как носители йода при гипертиреозе, эндемическом зобе. Если пища или вода не содержат достаточного количества йода, как это бывает в некоторых горных местностях, у местного населения появляется заболевание - кретинизм или зоб.

Калия перманганат: вследствие сильных окислительных свойств применяется как хорошо дезинфицирующее вещество. Калия перманганат применяется как антисептическое средство наружно в водных растворах различной концентрации для промывания ран, полоскания горла, в гинекологической практике, при ожогах кожи.

Натрия тиосульфат: применение натрия тиосульфата основано на его свойстве выделять серу. Препарат используется в качестве противоядия при отравлениях галогенами, цианидами и синильной кислотой. Препарат может использоваться также при отравлении соединениями мышьяка, ртути, свинца. Натрия тиосульфат применяется также при аллергических заболеваниях, артритах, невралгии внутривенно в виде 30%-ного водного рствора.

Натрия сульфат: Глауберова соль применяется в медицине при запорах, как слабительное средство внутрь по 15-30 г на прием. Эта соль может назначаться также как противоядие при отравлениях солями свинца, с которыми дает нерастворимые осадки.

Магния сульфат: принимают внутрь при запорах, в качестве слабительного по 15-30 г на прием. Принимают как спазмолитическое средство при гипертонической болезни в виде 25%-ного раствора (подкожно); для обезболивания родов внутримышечно по 10-20 мл 25%-ного раствора; в качестве противосудорожного средства; как желчегонное средство внутрь в виде 25%-ного раствора.

Магния карбонат: применяется как вяжущее средство. Назначается внутрь по 1-3 г при повышенной кислотности желудочного сока и как легкое слабительное. Входит в состав зубных порошков.

Натрия нитрит : применяют как сосудорасширяющее средство при стенокардии, мигрени или подкожно. Для подкожных инъекций используется обычно в ампулах в виде 1%-ного раствора. Натрия нитрит также находит применение при отравлениях цианидами.

Натрия тетраборат: используется в виде 1-2%-ного раствора для полоскания горла, в мазях и присыпка.

Ионы кальция 6 усиливают жизнедеятельность клеток, способствуют сокращению скелетных мышц и мышцы сердца, они необходимы для формирования костной ткани, свертывание крови происходит только в присутствии ионов кальция. Из солей кальция в медицине применяются кальция сульфат жженый (в стоматологической практике). Растворы солей кальция снимают зуд, вызванный аллергическим состоянием, поэтому их относят к антиаллергическим веществам.

Бария сульфат : нерастворим ни в воде, ни в кислотах, ни в органических растворителях, а поэтому не ядовит. Применение ВаSО 4 в медицине основано на его непроницаемости для рентгеновских лучей, что используется в рентгенологии для получения контрастных рентгеновских снимков и при рентгеноскопическом исследовании пищеварительного тракта. Принимают в виде смешанного с водой - бариевой кашицы. Этой массой заполняют желудок для задержки рентгеновских лучей. Через определенное время она полностью выводится из организма.

Цинка сульфат : применяется в медицине издавна под названием белого купороса, которое объясняется тем, что эта соль бесцветна в отличие от медного и железного купороса. Применяется наружно как антисептическое и вяжущее средство в глазной практике.

Литература:

Основные источники:

1. Пустовалова Л.М., Никанорова И.Е. «Неорганическая химия», Ростов-на-Дону. Феникс. 2005.

Дополнительные источники:

1. Ахметов Н.С. «Общая и неорганическая химия», М., Высшая школа, 2009.

2. Глинка Н.Л. «Общая химия», КноРус, 2009.

3. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. «Начала химии». Современных курс для поступающих в вузы., М., Экзамен, 2002.

4. Хомченко Г.П. «Химия для поступающих в вуз». М., Новая Волна, 2007.

5. Чернобельская Г.М., Чертков И.Н. Химия: Учебное пособие для медицинских образовательных учреждений. – М.: Дрофа. 2005.

6. Оганесян Э.Г., Книжник А.З. «Неорганическая химия». М. Медицина. 1989.

Соли. Получение и химические свойства.

Рассмотрим важнейшие способы получения солей.

1. Реакция нейтрализации . Растворы кислоты и основания смешивают в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль. Например:

2 . Реакция кислот с основными оксидами . Фактически, это вариант реакции нейтрализации. Например:

3 . Реакция оснований с кислотными оксидами . Это также вариант реакции нейтрализации:

4 . Реакция основных и кислотных оксидов между собой :

5 . Реакция кислот с солями . Этот способ подходит, например, в том случае, если образуется нерастворимая соль, выпадающая в осадок:

6 . Реакция оснований с солями . Для таких реакций подходят только щелочи (растворимые основания). В этих реакциях образуется другое основание и другая соль. Важно, чтобы новое основание не было щелочью и не могло реагировать с образовавшейся солью. Например:

7. Реакция двух различных солей. Реакцию удается провести только в том случае, если хотя бы одна из образующихся солей нерастворима и выпадает в осадок:

Выпавшую в осадок соль отфильтровывают, а оставшийся раствор упаривают и получают другую соль. Если же обе образующиеся соли хорошо растворимы в воде, то реакции не происходит: в растворе существуют лишь ионы, не взаимодействующие между собой:

NaCl + KBr = Na + + Cl  + K + + Br 

Если такой раствор упарить, то мы получим смесь солей NaCl, KBr, NaBr и KCl, но чистые соли в таких реакциях получить не удается.

8 . Реакция металлов с кислотами . Соли образуются и в окислительно-восстановительных реакциях. Например, металлы, расположенные левее водорода в ряду активности металлов (таблица 4-3), вытесняют из кислот водород и сами соединяются с ними, образуя соли:

9 . Реакция металлов с неметаллами . Эта реакция внешне напоминает горение. Металл «сгорает» в токе неметалла, образуя мельчайшие кристаллы соли, которые выглядят, как белый «дым»:

10 . Реакция металлов с солями . Более активные металлы, расположенные в ряду активности левее , способны вытеснять менее активные (расположенные правее ) металлы из их солей:

Рассмотрим химические свойства солей.