Солі: будова, властивості, застосування

Будова і класифікація солей

Солі — хімічні сполуки кристалічної будови. Вони складаються з катіонів металів (або катіонів амонію NH ₄ ⁺ ) і аніон-радикалів кислоти. Наприклад, у добре відомій кухонній солі, також відомої як хлорид натрію (NaCl), катіоном є іон натрію Na ⁺ , а аніоном є іон хлориду Cl ^– . Переважна більшість солей має кристалічну будову. Однак природі відомі певні молекули солі, які не є кристалічними, незважаючи на те, що вони тверді. Прикладом такої речовини є дифосфат станиму(ІІ)(V): Sn ₂ P ₂ O ₇ . Існують також солі, які знаходяться в рідкому стані при кімнатній температурі, наприклад фторид сурми (V): SbF ₅ . За структурою окремої солі ми розрізняємо:

Солі оксикислот

Це хімічні сполуки, аніони яких походять від таких кислот, як азотна (V) , діоксонітратна (III), тетраоксосульфатна (VI) , вугільна та тетраоксофосфорна (V) кислоти, а також інші оксикислоти.

Гідрацидні солі

Це похідні гідрацидів (водні розчини відповідних гідридів елементів 16 і 17 груп періодичної системи).

Подвійні та потрійні солі

Вони відрізняються тим, що в їх структурі містяться відповідно два або три різних катіони, пов’язані з кислотним радикалом.

Кислі солі

Також називають кислими солями. Їх отримують з таких кислот, у яких не всі атоми водню заміщені катіонами металів.

Основні солі

Основними називають такі солі, в яких не всі атоми гідроксиду заміщені аніон-радикалом кислоти.

Гідрати

Гідрати – це гідратовані солі, тобто солі, які додатково зв’язані з однією або декількома молекулами води у своїх кристалічних решітках.

Назви солей

Назву солі утворюють на основі назви кислоти (донора кислотного радикалу), додаючи назву металу та враховуючи його валентність. Назви солей відрізняються залежно від того, походить сіль від оксикислоти чи гідрациду:

• назви гідрокислотних солей закінчуються на –ід (наприклад, сульфід, йодид, хлорид тощо);
• назви оксикислот закінчуються на –ат (наприклад, сульфат(VI), сульфат(IV), нітрат(V) тощо).

Коли ми створюємо назви солей, ми завжди повинні включати валентність кислотного радикала та металу, що міститься в сполуці. Для подвійних і потрійних солей, створюючи їх хімічні назви, ми повинні перелічувати катіони в алфавітному порядку, з’єднуючи їх сполучником «і». Крім того, перед назвами ставиться префікс, який визначає кількість атомів металу в молекулі, наприклад ди-, три- і т. д. До назв кислих солей не можна забувати додавати префікс «гідроген- ‘, що вказує на те, що молекула солі містить атом(и) водню. Визначаючи назви основних солей, спочатку вказуємо назву аніон-радикала кислоти, потім число гідроксид-іонів і, нарешті, назву металу. Назви гідратованих солей (гідратів) повинні містити повну назву солі, а потім кількість зв’язаних молекул води. У хімії дуже популярно використовувати звичайні назви різних солей. Найкращим прикладом може бути кислий карбонат натрію, широко відомий як харчова сода, яка використовується для випікання тортів та інших кондитерських виробів, як добавка в газовані напої або в препарати для боротьби з підвищеною кислотністю. Сульфат кальцію (VI) – вода (1/2) — систематична назва кристалічного гіпсу, тоді як нітрат натрію (V) — популярна «чилійська селітра». Звичайні імена стали настільки популярними, що стали звичними іменами вдома.

Властивості солей

Солі утворюють кристали, які мають іонну будову (побудовані з йонів). Більшість з них не мають кольору (дуже часто білий колір кристалів солі зумовлений ступенем дроблення, тоді як насправді кристали безбарвні). Однак існує велика група цих сполук , які мають певний колір , наприклад:

• солі, що містять катіони міді, зазвичай зелені або сині,
• Солі нікелю характеризуються своїм зеленим кольором,
• залізо змушує його сполуки забарвлюватися в коричневий або зелений колір.

Колір залежить від валентності , яку має хімічний елемент у певній сполукі. Кольори гідратованих солей часто відрізняються від кольорів безводних солей. Наприклад, хлорид кобальту (II) (CoCl ₂ ) блакитний, але коли його молекули зв’язуються з водою (тобто перетворюються в гідратовану форму), він стає рожевим. Розчинність солей у воді різна . Більшість із них, наприклад нітрати(V) або солі натрію, калію чи амонію, добре розчинні у воді, де вони дисоціюють. Існує також досить велика група, яка утворює нерозчинні відкладення. Якщо ми не впевнені, які сполуки є вільнорозчинними, а які ні, нам слід скористатися таблицями розчинності. Іонна дисоціація солей пов’язана з їх електропровідністю і полягає в розпаді молекул на катіони та аніони у водних розчинах. Солі, що дисоціюють, мають здатність переносити електричні заряди, іншими словами, проводити струм. Однак слід зазначити, що струм проводять і розплавлені солі .

Застосування виділених солей

Хімічні сполуки, які називаються солями, безсумнівно, присутні в кожній сфері нашого життя, незалежно від їх різноманітності та властивостей. Нижче ми представляємо вибрані застосування трьох зразків солей.

Кухонна сіль

Без сумніву, найвідомішою сіллю є хлорид натрію (NaCl), який ми всі знаємо як кухонну сіль. У повсякденному житті його використовують як приправу до їжі. Кухонна сіль також має консервуючі властивості. Крім того, його використовують у шкіряній і скляній промисловості. Водний розчин хлориду натрію є так званим фізіологічним розчином, який використовується у фармації та медицині.

Кальцію карбонат

Карбонат кальцію (CaCO ₃ ) є популярним інгредієнтом, який використовується у виробництві зубних паст, будівельних розчинів і фарб. У школах карбонат кальцію зазвичай використовують як крейду. Ця сіль також є важливим інгредієнтом добрив завдяки своїй здатності підвищувати рН ґрунту (нейтралізація кислот, які вона містить).

Тетраоксоманганат калію (VII)

Враховуючи його окислювальні властивості, тетраоксоманганат калію (VII) (KMnO ₄ ) є важливим компонентом речовин, які використовуються для дезінфекції або промивання ран. Його також можна використовувати для виробництва кисню (в лабораторних масштабах).