Соли - химические соединения, которые обладают сложным строением, а в воде распадаются (диссоциируют) на металл и остаток кислоты. Металл при этом является катионом, а кислотный остаток - анионом. Соли могут быть образованы в результате взаимодействия основ (щелочей) и кислот, во время реакции выделяется вода. Соли бывают чисто неорганическими веществами, но также могут образовываться и с органическими остатками.
Как получить соли разными способами
Соли можно получить не только путем взаимодействия кислоты и щелочи, существует множество других способов образования данных веществ в химической промышленности или лаборатории. Приведем такие примеры.
Взаимодействие простых веществ:
- 2К + S → K 2 S
- Na + Cl → NaCl
Этим способом соли можно получить только в лаборатории при определенных условиях (высокие температуры или давление).
Нейтрализация, в которой участвуют щелочи и кислоты:
- H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O,
где H 2 SO 4 - серная кислота, NaОH - гидроксид натрия, Na 2 SO 4 - сернокислая соль натрия;
- NaOH + HCl → NaCl + H 2 O,
где HCl - соляная кислота, NaCl - хлорид натрия (поваренная соль).
Реакция между двумя оксидами (необходимо взять щелочной и кислотный оксид, чтобы получить соль):
- K 2 O + SO 3 → K 2 SO 4 (сернокислый калий);
- СаО + Mn 2 O 7 → Ca(MnO 4) 2 (перманганат кальция).
Взаимодействие солей и кислот. В этом случае происходит взаимообмен ионами, в результате образуется новая соль:
- ВаСІ + Н 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl,
где BaSO 4 - сульфат бария, нерастворимое соединение (соль);
- 2 NaCl + Н 2 SO 4 (конц.) → Na 2 SO 4 + 2HCl,
где Na 2 SO 4 - сернокислый натрий (соль);
- СаСО 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O,
где CaCl 2 - хлорид кальция.
В ходе реакции образуется углекислота Н 2 СО 3 , которая является нестойким соединением и мгновенно распадается на воду и углекислый газ.
Соль также получают в результате взаимодействия соли и основания. Вот примеры формул:
- CuCl 2 + 2NaOH → 2NaCl + Cu(OH) 2 ↓,
где CuCl 2 - хлорид меди, Cu(OH) 2 - гидроокись меди, которая выпадает в осадок;
- КНSO 4 + KOH → K 2 SO 4 + H 2 O,
где КНSO 4 - гидросульфат калия, KOH - гидроксид калия, K 2 SO 4 - сульфат калия (соль).
В реакцию с щелочами вступают водорастворимые соли. Это следует учитывать при произведении реакций по образованию новых солей.
Обменные реакции при взаимодействии двух солей:
- CuSO 4 + ВаCl 2 → CuCl 2 + ВаSO 4 ↓,
где CuSO 4 - сульфат меди (ІІ), ВаCl 2 - хлорид бария, CuCl 2 - хлорид купрума, ВаSO 4 - сульфат бария (соль, которая является нерастворимой и выпадает в осадок);
- AgNO 3 + КСІ → AgCl↓ + KNO 3 ,
где AgNO 3 - нитрат серебра, КСІ - хлорид калия, AgCl - серебра хлорид (выпадает в осадок), KNO 3 - нитрат калия.
Реакция кислоты с оксидами (также фактически является реакцией нейтрализации):
- СuO + 2HCl → CuCl2 + H2O,
где СuO - оксид меди,
- H 2 SO 4 + CuO → CuSO 4 + H 2 O
Взаимодействие металла с кислотой (реакция замещения водорода в кислоте). В такие реакции способны вступать металлы, которые в ряду напряжений (активности металлов) находятся левее гидрогена. Они вытесняют собой водород и соединяются с кислотными остатками, образовывая при этом новые соединения - соли:
- Zn + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 ,
где ZnSO 4 - сульфат цинка (соль). В процессе реакции водород выделяется в виде газа;
- Fe + H 2 SO 4(разб.) → FeSO 4 + H 2- ,
где FeSO 4 - сульфат железа (ІІ).
Реакция замещения металла в соли, когда самый активный металл вытесняет более пассивный из соли, образовывая новое вещество (сила воздействия металла тем выше, чем левее он находится в ряду активности металлов):
- Zn + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2
Существует еще множество более сложных методов получения солей при условии наличия оборудованной химической лаборатории.
Утверждение о том, что соль есть только абсолютное зло и от неё следует отказаться полностью, является мифом! Конечно, избыточное потребление соли не только вредно, но и опасно для человека!
Ведь соль задерживает влагу в организме и тем самым увеличивает давление и повышает нагрузку на сердечно-сосудистую систему и почки.
Однако, совсем без соли человеку тоже нельзя, уже хотя бы потому, что сама соль участвует в поддержании водного баланса в организме, а также участвует в образовании соляной кислоты (главный компонент желудочного сока)! Скажем больше при катастрофической нехватки соли человек может погибнуть. Считается, что ежедневная норма потребления соли для человека равна 10 грамм.
Ко всему прочему соль значительно повышает вкусовые качества пищи, что будет наиболее ценно в условиях выживания в экстремальной ситуации или продолжительного туристического похода. Кроме того соль — отличнейший консервант! Сырое мясо без холодильника может хранится от нескольких часов до 2-3 дней в зависимости от времени года(в холодную зиму — дольше), тогда как солонина хранится годами. Где же взять соль, если с собой её нет? Давайте поговорим о способах её извлечения:
Соль из золы.
Чтобы добыть соль из золы нам потребуется собственно сама зола, но не любая, а из лиственных пород деревьев (хорошо подойдёт орешник). Следует выбрать сухую древесину и соорудить из нее , который должен гореть до полного прогорания углей, чтобы образовалось как можно больше золы. После чего золу следует собрать в какой-нибудь сосуд, залить кипячёной (тёплой) водой и как следует перемешать. Затем нужно дать содержимому отстояться. Настаиваться зола должна довольно длительное время: не менее трёх — четырёх часов, а лучше больше. По прошествии времени воду из сосуда можно попробовать, она будет солёной! Уже её можно добавить в пищу, однако для большей концентрации лучше выпарить излишки воды, разместив сосуд над костром и помешивая содержимое. Данный метод добычи соли является самым доступным, но требует много времени и наличие лиственных пород дерева.
Соль из земли.
Для следующего метода понадобится определённый тип почв, содержащий легко растворимые соли, а именно: солончак. Встретить солончак можно на лугу, в степи, полупустыне, в лесу и других местах. В России данный тип почв наиболее часто встречается на степных территориях Крыма и на территориях Прикаспийской низменности. Данный вид почв активно препятствует росту растений, а у той немногочисленной растительности, что умудряется расти на солончаке, корешки часто покрываются белым соляным налётом, иногда и сама почва покрывается им.
Если вам удастся обнаружить солончак, выкопайте колодец. Порой грунтовые воды (в зависимости от типа солончака) залегают достаточно высоко, и до них можно добраться, прокапав буквально 1 -2 метра. Вода в таком колодце будет солёной, а если её выпарить, то на дне вашего сосуда останется соль, которую можно соскрести и использовать в пищу.
Солончак в Омской области.
Впрочем, возможно обойтись и без рытья колодца. Достаточно набрать солёного грунта из солончака, наполнив им половину сосуда, оставшуюся половину заполнить водой, и как следует перемешать. Слить воду в другой сосуд, а первый наполнить новой порцией земли, после чего добавить туже самую воду. Менять землю можно до тех пор, пока вода не приобретёт солёный вкус. Потом её нужно обязательно профильтровать, и выпарить чтобы образовалась соль.
Соль из моря.
Тут все просто: выпариваем соль из морской воды.
Надеемся, описанные выше способы были вам интересны и теперь в условиях выживания или в туристическом походе, забыв соль дома, вы сможете добыть её.
© ВЫЖИВАЙ.РУ
Post Views: 9 125
Класс: 8
Цели урока:
- Образовательная: Формирование на межпредметном уровне системы понятий о солях в условиях активной учебной деятельности
- Развивающая: Формировать приемы умственной деятельности, развивать логическое мышление и познавательный интерес.
- Воспитательная : продолжать формирование адекватной самооценки на базе коллективной и индивидуальной учебной деятельности. Воспитывать культуру умственного труда.
Приоритетные виды межпредметных связей.
- Внутрицикловые содержательно-информационные – с курсами биологии(водно-минеральное питание растений, минеральные удобрения), географии (распространение солей в земной коре), валеологией (значение поваренной соли),физики(кристаллическое строение веществ) и т.д.
- Организационно-методические - на уровне общепредметных умений (наблюдение, анализ, синтез, сравнение и вывод, применение знаний и способов действий и др.)
- Специально-предметные - причинно-следственные, семиотические, исторические, взаимообратные и др.
I. Ориентировочно-мотивационный этап.
Чтобы что-то узнать,
Нужно уже что-то знать.
С. Лем
1.1. Актуализация знаний.
Вспомним способ нашего продвижения по учебному материалу:
Учащиеся отвечают на вопросы и выполняют задания, которые соответствуют знаниям зоны их актуального развития.
1. Все вещества происходят от какого-либо элемента. На какие две группы делят химические элементы? (Металлические и Неметаллические.)
2. Какие простые вещества им соответствуют на макроуровне организации вещества? (Металлическим элементам соответствуют металлы, Неметаллическим – неметаллы.)
3. Какие простые вещества мы изучили? (Водород, кислород.)
5. Какие сложные вещества образуют металлы и неметаллы при взаимодействии с кислородом? (Оксиды. Металлы – основные оксиды, неметаллы – кислотные оксиды.)
По ходу составляется схема на доске и в тетрадях учащихся.
С помощью химических реакций можно перейти от простых веществ к сложным, от одного класса к другому. Такая взаимосвязь активно используется в практической деятельности человека.
7. Что произойдет, если смешать раствор кислоты и раствор щелочи? (Проблемный вопрос.)
Учащиеся затрудняются ответить на последний вопрос, ибо мы вышли за пределы зоны их актуального развития.
1.2. Мотивация.
Для осмысления потребностей и мотивов изучения последнего вопроса учащимся предлагается проанализировать ситуацию:
При попадании щелочи на кожу на пораженное место после промывания содой накладывают повязку из марли или ватной тампон, пропитанный 5% раствором уксусной кислоты. Почему?
В процессе обсуждения этой ситуации учащиеся проходят к выводу, что возможно образуются какие-то новые вещества. Учащиеся осознают потребность в изучении материала зоны своего ближайшего развития.
1.3. Формулирование темы урока.
Какой основной продукт образуется при смешивании растворов кислот и щелочей, к какому классу неорганических веществ он принадлежит и соответственно название темы урока вы узнаете выполнив задание.
Задание. Определите в каждом столбике лишнее вещество и из букв составьте слово (4 балла).
Формирование учебной проблемы и планирование действий по ее реализации.
Записываем тему урока “Соли. Получение солей”.
1.4. Планирование действий учащихся на уроке.
В результате обсуждения совместно с учащимися составляется план изучения темы.
- Получение солей (выполнение лабораторной работы).
- Определение солей.
- Состав, строение солей.
- Значение солей.
- Номенклатура солей.
II. Операционно-исполнительский этап.
После того как человек определил,
что именно необходимо сделать,
он может сделать то, что нужно.
Китайская мудрость.
Реализация первого пункта плана.
Выполнение, моделирование и оформление результатов лабораторной работы. Лабораторная работа выполняется по инструкции (5баллов).
2. По каким признакам можно судить что произошла химическая реакция?
3. Что происходит при сливании растворов кислоты и щелочи? Давайте разберемся.
Моделирование процесса реакции.
Учитель показывает на доске используя набор трафаретов моделей ионов на магнитной основе.
В растворе кислоты присутствуют ионы Н + и Clˉ, в растворе щелочи Na + и OHˉ. При сливании растворов произошло соединение ионов Н + и ОНˉ в молекулы очень слабо диссоцирующей воды Н + + ОНˉ = Н 2 О
Теперь обратим внимание на второй продукт реакции. В растворе он находится в виде ионов Na и Сlˉ . Как его выделить из воды? (Провести выпаривание).
Нейтрализуются и кислота и щелочь и получается нейтральный раствор.
Реакцию кислоты с основанием, в результате которой получаются соль и вода, называют реакцией нейтрализации.
В общем виде схему реакции можно представить так:
Где же используются реакции нейтрализации в реальной жизни?
Реакции нейтрализации используется в качестве одного из способов очистки сточных вод. Сточные воды – это воды, которые возвращаются в окружающую среду после их использования. Сточные воды могут быть щелочными и кислыми. А обычная вода – нейтральная. Поэтому для очистки используется реакция нейтрализации (или смешивают кислые и щелочные сточные воды, или прибавляют специальные реагенты: кислоты, негашенную известь, каустик – Na OH
2.2. Реализация второго пункта плана.
Из всех химических соединений соли являются наиболее многочисленным классом веществ. В начале 19 века шведский химик И. Берцелиус сформулировал определение солей как продуктов реакций кислот с основаниями.
Сформулируйте свое определение солей и запишите в тетради (2 балла).
Соли – это сложные вещества, состоящие из атомов металлов, соединенных с кислотным остатком.
Соли – это сложные вещества, состоящие из катионов металлов и анионов кислот.
2.3. Реализация третьего пункта плана.
Вы ознакомились с солями. Охарактеризуйте соли по схеме “состав-строение-свойства” и смоделируйте изученный материал (работа с учебником) (4 балла).
2.4. Реализация четвертого пункта плана.
Из приведенного списка выпишите формулы солей (4балла)
SO 2
NaCl
Zn (OH) 2
Ca CO 3
H 2 SO 4
CaCl 2
MgO
NaJ
Рассказ о значении солей, которые выписали учащиеся.
Na Cl, Са Cl 2 , Ca CO 3
Соли широко распространены в природе и играют важную роль в процессах обмена веществ и растительных организациях. Соли содержатся в клеточном соке живых организмов, входят в состав различных тканей: костной, нервной, мышечной и другие. В организме человека различные соли составляют 5,5 % его массы. Велика роль солей в технике. Соли используют, направляют для получения стекла, минеральных красок, мыла, многих металлов, минеральных удобрений и др.
2.5. Реализация пятого пункта плана.
Как дать названия солям, которые выписали?
Учитель объясняет номенклатуру солей.
Название соли = название аниона + название катиона металла.
(в именительном падеже) (в родительном падеже)
Если один и тот же металл проявляет несколько степеней окисления, они указываются в скобках римской цифрой.
Учащиеся дают название солям, которые выписали (4 балла).
III. Рефлексивно-оценочный этап.
Силу уму придают упражнения, а не покой
А.Поп.
3.1. Первичная проверка усвоения знаний.
Необходимо выполнить одно из трех заданий (по выбору). Выберите только то задание, с которым справитесь.
Задание 1. (репродуктивный уровень) – (3 б)
Выпишите формулы солей и назовите их
Na 2 SO 4, Ba (OH) 2, CO 2, Ca (NO 3) 2, KCl, H 2 SO 4, HNO 3, CuO, HCl.
Задание 2.(прикладной уровень) – (4 б).
Найдите лишнюю формулу и объясните свой выбор.
| А) K 2 SO 4 Na 2 SO 4 Na 2 CO 3 CuSO 4 |
б) NaCl Na 3 PO 4 FeCl 3 MgCl 2 |
в) KCl Na NO 3 Mg (NO 3) 2 Al (NO 3) 3 |
Задание 3. (творческой уровень) – (5 б).
Вы заметили, что комнатные растения в школе нуждаются в подкормке азотом и калием. В вашем распоряжении есть следующие вещества: H 2 O, K 2 CO 3, KOH, HNO 3 .Можно ли из этих соединений получить такое, которое обеспечило бы одновременную подкормку азотом и калием.
Взаимопроверка проводится сразу после написания работы по готовым ответам на доске.
3.2. Подведение итогов занятия
1. Какую проблему мы поставили в начале урока?
2. Удалось ли нам ее решить?
Учащиеся подсчитывают общее число баллов, набранных за урок, и оценивают свою работу по пятибальной системе:
27–28 баллов – “5”
20–26 баллов – “4”
13–19 баллов – “3”
меньше 13 баллов – “2”
Отметки выставляют в дневник. Тетради сдают учителю на проверку.
Оцениваются учащиеся, получившие 5 и боли жетонов за устные ответы на уроке.
3.3. Осмысление домашнего задания..
I уровень – §33, задание 1, стр. 126(учебник Кузнецова Н.Е,Титова И.М.,Гара Н.Н.,Жегин А.Ю.химия:8класс-М.:Вентана-Граф,2007)
II уровень – §33, задание 4.стр.126
III уровень – §33, Творческое задание: Однажды мне в руки попала книжка с названием “Без соли не проживешь”. А немного позже в одном из журналов я прочитала статью, которая была названа “Белый яд”. Напишите заметку с одним из названий о поваренной соли (в стиле вашей любимой газеты).
3.4 Осмысление темы следующего урока.
Для лечения некоторых заболеваний принимают ванны из морской воды. Морская вода содержит ионы Na + , Mg 2+ , Ca 2+ , K + , Cl - , SO 4 2- , Br - , J - . В лечебницах, расположенных далеко от моря морскую воду готовят искусственно. Какие соли надо растворить в пресной воде, чтобы приготовить морскую воду?
Как составить формулы солей? Этот материал нам предстоит изучить на следующем уроке.
- С.Т. Сатбалдина, Р.А. Лидин “Химия. 8–9”.
Учебник подготовлен в соответствии с авторской программой, которая предусматривает дифференцированный, развивающий подход к обучению. Полученные школьниками знания становятся базой для творческого и сознательного восприятия последующего материала.
Содержание данного учебника полностью соответствует обязательному минимуму содержания химического образования и времени, отведенному Базисным учебным планом на изучение химии (2 ч в неделю). Кроме того, учебник содержит дополнительный материал, на изучение которого может быть использован 1 ч сверх учебного плана (3 ч в неделю). Это первый учебник по неорганической химии, который рассчитан на изучение предмета в разном объеме и с разной степенью глубины и в котором предлагаются задания разной степени сложности.
Учебник отличает строгая научность изложения: на тщательно отобранном фактологическом материале в доступной и живой форме раскрывается содержание важнейших понятий, законов и теорий химии. Учебное содержание распределено по годам обучения в строгом соответствии с возрастными и психологическими особенностями учащихся, логикой учебного процесса и общей методикой формирования химических знаний.
Текст учебника сопровождается большим количеством иллюстраций, обобщающих схем, рисунков, таблиц; к каждому параграфу предложены четырехуровневые (по степени сложности) вопросы и задания, инструкции по выполнению лабораторных опытов и практических работ. Особую педагогическую ценность учебника составляет то, что его содержание доступно для всех школьников, обучающихся по системе развивающего обучения
Содержание учебника выстроено в соответствии с принципом восхождения от абстрактного к конкретному. Это позволяет учителю работать в зоне ближайшего развития учащихся и организовывать развивающиеся логически соподчиненные действия. Только таким образом учитель будет учить школьников учиться, т.е. строить процесс собственной учебной деятельности, при которой действия учащихся переносятся во внутренний план, и в последствии они смогут реализовать их в других, неучебных формах практической и умственной деятельности.
Известно большое число реакций, приводящих к образованию солей. Приведем наиболее важные из них.
1. Взаимодействие кислот с основаниями (реакция нейтрализации):
N аОН + Н NO 3 = N а NO 3 + Н 2 О
Al (OH ) 3 + 3НС1 = AlCl 3 + 3Н 2 О
2. Взаимодействие металлов с кислотами:
F е + 2 HCl = FeCl 2 + Н 2
Zn + Н 2 S О 4 разб. = ZnSO 4 + Н 2
3. Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами:
С uO + Н 2 SO 4 = С uSO 4 + Н 2 О
ZnO + 2 HCl = Zn С l 2 + Н 2 О
4. Взаимодействие кислот с солями:
FeCl 2 + H 2 S = FeS + 2 HCl
AgNO 3 + HCI = AgCl + HNO 3
Ba(NO 3 ) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HNO 3
5. Взаимодействие растворов двух различных солей:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = Ва SO 4 + 2N аС l
Pb(NO 3 ) 2 + 2NaCl = Р b С 1 2 + 2NaNO 3
6. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами (щелочей с амфотерными оксидами):
Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 + Н 2 О,
2 N аОН (тв.) + ZnO Na 2 ZnO 2 + Н 2 О
7. Взаимодействие основных оксидов с кислотными:
Са
O
+ SiO
2
Са
SiO
3
Na 2 O + SO 3 = Na 2 SO 4
8. Взаимодействие металлов с неметаллами:
2К + С1 2 = 2КС1
F
е
+
S
F
е
S
9. Взаимодействие металлов с солями.
Cu + Hg(NO 3 ) 2 = Hg + Cu(NO 3 ) 2
Pb(NO 3 ) 2 + Zn = Р b + Zn(NO 3 ) 2
10. Взаимодействие растворов щелочей с растворами солей
CuCl 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaCl
NaHCO 3 + NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
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.
N аС1 - 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 (Na 2 CO 3 ). 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.
Na 2 CO 3 - 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.
Al 2 (SO 4 ) 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.
N а 2 В 4 О 7 - тетраборат натрия (бура). Является эффективным реагентом - замедлителем схватывания цементных растворов, ингибитором термоокислительной деструкции защитных реагентов на основе эфиров целлюлозы.
B а S О 4 - сульфат бария (барит, тяжелый шпат). Используется в качестве утяжелителя ( 4,5 г/см 3) буровых и тампонажных растворов.
Fе 2 SO 4 - сульфат железа (П) (железный купорос). Используется для приготовления феррохромлигносульфоната - реагента-стабилизатора буровых растворов, компонент высокоэффективных эмульсионных буровых растворов на углеводородной основе.
F еС1 3 - 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.
CaCO 3 - 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.
CaSO 4 - сульфат кальция. В виде алебастра (2СаSО 4 · Н 2 О) широко используется в строительстве, входит в состав быстротвердеющих вяжущих смесей для изоляции зон поглощений. При добавке к буровым растворам в виде ангидрита (СаSО 4) или гипса (СаSО 4 · 2Н 2 О) придает устойчивость разбуриваемым глинистым породам.
CaCl 2 - 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.
N а 2 Si О 3 - 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.
AgNO 3 - нитрат серебра. Используется для химического анализа, в том числе пластовых вод и фильтратов буровых растворов на содержание ионов хлора.
Na 2 SO 3 - 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.
Na 2 Cr 2 О 7 - бихромат натрия. Используется в нефтяной промышленности в качестве высокотемпературного понизителя вязкости буровых растворов, ингибитора коррозии алюминия, для приготовления ряда реагентов.
Классификация солей
Соли
C точки зрения электролитической теории можно дать следующее определение этому классу соединений
Соли - электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металлов или другие, более сложные, катионы, например, , 2+ и анионы кислотного остатка.
В зависимости от состава соли также могут быть разделены на различные типы.
1°. Средние соли - соли, которые образуются в результате полной нейтрализации кислоты основанием (при замещении всех катионов водорода на катионы металла):
H 2 SO 4 + 2 NaOH = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O.
2°. Кислые соли - соли, которые образуются при неполной нейтрализации кислоты основанием (замещаются не все катионы водорода на катионы металла). Соли этого типа могут быть образованы только многоосновными кислотами.
H 2 SO 4 + NaOH = NaHSO 4 + H 2 O.
H 2 SO 4 - кислота двухосновная, при полной нейтрализации которой образуется средняя соль Na 2 SO 4 , а при замещении одного атома водорода на металл образуется кислая соль NaHSO 4 .
H 3 PO 4 - кислота трехосновная, в которой возможно последовательное замещение одного, двух или всех трех атомов водорода на атомы металла. И при нейтрализации этой кислоты возможно образование трех рядов солей: NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 и Na 3 PO 4 .
В общем же случае к кислым солям относятся соли в которых мольное содержание кислотного оксида больше мольного содержания основного оксида, например, Na 2 B 4 O 7 , Na 2 Cr 2 O 7 , Na 2 S 2 O 7 , Na 4 P 2 O 7 . При реакции с основными оксидами и гидроксидами эти соли переходят в средние соли:
Na 2 Cr 2 O 7 + 2 NaOH = 2 Na 2 CrO 4 + H 2 O
CoO + Na 2 B 4 O 7 = 2 NaBO 2 + Co(BO 2) 2 .
3°. Основные соли - соли, которые являются продуктом неполной нейтрализации многокислотного основания кислотой:
Mg(OH) 2 + HCl = Mg(OH)Cl + H 2 O.
4°. Двойные соли - соли, в состав которых входят анионы только одного вида и разные катионы, например, KAl(SO 4) 2 × 12 H 2 O.
5°. Смешанные соли - соли, в состав которых входят катионы одного вида и анионы разных кислот, например, хлорная известь CaCl(OCl).
6°. Комплексные соли - соли, имеющие сложные катионы или анионы, в которых связь образована по донорно-акцепторному механизму. При написании молекулярных формул таких солей комплексный катион или анион заключают в квадратные скобки, например:
K 3 , K, Na
OH, (OH) 2 .
Соли могут быть получены одним из ниже приведенных способов.
1°. Взаимодействием металлов
а) с кислотами:
Cr + 2 HCl = CrCl 2 + H 2 (без доступа воздуха)
Cu + 4 HNO 3, конц. = Cu(NO 3) 2 + 2 NO 2 + 2 H 2 O,
б) со щелочами:
2 Al + 2 NaOH + 10 H 2 O = 2 Na + 3 H 2 .
2°. Нагреванием металлов с неметаллами в инертной атмосфере:
2 Fe + 3 Cl 2 2 FeCl 3
2 Li + H 2 2 LiH
6 Mg + 2 N 2 2 Mg 3 N.
3°. Вытеснением металлов из солей другими металлами, стоящими в ряду напряжений до металла, входящего в состав соли:
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu.
При этом не надо забывать, что если металл, входящий в состав соли, проявляет переменные степени окисления, то он может быть восстановлен до более низкой степени окисления металлом, находящимся в ряду напряжений правее его:
2 FeCl 3 + Cu = 2 FeCl 2 + CuCl 2 .
Эта реакция нашла применение электронной промышленности при изготовлении плат для печатного монтажа.
2 FeCl 3 + Hg = 2 FeCl 2 + HgCl 2 .
На этом основан способ очистки помещений от разлитой ртути.
4°. Взаимодействием неметаллов со щелочами (см. п. 3.3. Свойства оснований, 3°).
5°. Вытеснением активными неметаллами менее активных неметаллов из солей:
Cl 2 + 2 NaBr = 2 NaCl + Br 2 .
В этом случае более электроотрицательный неметалл (хлор) вытесняет менее электроотрицательный (бром).
6°. Взаимодействием двух оксидов
7°. Нейтрализацией кислоты основанием (или амфотерным гидроксидом):
HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O
H 2 SO 4 + Zn(OH) 2 = ZnSO 4 + 2H 2 O.
В случае многоосновных кислот (или многокислотных оснований) возможно образование кислых (или основных) солей, в зависимости от относительных количеств кислоты и основания, вступивших в реакцию:
H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O
NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O
Na 2 HPO 4 + NaOH = Na 3 PO 4 + H 2 O.
8°. Растворением или сплавлением кислотного или амфотерного оксида с основанием:
CO 2 + 2KOH = K 2 CO 3 + 2H 2 O
SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O
ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2
Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O.
9°.
Как результат реакции основного или амфотерного оксида с кислотой:
CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O
ZnO + 2HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + H 2 O.
При этом необходимо учитывать возможность окисления катиона, образующего оксид, до более высокой степени окисления:
FeO + 4HNO 3, конц. = Fe(NO 3) 3 + NO + 2 H 2 O.
10°. Взаимодействием пероксидов, надпероксидов и озонидов с кислотными оксидами:
2 Na 2 O 2 + 2 CO 2 = 2 Na 2 CO 3 + O 2
4 KO 2 + 2 CO 2 = 2 K 2 CO 3 + 3 O 2 .
Эти реакции лежат в основе регенерации воздуха в замкнутых пространствах (подводные лодки, космические корабли, изолирующие противогазы).
11°. Осаждением нерастворимых в воде солей с образованием растворов кислот:
AgNO 3 + HCl = AgCl ¯ + HNO 3
Ca 3 (PO 4) 2 + 3 H 2 SO 4 = 3 CaSO 4 ¯ + 2 H 3 PO 4 .
Полученная соль не должна растворяться в образовавшейся кислоте.
12°. Взаимодействием кислотного оксида с солью:
SO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SO 3 + CO 2
6 SiO 2 + 2 Ca 3 (PO 4) 2 6 CaSiO 3 + P 4 O 10 .
13°. Осаждением нерастворимых гидроксидов растворами щелочей из солей:
FeSO 4 + 2 NaOH = Fe(OH) 2 ¯ + Na 2 SO 4 .
14°. Как результат реакции обменна между солями с образованием одной нерастворимой соли:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ¯ + 2NaCl.
15°. Термическим разложением солей:
Степень разложения солей определяется отношением заряда катиона (n +) к его радиусу (r ). Чем больше это отношение, тем «глубже» степень разложения.
2 LiNO 3 2 LiNO 2 + O 2
2 KClO 3 2 KCl + 3 O 2 .
В некоторых случаях определяющую роль в разложении соли играет и заполненный 18-электронный подуровень катиона металла.
2 Cu(NO 3) 2 2 CuO + 4 NO 2 + O 2
2 AgNO 3 2 Ag + 2 NO 2 + O 2 .
16°. Окислением или восстановлением кислотообразующего элемента, входящего в состав аниона соли:
Na 2 SO 3 + H 2 O 2 = Na 2 SO 4 + H 2 O
Na 2 SO 4 + 4C Na 2 S + 4CO.