Каким физическим свойством обладает соль

Солями называются сложные соединения, в составе которых обязательно присутствуют атомы металла (или аммоний NH4+) и кислотные остатки.

Как атомов металла, так и кислотных остатков в молекуле соли может быть не только один, но и несколько. Вместо атомов металла могут присутствовать и более сложные катионные группы, такие как NH4+.

Согласно теории электролитической диссоциации, соли – это сложные вещества, которые в процессе диссоциации образуют катионы металла или аммония и анионы кислотного остатка.

Физические свойства солей

Соли представляют собой твердые кристаллические вещества (при нахождении в условиях нормальной температуры и давления). Кристаллы разных солей при этом могут различаться по форме.

Так, поваренная соль NaCl образует кристаллы в форме куба. Чтобы в этом убедиться, приготовим очень концентрированный раствор хлорида натрия. Для этого нальем в стакан теплую воду, добавим в него 2-3 столовые ложки соли и перемешаем до полного растворения. Часть раствора перельем в неглубокую тарелку и поставим в сухое прохладное место. Через несколько дней вода в тарелке испарится, и в посуде, где находился раствор, образуются кристаллы соли. Они будут иметь идеальную кубическую форму.

Если же концентрированный раствор поваренной соли налить в 2 стакана и поставить между ними пустую тарелку, опустив концы ленты из впитывающей ткани в стаканы, а ее середину положив в тарелку, можно наблюдать следующее явление. В ленту впитается солевой раствор, который достигнет ее средней части и начнет стекать в тарелку. Опыт следует продолжать несколько дней. Вода будет испаряться, вследствие чего образуются кристаллы соли. На ленте начнут образовываться и расти соляные сталактиты. Также велика вероятность, что прямо со дна тарелки примутся расти вверх сталагмиты из кристаллов поваренной соли. Так всего за несколько дней можно полностью пронаблюдать процесс, который в природных пещерах занимает многие столетия, а то и тысячелетия.

Соли различаются по степени растворимости их в воде. По этому критерию они условно подразделяются на:

• растворимые (в 100 г воды растворяется больше 1 г соли);
• малорастворимые (растворимость находится в пределах от 0,1 г до 1 г на 100 г воды);
• нерастворимые (в 100 г воды растворяется менее 0,1 г соли).

Например, всем хорошо знакомый хлорид натрия, или поваренная соль хорошо растворяется в воде, сульфат кальция CaSO4 относится к малорастворимым веществам, а карбонат кальция, из которого почти целиком состоит обычный мел, практически нерастворим.

Окраска солей очень разнообразна, но чаще всего они белые или бесцветные:

• чистые кристаллы хлорида натрия бесцветны,
• карбонат кальция белый,
• сульфид свинца PbS – черный,
• сульфид ртути HgS – красный,
• двухвалентные соли никеля зеленые,
• кристаллы перманганата калия, в быту часто называемого марганцовкой, – фиолетовые.

Для всех солей свойственны высокие температуры плавления и кипения. Поваренная соль плавится при температуре 801ºC, а закипает при 1413ºC, у сульфата калия K2SO4 эти значения еще выше: плавиться он начинает только при 1069 ºC, а точки кипения достигает при повышении температуры до 1689ºC.

При нахождении в нормальных условиях соли практически не проводят электрический ток, однако растворы большинства солей – отличные проводники электричества.

Химические свойства солей

Химические свойства разных солей могут существенно различаться. Это определяется прежде всего их составом и принадлежностью к определенному подклассу. Но все соли обладают и рядом общих свойств, характерных для этого класса химических соединений.

• В результате воздействия сильного нагревания происходит разложение большинства солей. При этом как правило образуются кислотный и основный оксиды, а бескислородные соли (состоящие из двух элементов) разлагаются на металл и неметалл.

CaCO3→CaO+CO2↑

2NaCl →2Na + Cl2↑ (в результате электролиза)

В случае, если реакции разложения подвергаются нитраты (соли азотной кислоты), наблюдается выделение свободного кислорода.

2Zn(NO3)2→2ZnO+4NO2+O2↑

2Hg(NO3)2→2Hg+4NO2+ O2↑

Кислород образуется также и при разложении перманганата калия.

2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑

В результате разложения оксосолей хлора происходит образование хлоридов и выделение кислорода.

KClO4→KCl+2O2↑

При разложении нитрита аммония образуются газообразный азот и вода.

NH4NO2→N2↑+2H2O

• Соли взаимодействуют с кислотами, в результате образуются новая соль и новая кислота. Такая реакция будет протекать при условии, что кислота является более сильной, чем соль, на которую она должна воздействовать.

2NaCl+H2SO4→Na2SO4+2HCl↑

Хотите увидеть фейерверк в стакане? Тогда налейте в него 50 мг этилового спирта и поместите на дно 40 мл концентрированной серной кислоты. Сделать это можно с помощью пипетки, которую следует опускать на самое дно емкости с кислотой. Должно образоваться два слоя с четко выраженной границей: вверху будет находиться спирт, а внизу – серная кислота. Затем в стакан бросим небольшое количество кристалликов перманганата калия. Когда они пройдут через спиртовой слой и окажутся на границе со слоем кислоты, то они начнут вспыхивать. Вспышки эти напоминают фейерверк. Дело в том, что после начала погружения марганцовки в серную кислоту начинается химическая реакция, в результате которой происходит образование марганцевого ангидрида Mn2O7:

2KMnO4 + H2SO4→Mn2O7 + K2SO4 + H2O.

Марганцевый ангидрид – буро-зеленая жидкость, являющаяся сильнейшим окислителем, которая поджигает в нашем примере небольшое количество этилового спирта.

• В результате взаимодействия соли с основанием образуется другая соль и другое основание.

Ba(OH)2+MgSO4→BaSO4↓+Mg(OH)2 (образующийся при этом сульфат бария выпадает в осадок)

• Соли могут взаимодействовать с другими солями, образуя новые соли.

NaCl+AgNO3→AgCl+NaNO3

Весьма интересный эффект можно наблюдать при взаимодействии нитрата свинца Pb(NO3)2 c хлоридом аммония (NH4Cl). Для проведения опыта потребуется налить в стакан емкостью 300 мл концентрированный раствор нитрата свинца и поместить в него кристалл хлорида аммония. Вскоре в стакане начнут появляться солевые кристаллы, которые будут постепенно расти. В процессе своего роста они все больше будут становиться похожими на растения, покрытые инеем. Происходящую при этом реакцию можно выразить следующим уравнением:

Pb(NO3)2+2NH4Cl→2NH4NO3+PbCl2.

Опыт

Вернемся из зимы в осень. Для него нам понадобится раствор все того же нитрата свинца (25 г соли на 100 мл подогретой воды), который после охлаждения следует осторожно залить в стакан с 5-7 кусочками дихромата аммония (NH4)Cr2O7. На кусочках дихромата аммония начнут появляться имеющие игольчатую форму кристаллы бихромата свинца. Они будут постепенно разрастаться и принимать причудливую форму, напоминающую очертания деревьев. Через несколько дней после начала опыта весь стакан будет заполнен «деревьями» в золотом осеннем уборе. При работе с дихроматом аммония необходимо соблюдать осторожность, так как это токсичное канцерогенное вещество. Особую опасность представляет вдыхание его пыли.

• Соли вступают в реакцию с металлами, которые в ряду активности расположены перед металлом, входящим в состав соли. В такой реакции предыдущий металл вытесняет последующий из солей, в составе которых он имеется. Образуются новая соль и новый металл.

2Al+Cr2(SO4)3→Al2(SO4)3+2Cr↓

Если поместить в пробирку кусок меди (он должен быть обезжиренным) и затем налить в нее небольшое количество раствора нитрата серебра AgNO3 с концентрацией 1:10, то несколько часов спустя на поверхности металла можно наблюдать скопление игольчатых кристаллов металлического серебра.

Cu+2AgNO3→Cu(NO3)2+2Ag↓

Таким способом можно получить настоящий драгоценный металл.

Способы получения солей

Существует ряд способов, с помощью которых могут быть получены соли. Они образуются в результате:

• взаимодействия определенных простых веществ (металла и неметалла):

2Na+Cl2→2NaCl;

• взаимодействия двух оксидов, один из которых является основным, или амфотерным, а другой – кислотным:

ZnO+SO3→ZnSO4 (реакция начинается при нагревании);

• реакции основного оксида с амфотерным:

Na2O+ZnO→Na2ZnO2;

• воздействия кислот на металлы:

2HCl+Fe→FeCl2+H2↑;

• реакции основного или амфотерного оксида с кислотой:

Na2O + 2HNO3→2NaNO3 +H2O;

• взаимодействия амфотерного оксида или основания со щелочью:

2NaOH+ZnO →Na2ZnO2+H2O,

2NaOH+Zn(OH)2→ Na2ZnO2+2H2O (обе реакции протекают при нагревании);

• реакции кислот с гидроксидами металлов:

Zn(OH)2+H2SO4→ZnSO4+2H2O;

• взаимодействия щелочи с другой солью:

ZnSО4+2NaOH→Na2SO4+Zn(OH)2↓;

• взаимодействия кислоты с другой солью:

2HCl+Na2S→2NaCl+Н2S;

• реакции двух солей друг с другом (одна из образующихся солей должна быть нерастворима и выпадать в осадок):

AgNO3+KCl→AgCl↓+KNO3.

Приведенный здесь перечень способов получения солей не следует рассматривать как исчерпывающий. Существуют и многие другие способы, которые зависят от того, какую именно соль требуется получить, а также к какому подклассу солей она относится.

Также следует отметить, что многие соли не обязательно получать химическим путем, их запасы находятся в природе в больших количествах и доступны для добычи. В частности, поваренная соль активно добывается со дна и берегов соленых озер, хотя почти все ее мировые запасы сосредоточены в водах океанов и морей, которые, как известно, покрывают около 71% поверхности Земли.