Соли

Как мы узнали в предыдущем параграфе, основания и кислоты обладают противоположными свойствами и поэтому нейтрализуют друг друга. В реакции между кислотой и основанием обычно образуются соль и вода.

$\begin{array}{ccccccc}\mathrm{кислота}& +& \mathrm{основание}& \to & \mathrm{соль}& +& \mathrm{вода}\\ {\mathrm{HNO}}_3& +& \mathrm{KOH}& \to & {\mathrm{KNO}}_3& +& {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}$

Соль – это твёрдое, кристаллическое вещество, состоящее из ионов. Бóльшая часть солей бесцветна, но встречаются среди них и вещества белого, жёлтого, красного, синего и чёрного цветов. Обычно окраска соли определяется входящим в её состав катионом. Часть солей растворяется в воде, распадаясь при этом на катионы и анионы. Растворы таких солей хорошо проводят электрический ток. Как, например, и морская вода, которая содержит много растворённых солей.

Соли состоят из ионов, и в их формулах обязательно указано соотношение катионов и анионов. Так как в целом соли не имеют заряда, то есть нейтральны, то сумма зарядов катионов должна быть равна сумме зарядов анионов. Рассмотрим несколько примеров.

Пример 1. ​Поваренная соль состоит из ионов натрия (Na⁺) и хлорид ионов (Cl^–). Заряд иона Na⁺ равен +1, а заряд иона Cl^– равен –1, то есть на один положительно заряженный ион приходится один отрицательно заряженный ион. Поэтому формула поваренной соли будет NaCl. Индекс 1 в формулах не пишется.

Пример 2. Заряд иона алюминия равен +3, а заряд нитрат иона (NO₃^–) равен –1, поэтому на один ион Al³⁺ в формуле соли должны приходиться три нитрат-иона. Значит, формула соли будет Al(NO₃)₃. При этом группу NO₃ следует писать в скобках, ведь индекс действует для всего аниона.

Пример 3. Составляя более сложные формулы, можно пользоваться удобным приёмом: абсолютное значение заряда одного иона равно индексу другого иона и наоборот. Например, если заряд иона железа (Fe) равен +3, а заряд сульфат-иона (SO₄^2–) равен –2, то индекс у иона железа будет 2, а индекс у сульфат-иона 3.

Название соли состоит из названий образующих её аниона и катиона (обычно это металл), последний записывается в родительном падеже. Например, KNO₃ – это нитрат калия, а Na₂CO₃ – карбонат натрия.

Если металл способен образовать соли в разных степенях окисления, то к названию металла добавляют соответствующую степень окисления, которая равна заряду катиона металла:

$\stackrel{\mathrm{2+}}{\mathrm{Fe}}{\stackrel{-}{\mathrm{Cl}}}_2$– хлорид железа(II)
​$\stackrel{\mathrm{3+}}{\mathrm{Fe}}{\stackrel{-}{\mathrm{Cl}}}_3$ – хлорид железа(III)
​$\stackrel{\mathrm{2+}}{\mathrm{Cu}}{\stackrel{2-}{\mathrm{SO}}}_4$ – сульфат меди(II)

Соли натрия 

Хлорид натрия (NaCl), или поваренная соль – это кристаллическое ионное вещества. Уже тысячи лет NaCl используется как приправа и консервант.

В химической промышленности хлорид натрия также является важнейшим исходным веществом в производстве гидроксида натрия, соды, хлора и других соединений.

Карбонат натрия (Na₂CO₃) в быту часто называют моющей содой. Это белое твёрдое вещество, очень хорошо растворимое в воде. Na₂CO₃ очень важен при стирке, так как смягчает воду и удаляет загрязнения с тканей. Моющая сода также является и необходимым материалом в изготовлении стекла.

Гидрокарбонат натрия (NaHCO₃), или пищевая сода – это белое твёрдое вещество, растворимое в воде. NaHCO₃ обладает слабощелочными свойствами и реагирует с кислотами, в результате чего выделяется углекислый газ. Именно поэтому пищевую соду используют при изготовлении и выпекании теста. Пекарский порошок содержит пищевую соду и кислоту (например, лимонную), которые, растворяясь в воде, реагируют между собой.

Соли калия и кальция

Нитрат калия (KNO₃) также называют калиевой селитрой. Это белая, хорошо растворимая в воде соль. При нагревании KNO₃ разлагается на нитрит калия KNO₂ и кислород (О₂). Это свойство используется для лабораторного получения кислорода (см. параграф 4.4).

Также KNO₃ находит применение в производстве удобрений, пиротехнических смесей и стекла, а ещё в консервировании. Если нитрат калия смешать с порошками серы и угля, получится чёрный порох, который в течение сотен лет использовали как взрывчатое вещество.

Карбонат кальция (CaCO₃) в природе встречается в разном виде. Это может быть и мел, и известняк, и доломит, а также мрамор. Известняк, доломит и мрамор являются важными строительными материалами. При нагревании CaCO₃ разлагается и образуется негашёная известь, то есть оксид кальция (CaO), из которой производят цемент.

Карбонат кальция содержится также в яичной скорлупе и в раковинах моллюсков. Самая редкая форма, в виде которой в природе можно найти CaCO₃, это жемчуг.

Сульфат кальция (CaSO₄) – это белое, относительно малорастворимое в воде твёрдое вещество. Гипсом называется дигидрат сульфата кальция (гидрат – это соединение, содержащее молекулы воды) CaSO₄·H₂O. При нагревании из гипса образуется жжёный гипс:

$\begin{array}{ccccc}2{\mathrm{CaSO}}_4·4 {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}& \to & 2{\mathrm{CaSO}}_4·{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}& +& 3 {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ \mathrm{гипс}& \to & \mathrm{жжёный\; гипс}& +& \mathrm{вода}\end{array}$

Если смешать жжёный гипс с водой, пойдёт обратная реакция: смесь затвердеет и получится гипс. Гипс используют как строительный материал, а также в медицине при переломах.