的酸式盐或含氧盐是那些由氢卤和含氧酸的部分中和的。因此,在自然界中可以发现无机或有机的二元和三元盐。它们的特征在于具有可用的酸性质子(H +)。
因此,它们的溶液通常导致获得酸性介质(pH <7)。但是,并非所有的酸盐都具有这种特性。实际上,有些是源自碱性溶液(碱性,pH> 7)。
碳酸氢钠
所有酸性盐中最具代表性的是通常所说的碳酸氢钠。也称为发酵粉(上图),或分别由传统的,系统的或成分命名法控制。
小苏打的化学式是什么?碳酸氢钠3。可以看出,它只有一个质子。质子如何结合?对一个氧原子,形成氢氧根(OH)。
因此,剩下的两个氧原子被视为氧化物(O 2–)。阴离子化学结构的这种观点使它可以更选择性地命名。
化学结构
酸盐通常具有一种或多种酸性质子,以及金属和非金属的质子。从逻辑上说,来自氢氧化物(HA)和含氧酸(HAO)的原子之间的区别是氧原子。
但是,决定所讨论盐的酸性(溶解在溶剂中后产生的pH)的关键因素取决于质子与阴离子之间的键强度。如铵离子(NH 4 +)一样,它也取决于阳离子的性质。
作为阴离子的X的力HX根据溶解盐的溶剂而变化;通常是水或酒精。因此,在溶液中进行某些平衡考虑后,可以推断出所述盐的酸度水平。
酸具有的质子越多,可以从中产生的盐的数量越多。因此,自然界中有许多酸盐,其中大部分溶解在大洋中,除了氧化物以外,还含有土壤的营养成分。
酸盐的命名法
酸盐如何命名?大众文化已将自己根深蒂固的名称分配给最常见的盐。但是,对于其余的人(不是很为人所知),化学家们设计了一系列步骤来赋予它们通用的名称。
为此,IUPAC推荐了一系列命名法,尽管这些命名法适用于氢氧酸和草酸,但与它们的盐一起使用时会略有差异。
在继续讲盐的命名法之前,有必要掌握酸的命名法。
酸性盐酸盐
氢本质上是氢与非金属原子(第17和16组,氧除外)之间的键。但是,只有具有两个质子(H 2 X)的那些才能够形成酸盐。
因此,在硫化氢(H 2 S)的情况下,当其质子之一被金属(例如钠)替代时,我们具有NaHS。
NaHS盐叫什么?有两种方法:传统命名法和组合法。
知道它是硫化物,并且钠的化合价只有+1(因为它来自第1组),我们在下面继续:
盐:NaHS
命名法
组成:硫化氢钠。
传统:硫化钠。
另一个例子也可以是Ca(HS)2:
盐:Ca(HS)2
命名法
组成:双(硫化氢)钙。
传统:酸性硫化钙。
可以看出,根据阴离子(HX)n的数目添加了前缀bis-,tris,tetrakis等,其中n是金属原子的化合价。因此,对Fe(HSe)3应用相同的推理:
盐:铁(HSe)3
命名法
组成:铁(III)的三(氢化硒)。
传统:酸性三硫化铁。
由于铁主要具有两个化合价(+2和+3),因此在括号中用罗马数字表示。
三元酸盐
也称为含氧盐,它们的化学结构比酸性水合盐复杂。其中,非金属原子与被分类为氧化物的氧(X = O)和双键(X-OH)形成双键;后者负责质子的酸度。
传统命名法和组成命名法与含氧酸及其各自的三元盐保持相同的规范,唯一的区别是突出了质子的存在。
另一方面,系统命名法考虑了XO键的类型(加成)或氧和质子的数量(阴离子的氢原子)。
随小苏打一起返回,其名称如下:
盐:NaHCO 3
命名法
传统:碳酸钠。
组成:碳酸氢钠。
阴离子的系统信息和氢添加:Hidroxidodioxidocarbonato(-1)钠,氢(trioxidocarbonato)钠。
非正式的:小苏打,小苏打。
术语“羟基”和“二氧化物”从何而来?“羟基”是指残留在阴离子HCO -OH基团3 -(O 2 C-OH),和“氧化钛”到其它两个氧在其上C = O双键“共振”(共振)。
因此,系统的命名法虽然更为精确,但对于那些刚进入化学界的人来说却有些复杂。数字(-1)等于阴离子的负电荷。
另一个例子
盐:镁(H 2 PO 4)2
命名法
传统的:磷酸二氢镁。
组成:磷酸二氢镁(注意两个质子)。
阴离子的系统信息和氢加成:二氢氧杂双氧杂氟(-1)镁,双镁。
重新解释系统命名,发现阴离子ħ 2 PO 4 -具有两个OH基团,所以剩下的两个氧原子形成的氧化物(P = O)。
训练
酸盐是如何形成的?它们是中和的产物,即酸与碱反应的产物。由于这些盐具有酸性质子,因此中和不能完全,但可以部分进行;否则,将获得中性盐,如化学方程式所示:
H 2 A + 2NaOH => Na 2 A + 2H 2 O(已完成)
H 2 A + NaOH => NaHA + H 2 O(部分)
而且,仅聚质子酸可以具有部分中和作用,因为酸HNO 3,HF,HCl等仅具有单个质子。在这里,酸性盐是NaHA(是虚拟的)。
如果不是用Ca(OH)2中和二质子酸H 2 A(更确切地说是水合酸),则将生成相应的钙盐Ca(HA)2。如果使用Mg(OH)2,则将获得Mg(HA)2。如果使用LiOH,则使用LiHA;CsOH,CsHA等。
由此推断,盐的形成是由来自酸和用于中和的碱金属的阴离子A组成的。
磷酸盐
磷酸(H 3 PO 4)是一种多质子酸,这就是为什么从中衍生出大量盐的原因。使用KOH中和它并因此获得其盐,我们有:
H 3 PO 4 + KOH => KH 2 PO 4 + H 2 O
KH 2 PO 4 + KOH => K 2 HPO 4 + H 2 O
K 2 HPO 4 + KOH => K 3 PO 4 + H 2 O
KOH中和了H 3 PO 4的一个酸性质子,被二酸磷酸钾盐中的K +阳离子取代(根据传统的命名法)。该反应持续进行直到加入相同的KOH当量以中和所有质子。
然后可以看出形成了多达三种不同的钾盐,每种都有其各自的特性和可能的用途。使用LiOH可以得到相同的结果,得到磷酸锂。或Sr(OH)2,与其他碱形成磷酸锶,依此类推。
柠檬酸盐
柠檬酸是存在于许多水果中的三羧酸。因此,它具有三个–COOH基团,等于三个酸性质子。再次,像磷酸一样,它能够根据中和度产生三种类型的柠檬酸盐。
这样,使用NaOH可获得柠檬酸单钠,二钠和三钠:
OHC 3 H 4(COOH)3 + NaOH => OHC 3 H 4(COONa)(COOH)2 + H 2 O
OHC 3 H 4(COONa)(COOH)2 + NaOH => OHC 3 H 4(COONa)2(COOH)+ H 2 O
OHC 3 H 4(COONa)2(COOH)+ NaOH => OHC 3 H 4(COONa)3 + H 2 O
考虑到柠檬酸的结构,化学方程式看起来很复杂,但是如果表示出来,反应将与磷酸一样简单。
最后一种盐是中性柠檬酸钠,其化学式为Na 3 C 6 H 5 O 7。其他柠檬酸钠为:Na 2 C 6 H 6 O 7,柠檬酸钠(或柠檬酸钠);NaC 6 H 7 O 7,二酸柠檬酸钠(或柠檬酸钠)。
这些是酸性有机盐的明显例子。
例子
在花朵和许多其他生物底物中以及矿物质中发现了许多酸盐。但是,已省略了铵盐,与其他盐铵盐不同的是,铵盐并非源自酸,而是源自碱:氨。
这怎么可能?这是由于氨(NH 3)的中和反应所致,该碱会使质子去质子并生成铵阳离子(NH 4 +)。NH 4 +以及其他金属阳离子可以完美替代氢氧酸或草酸物种的任何酸性质子。
在磷酸铵和柠檬酸铵的情况下,用NH 4代替K和Na就足够了,将获得六种新的盐。对于碳酸也是如此:NH 4 HCO 3(酸性碳酸铵)和(NH 4)2 CO 3(碳酸铵)。
过渡金属的酸性盐
过渡金属也可以是各种盐的一部分。但是,它们鲜为人知,并且由于氧化数不同,它们背后的合成也具有较高的复杂性。这些盐的例子包括:
盐:AgHSO 4
命名法
传统:酸性硫酸银。
组成:硫酸氢银。
系统学:氢银(四氧化硫)。
盐:Fe(H 2 BO 3)3
命名法
传统:二酸硼酸铁(III)。
组成:二氢硼酸铁(III)。
系统学:Iron Tris(III)。
盐:铜(HS)2
命名法
传统:酸性硫化铜。
组成:硫化氢铜。
系统性:铜(II)的双(硫化氢)。
盐:金(HCO 3)3
命名法
传统:酸性金(III)碳酸盐。
组成:碳酸氢金(Ⅲ)。
系统学:Golden Tris(III)。
其他金属也是如此。酸盐的巨大结构丰富性更多地在于金属的性质而不是阴离子的性质。因为不存在太多的氢氧化物或草酸。
酸性质
通常,酸性盐溶解在水中会形成pH值低于7的水溶液。但是,并非所有盐都严格如此。
为什么不?因为将酸性质子与阴离子结合的力并不总是相同的。它们越强,将其分配给中间的趋势就越小。同样,存在使该事实消退的相反反应:水解反应。
这解释了为什么NH 4 HCO 3尽管是酸性盐却会生成碱性溶液:
NH 4 + + H 2 O <=> NH 3 + H 3 O +
HCO 3 - + H 2 ö<=>ħ 2 CO 3 + OH -
HCO 3 - + H 2 ö<=> CO 3 2- + H 3 ö +
NH 3 + H 2 ö<=> NH 4 + + OH -
鉴于先前的平衡方程,碱性pH指示产生OH反应-优先发生于那些生成H 3 ö +酸性溶液,指示器物种。
然而,并非所有的阴离子可以水解(F - ,氯-,NO 3 -等); 这些是来自强酸和强碱的物质。
应用领域
每种酸盐在不同领域都有自己的用途。但是,他们可以总结其中大多数的一些常见用法:
-在食品工业中,它们被用作酵母或防腐剂,以及在糖果,口腔卫生产品和药品生产中。
-那些具有吸湿性的产品旨在在需要的空间或条件下吸收水分和CO 2。
-钾盐和钙盐通常用作肥料,营养成分或实验室试剂。
-作为玻璃,陶瓷和水泥的添加剂。
-在制备缓冲溶液时,对于所有对pH突然变化敏感的反应都是必不可少的。例如,磷酸盐或乙酸盐缓冲液。
-最后,这些盐中的许多盐提供了固体和易于控制的阳离子形式(尤其是过渡金属),在无机或有机合成领域中需求量很大。
参考文献
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