Sifat kimia garam rumusnya. Sifat kimia garam

Garam adalah elektrolit yang berdisosiasi dalam larutan berair dengan pembentukan kation logam dan anion residu asam.
Klasifikasi garam diberikan dalam tabel. 9.

Saat menulis rumus untuk garam apa pun, Anda harus dipandu oleh satu aturan: total muatan kation dan anion harus sama nilai absolutnya. Berdasarkan hal ini, indeks harus ditempatkan. Misalnya, saat menulis rumus aluminium nitrat, kita memperhitungkan bahwa muatan kation aluminium adalah +3, dan ion pitratnya adalah 1: AlNO 3 (+3), dan dengan menggunakan indeks kita menyamakan muatannya (paling sedikit kelipatan persekutuan untuk 3 dan 1 adalah 3. Bagi 3 dengan nilai absolut muatan kation aluminium - kita mendapatkan indeksnya. Bagi 3 dengan nilai absolut muatan anion NO 3 - kita mendapatkan indeks 3). Rumus: Al(NO 3) 3

Garam sedang atau normal hanya mengandung kation logam dan anion dari residu asam. Namanya diambil dari nama latin unsur yang membentuk residu asam dengan menambahkan akhiran yang sesuai bergantung pada bilangan oksidasi atom tersebut. Misalnya, garam asam sulfat Na 2 SO 4 disebut (bilangan oksidasi belerang +6), garam Na 2 S - (bilangan oksidasi belerang -2), dll. Dalam tabel. Tabel 10 menunjukkan nama-nama garam yang dibentuk oleh asam yang paling banyak digunakan.

Nama-nama garam tengah mendasari semua kelompok garam lainnya.

■ 106 Tuliskan rumus garam rata-rata berikut: a) kalsium sulfat; b) magnesium nitrat; c) aluminium klorida; d) seng sulfida; D) ; f) kalium karbonat; g) kalsium silikat; h) besi (III) fosfat.

Garam asam berbeda dengan garam rata-rata karena selain kation logam, garam asam juga mengandung kation hidrogen, misalnya NaHCO3 atau Ca(H2PO4)2. Garam asam dapat dianggap sebagai produk penggantian atom hidrogen yang tidak lengkap dalam asam dengan logam. Oleh karena itu, garam asam hanya dapat dibentuk oleh dua atau lebih asam basa.
Molekul garam asam biasanya mengandung ion “asam”, yang muatannya bergantung pada tahap disosiasi asam. Misalnya, disosiasi asam fosfat terjadi dalam tiga langkah:

Pada tahap pertama disosiasi, terbentuk anion H 2 PO 4 bermuatan tunggal. Oleh karena itu, bergantung pada muatan kation logam, rumus garamnya akan terlihat seperti NaH 2 PO 4, Ca(H 2 PO 4) 2, Ba(H 2 PO 4) 2, dan seterusnya. , anion HPO bermuatan ganda terbentuk 2 4 — . Rumus garamnya akan terlihat seperti ini: Na 2 HPO 4, CaHPO 4, dan seterusnya. Disosiasi tahap ketiga tidak menghasilkan garam asam.
Nama garam asam berasal dari nama garam tengah dengan tambahan awalan hidro- (dari kata “hidrogenium” -):
NaHCO 3 - natrium bikarbonat KHCO 4 - kalium hidrogen sulfat CaHPO 4 - kalsium hidrogen fosfat
Jika ion asam mengandung dua atom hidrogen, misalnya H 2 PO 4 -, awalan di- (dua) ditambahkan pada nama garamnya: NaH 2 PO 4 - natrium dihidrogen fosfat, Ca(H 2 PO 4) 2 - kalsium dihidrogen fosfat, dll. .d.

■ 107. Tuliskan rumus garam asam berikut: a) kalsium hidrogen sulfat; b) magnesium dihidrogen fosfat; c) aluminium hidrogen fosfat; d) barium bikarbonat; e) natrium hidrosulfit; f) magnesium hidrosulfit.
108. Apakah mungkin memperoleh garam asam dari asam klorida dan asam nitrat? Benarkan jawaban Anda.

Garam basa berbeda dengan garam lain karena selain kation logam dan anion residu asam, garam tersebut juga mengandung anion hidroksil, misalnya Al(OH)(NO3) 2. Di sini muatan kation aluminium adalah +3, dan muatan ion hidroksil-1 dan dua ion nitrat adalah 2, sehingga totalnya adalah 3.
Nama garam basa diambil dari nama garam tengah dengan tambahan kata basa, contoh: Cu 2 (OH) 2 CO 3 - basa tembaga karbonat, Al (OH) 2 NO 3 - basa aluminium nitrat .

■ 109. Tuliskan rumus garam basa berikut: a) basa besi (II) klorida; b) dasar besi (III) sulfat; c) basa tembaga (II) nitrat; d) basa kalsium klorida; e) basa magnesium klorida; f) basa besi (III) sulfat g) basa aluminium klorida.

Rumus garam rangkap, misalnya KAl(SO4)3, dibuat berdasarkan muatan total kation logam dan muatan total anion.

Muatan total kation adalah +4, muatan total anion adalah -4.
Nama garam rangkap dibentuk dengan cara yang sama seperti garam tengah, hanya nama kedua logam yang disebutkan: KAl(SO4)2 - kalium-aluminium sulfat.

■ 110. Tuliskan rumus garam berikut:
a) magnesium fosfat; b) magnesium hidrogen fosfat; c) timbal sulfat; d) barium hidrogen sulfat; e) barium hidrosulfit; f) kalium silikat; g) aluminium nitrat; h) tembaga (II) klorida; i) besi (III) karbonat; j) kalsium nitrat; l) kalium karbonat.

Sifat kimia garam

1. Semua garam sedang merupakan elektrolit kuat dan mudah terdisosiasi:
Na 2 JADI 4 ⇄ 2Na + + JADI 2 4 —
Garam sedang dapat berinteraksi dengan logam yang sejumlah tegangannya di sebelah kiri logam yang merupakan bagian dari garam:
Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4
Fe + Cu 2+ + SO 2 4 - = Cu + Fe 2+ + SO 2 4 -
Fe + Cu 2+ = Cu + Fe 2+
2. Garam bereaksi dengan basa dan asam menurut aturan yang dijelaskan pada bagian “Basa” dan “Asam”:
FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl
Fe 3+ + 3Cl - + 3Na + + 3OH - = Fe(OH) 3 + 3Na + + 3Cl -
Fe 3+ + 3OH - =Fe(OH) 3
Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 SO 3
2Na + + SO 2 3 - + 2H + + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + SO 2 + H 2 O
2H + + JADI 2 3 - = JADI 2 + H 2 O
3. Garam dapat berinteraksi satu sama lain sehingga terjadi pembentukan garam baru:
AgNO 3 + NaCl = NaNO 3 + AgCl
Ag + + NO 3 - + Na + + Cl - = Na + + NO 3 - + AgCl
Ag + + Cl - = AgCl
Karena reaksi pertukaran ini dilakukan terutama dalam larutan air, reaksi ini hanya terjadi jika salah satu garam yang dihasilkan mengendap.
Semua reaksi pertukaran berlangsung sesuai dengan kondisi agar reaksi dapat berlangsung hingga selesai, tercantum dalam § 23, hal.

■ 111. Tuliskan persamaan reaksi berikut dan, dengan menggunakan tabel kelarutan, tentukan apakah reaksi tersebut akan berlanjut hingga selesai:
a) barium klorida + ;
b) aluminium klorida + ;
c) natrium fosfat + kalsium nitrat;
d) magnesium klorida + kalium sulfat;
e) + timbal nitrat;
f) kalium karbonat + mangan sulfat;
g) + kalium sulfat.
Tulis persamaan dalam bentuk molekul dan ion.

■ 112. Zat berikut manakah yang akan bereaksi dengan besi (II) klorida: a) ; b) kalsium karbonat; c) natrium hidroksida; d) silikon anhidrida; D) ; f) tembaga (II) hidroksida; Dan) ?

113. Jelaskan sifat-sifat kalsium karbonat sebagai garam rata-rata. Tulis semua persamaan dalam bentuk molekul dan ion.
114. Cara melakukan rangkaian transformasi:

Tulis semua persamaan dalam bentuk molekul dan ion.
115. Berapa banyak garam yang diperoleh dari reaksi 8 g belerang dan 18 g seng?
116. Berapa volume hidrogen yang akan dilepaskan jika 7 g besi bereaksi dengan 20 g asam sulfat?
117. Berapa mol garam meja yang diperoleh dari reaksi 120 g natrium hidroksida dan 120 g asam klorida?
118. Berapa banyak kalium nitrat yang diperoleh dari reaksi 2 mol kalium hidroksida dan 130 g asam nitrat?

Hidrolisis garam

Sifat spesifik garam adalah kemampuannya untuk menghidrolisis - mengalami hidrolisis (dari bahasa Yunani "hydro" - air, "lysis" - dekomposisi), yaitu dekomposisi di bawah pengaruh air. Hidrolisis tidak dapat dianggap sebagai dekomposisi seperti yang biasa kita pahami, tetapi satu hal yang pasti - hidrolisis selalu berpartisipasi dalam reaksi hidrolisis.
- elektrolit sangat lemah, terdisosiasi buruk
H 2 O ⇄ H + + OH -
dan tidak mengubah warna indikator. Alkali dan asam mengubah warna indikator, karena ketika mereka berdisosiasi dalam larutan, terbentuk ion OH - berlebih (dalam kasus basa) dan ion H + dalam kasus asam. Dalam garam seperti NaCl, K 2 SO 4, yang dibentuk oleh asam kuat (HCl, H 2 SO 4) dan basa kuat (NaOH, KOH), indikator tidak berubah warna, karena dalam larutan tersebut
Praktis tidak ada hidrolisis garam.
Selama hidrolisis garam, ada empat kasus yang mungkin terjadi, bergantung pada apakah garam tersebut dibentuk dengan asam dan basa kuat atau lemah.
1. Jika kita mengambil garam dari basa kuat dan asam lemah, misalnya K 2 S, maka yang terjadi adalah sebagai berikut. Kalium sulfida berdisosiasi menjadi ion sebagai elektrolit kuat:
K 2 S ⇄ 2K + + S 2-
Bersamaan dengan ini, ia berdisosiasi lemah:
H 2 O ⇄ H + + OH —
Anion belerang S2- adalah anion asam hidrosulfida lemah, yang sulit terdisosiasi. Hal ini mengarah pada fakta bahwa anion S 2- mulai mengikat kation hidrogen dari air ke dirinya sendiri, secara bertahap membentuk gugus berdisosiasi rendah:
S 2- + H + + OH — = HS — + OH —
HS - + H + + OH - = H 2 S + OH -
Karena kation H+ dari air terikat, dan anion OH- tetap ada, reaksi medium menjadi basa. Jadi, selama hidrolisis garam yang dibentuk oleh basa kuat dan asam lemah, reaksi mediumnya selalu bersifat basa.

■ 119.Dengan menggunakan persamaan ionik, jelaskan proses hidrolisis natrium karbonat.

2. Jika kita mengambil garam yang terbentuk dari basa lemah dan asam kuat, misalnya Fe(NO 3) 3, maka bila disosiasi akan terbentuk ion-ion:
Fe(NO 3) 3 ⇄ Fe 3+ + 3NO 3 -
Kation Fe3+ adalah kation dari basa lemah - besi, yang terdisosiasi sangat buruk. Hal ini mengarah pada fakta bahwa kation Fe 3+ mulai mengikat anion OH - dari air, membentuk gugus yang sedikit terdisosiasi:
Fe 3+ + H + + OH - = Fe(OH) 2+ + + H +
dan seterusnya
Fe(OH) 2+ + H + + OH - = Fe(OH) 2 + + H +
Akhirnya, proses tersebut dapat mencapai tahap terakhirnya:
Fe(OH) 2 + + H + + OH - = Fe(OH) 3 + H +
Akibatnya, akan terdapat kelebihan kation hidrogen dalam larutan.
Jadi, selama hidrolisis garam yang dibentuk oleh basa lemah dan asam kuat, reaksi mediumnya selalu bersifat asam.

■ 120. Dengan menggunakan persamaan ionik, jelaskan proses hidrolisis aluminium klorida.

3. Jika suatu garam dibentuk oleh basa kuat dan asam kuat, maka baik kation maupun anionnya tidak mengikat ion air dan reaksinya tetap netral. Hidrolisis praktis tidak terjadi.
4. Jika suatu garam dibentuk oleh basa lemah dan asam lemah, maka reaksi medium bergantung pada derajat disosiasinya. Jika basa dan asam mempunyai nilai yang hampir sama, maka reaksi mediumnya akan netral.

■ 121. Sering terlihat bagaimana selama reaksi pertukaran, alih-alih endapan garam yang diharapkan, endapan logam malah mengendap, misalnya, dalam reaksi antara besi (III) klorida FeCl 3 dan natrium karbonat Na 2 CO 3, bukan Fe 2 (CO 3) 3 terbentuk, tetapi Fe( OH) 3 . Jelaskan fenomena ini.
122. Di antara garam-garam berikut, tunjukkan garam-garam yang mengalami hidrolisis dalam larutan: KNO 3, Cr 2 (SO 4) 3, Al 2 (CO 3) 3, CaCl 2, K 2 SiO 3, Al 2 (SO 3) 3 .

Ciri-ciri sifat garam asam

Garam asam memiliki sifat yang sedikit berbeda. Mereka dapat bereaksi dengan pelestarian dan penghancuran ion asam. Misalnya, reaksi garam asam dengan basa menghasilkan netralisasi garam asam dan penghancuran ion asam, misalnya:
NaHSO4 + KOH = KNaSO4 + H2O
garam ganda
Na + + HSO 4 - + K + + OH - = K + + Na + + SO 2 4 - + H2O
HSO 4 - + OH - = SO 2 4 - + H2O
Penghancuran ion asam dapat direpresentasikan sebagai berikut:
HSO 4 — ⇄ H + + JADI 4 2-
H + + JADI 2 4 - + OH - = JADI 2 4 - + H2O
Ion asam juga hancur ketika bereaksi dengan asam:
Mg(HCO3)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2Co3
Mg 2+ + 2НСО 3 — + 2Н + + 2Сl — = Mg 2+ + 2Сl — + 2Н2O + 2СO2
2HCO 3 - + 2H + = 2H2O + 2CO2
HCO 3 - + H + = H2O + CO2
Netralisasi dapat dilakukan dengan alkali yang sama yang membentuk garam:
NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O
Na + + HSO 4 - + Na + + OH - = 2Na + + SO 4 2- + H2O
HSO 4 - + OH - = SO 4 2- + H2O
Reaksi dengan garam terjadi tanpa penghancuran ion asam:
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaHCO3
Ca 2+ + 2НСО 3 — + 2Na + + СО 2 3 — = CaCO3↓+ 2Na + + 2НСО 3 —
Ca 2+ + CO 2 3 - = CaCO3
■ 123. Tuliskan persamaan reaksi berikut dalam bentuk molekul dan ion:
a) kalium hidrosulfida +;
b) natrium hidrogen fosfat + kalium hidroksida;
c) kalsium dihidrogen fosfat + natrium karbonat;
d) barium bikarbonat + kalium sulfat;
e) kalsium hidrosulfit +.

Memperoleh garam

Berdasarkan sifat-sifat yang dipelajari dari golongan utama zat anorganik, dapat diturunkan 10 metode untuk memperoleh garam.
1. Interaksi logam dengan nonlogam:
2Na + Cl2 = 2NaCl
Hanya garam dari asam bebas oksigen yang dapat diperoleh dengan cara ini. Ini bukan reaksi ionik.
2. Interaksi logam dengan asam:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Fe + 2H + + SO 2 4 - =Fe 2+ + SO 2 4 - + H2
Fe + 2H + = Fe 2+ + H2
3. Interaksi logam dengan garam:
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag↓
u + 2Ag + + 2NO 3 - = Cu 2+ 2NO 3 - + 2Ag↓
Cu + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag
4. Interaksi oksida basa dengan asam:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuO + 2H + + SO 2 4 - = Cu 2+ + SO 2 4 - + H2O
Cu + 2Н + = Cu 2+ + H2O
5. Interaksi oksida basa dengan asam anhidrida:
3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2
Reaksinya tidak bersifat ionik.
6. Interaksi oksida asam dengan basa:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
CO2 + Ca 2+ + 2OH - = CaCO3 + H2O
7, Interaksi asam dengan basa (netralisasi):
HNO3 + KOH = KNO3 + H2O
H + + NO 3 — + K + + OH — = K + + NO 3 — + H2O
H + + OH - = H2O

GARAM, golongan senyawa kimia. Saat ini tidak ada definisi yang diterima secara umum tentang konsep “Garam”, serta istilah “asam dan basa”, yang merupakan produk reaksi yang berupa garam. Garam dapat dianggap sebagai produk penggantian proton hidrogen asam dengan ion logam, NH 4 +, CH 3 NH 3 + dan kation lain atau gugus OH basa dengan anion asam (misalnya Cl -, SO 4 2-) .

Klasifikasi

Produk substitusi lengkapnya adalah garam sedang, misalnya. Na 2 SO 4, MgCl 2, sebagian garam asam atau basa, misalnya KHSO 4, CuСlОН. Ada juga garam sederhana, termasuk satu jenis kation dan satu jenis anion (misalnya NaCl), garam ganda yang mengandung dua jenis kation (misalnya KAl(SO 4) 2 · 12H 2 O), garam campuran, yang mengandung dua jenis residu asam ( misalnya AgClBr). Garam kompleks mengandung ion kompleks, seperti K4.

Sifat fisik

Garam tipikal adalah zat kristal yang berstruktur ionik, misalnya CsF. Ada juga garam kovalen, misalnya AlCl 3. Faktanya, sifat ikatan kimia banyak garam beragam.

Berdasarkan kelarutannya dalam air, mereka membedakan antara garam yang larut, sedikit larut, dan praktis tidak larut. Garam larut mencakup hampir semua garam natrium, kalium dan amonium, banyak nitrat, asetat, dan klorida, kecuali garam logam polivalen yang terhidrolisis dalam air, dan banyak garam asam.

Kelarutan garam dalam air pada suhu kamar

Legenda:

P - zat ini sangat larut dalam air; M - sedikit larut; H - praktis tidak larut dalam air, tetapi mudah larut dalam asam lemah atau encer; RK - tidak larut dalam air dan hanya larut dalam asam anorganik kuat; NK - tidak larut dalam air atau asam; G - terhidrolisis sempurna bila dilarutkan dan tidak ada kontak dengan air. Tanda hubung berarti zat tersebut tidak ada sama sekali.

Dalam larutan air, garam terdisosiasi seluruhnya atau sebagian menjadi ion. Garam dari asam lemah dan/atau basa lemah mengalami hidrolisis. Larutan garam dalam air mengandung ion terhidrasi, pasangan ion, dan bentuk kimia yang lebih kompleks, termasuk produk hidrolisis, dll. Sejumlah garam juga larut dalam alkohol, aseton, Amida asam, dan pelarut organik lainnya.

Dari larutan berair, garam dapat mengkristal dalam bentuk kristal hidrat, dari larutan tidak berair - dalam bentuk kristal solvat, misalnya CaBr 2 3C 2 H 5 OH.

Data tentang berbagai proses yang terjadi dalam sistem air-garam, tentang kelarutan garam dalam keberadaan bersama tergantung pada suhu, tekanan dan konsentrasi, tentang komposisi fase padat dan cair dapat diperoleh dengan mempelajari diagram kelarutan sistem air-garam.

Metode umum sintesis garam.

1. Memperoleh garam sedang:

1) logam dengan nonlogam: 2Na + Cl 2 = 2NaCl

2) logam dengan asam: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3) logam dengan larutan garam dari logam yang kurang aktif Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4) oksida basa dengan oksida asam: MgO + CO 2 = MgCO 3

5) oksida basa dengan asam CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

6) basa dengan oksida asam Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O

7) basa dengan asam: Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O

8) garam dengan asam: MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl

9) larutan basa dengan larutan garam : Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 = 2NaOH + BaSO 4

10) larutan dua garam 3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6NaCl

2. Memperoleh garam asam:

1. Interaksi asam dengan kekurangan basa. KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O

2. Interaksi basa dengan oksida asam berlebih

Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO 3) 2

3. Interaksi garam rata-rata dengan asam Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca(H 2 PO 4) 2

3. Memperoleh garam dasar:

1. Hidrolisis garam yang dibentuk oleh basa lemah dan asam kuat

ZnCl 2 + H 2 O = Cl + HCl

2. Menambahkan (tetes demi tetes) sejumlah kecil basa ke dalam larutan garam logam sedang AlCl 3 + 2NaOH = Cl + 2NaCl

3. Interaksi garam asam lemah dengan garam sedang

2MgCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = 2 CO 3 + CO 2 + 4NaCl

4. Pembuatan garam kompleks:

1. Reaksi garam dengan ligan: AgCl + 2NH 3 = Cl

FeCl 3 + 6KCN] = K 3 + 3KCl

5. Pembuatan garam ganda:

1. Kristalisasi gabungan dua garam:

Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 24H 2 O = 2 + NaCl

4. Reaksi redoks disebabkan oleh sifat kation atau anion. 2KMnO 4 + 16HCl = 2MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 + 8H 2 O

2. Sifat kimia garam asam :

Dekomposisi termal untuk membentuk garam sedang

Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

Interaksi dengan alkali. Mendapatkan garam sedang.

Ba(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = 2BaCO 3 + 2H 2 O

3. Sifat kimia garam basa :

Dekomposisi termal.

2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O

Interaksi dengan asam: pembentukan garam sedang.

Sn(OH)Cl + HCl = SnCl 2 + H 2 O

4. Sifat kimia garam kompleks:

1. Penghancuran kompleks akibat terbentuknya senyawa yang sukar larut:

2Cl + K2S = CuS + 2KCl + 4NH3

2. Pertukaran ligan antara bola luar dan bola dalam.

K 2 + 6H 2 O = Cl 2 + 2KCl

5. Sifat kimia garam ganda:

Interaksi dengan larutan alkali: KCr(SO 4) 2 + 3KOH = Cr(OH) 3 + 2K 2 SO 4

2. Reduksi: KCr(SO 4) 2 + 2H°(Zn, dil. H 2 SO 4) = 2CrSO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 4

Bahan baku untuk produksi industri sejumlah garam - klorida, sulfat, karbonat, borat Na, K, Ca, Mg adalah air laut dan samudera, air garam alami yang terbentuk selama penguapannya, dan endapan garam padat. Untuk kelompok mineral yang membentuk endapan garam sedimen (sulfat dan klorida Na, K dan Mg), digunakan nama konvensional “garam alami”. Deposit garam kalium terbesar terletak di Rusia (Solikamsk), Kanada dan Jerman, deposit bijih fosfat yang kuat berada di Afrika Utara, Rusia dan Kazakhstan, NaNO3 di Chili.

Garam digunakan dalam industri makanan, kimia, metalurgi, kaca, kulit, tekstil, pertanian, kedokteran, dll.

1. Jenis garam utama(oksoborat), garam asam borat: metabolik HBO 2, ortoborat H3 BO 3 dan asam poliboronat tidak diisolasi dalam keadaan bebas. Berdasarkan jumlah atom boron dalam molekulnya, boron dibagi menjadi mono-, di, tetra-, heksaborat, dll. Borat juga disebut berdasarkan asam yang membentuknya dan berdasarkan jumlah mol B 2 O 3 per 1 mol oksida utama. Jadi, berbagai metaborat dapat disebut monoborat jika mengandung anion B(OH) 4 atau anion rantai (BO 2) n n-diborat - jika mengandung anion rantai ganda (B 2 O 3 (OH) 2) n 2n -triborat - jika mengandung anion cincin (B 3 O 6) 3-.

Struktur borat mencakup gugus boron-oksigen - “blok” yang mengandung 1 hingga 6, dan terkadang 9 atom boron, misalnya:

Bilangan koordinasi atom boron adalah 3 (gugus segitiga boron-oksigen) atau 4 (gugus tetrahedral). Gugus boron-oksigen tidak hanya menjadi dasar struktur pulau, tetapi juga struktur yang lebih kompleks - rantai, berlapis, dan rangka terpolimerisasi. Yang terakhir ini terbentuk sebagai hasil eliminasi air dalam molekul borat terhidrasi dan pembentukan ikatan penghubung melalui atom oksigen; prosesnya terkadang disertai dengan putusnya ikatan BO di dalam polianion. Polianion dapat melampirkan gugus samping - tetrahedra atau segitiga boron-oksigen, dimernya atau anion asingnya.

Amonium, alkali, serta logam lain dengan bilangan oksidasi +1 paling sering membentuk metaborat terhidrasi dan anhidrat seperti MBO 2, tetraborat M 2 B 4 O 7, pentaborat MB 5 O 8, serta dekaborat M 4 B 10 O 17 nH 2 O. Alkali tanah dan logam lain dalam keadaan oksidasi + 2 biasanya menghasilkan metaborat terhidrasi, triborat M 2 B 6 O 11 dan heksaborat MB 6 O 10. serta meta-, orto- dan tetraborat anhidrat. Logam dengan bilangan oksidasi +3 dicirikan oleh ortoborat MBO3 terhidrasi dan anhidrat.

Borat adalah zat atau kristal amorf yang tidak berwarna (terutama dengan struktur simetris rendah - monoklinik atau ortorombik). Untuk borat anhidrat, suhu leleh berkisar antara 500 hingga 2000 °C; Titik leleh tertinggi adalah metaborat alkali dan orto- dan metaborat logam alkali tanah. Kebanyakan borat mudah membentuk gelas ketika lelehannya didinginkan. Kekerasan borat terhidrasi pada skala Mohs adalah 2-5, anhidrat - hingga 9.

Monoborat terhidrasi kehilangan air kristalisasi hingga ~180°C, poliborat - pada 300-500°C; Penghapusan air karena gugus OH yang terkoordinasi di sekitar atom boron terjadi hingga ~750°C. Dengan dehidrasi total, zat amorf terbentuk, yang pada 500-800°C dalam banyak kasus mengalami “penataan ulang borat” - kristalisasi, disertai (untuk poliborat) dengan dekomposisi parsial dengan pelepasan B 2 O 3.

Borat dari logam alkali, amonium dan T1(I) larut dalam air (terutama meta- dan pentaborat), dan terhidrolisis dalam larutan air (larutan memiliki reaksi basa). Kebanyakan borat mudah terurai oleh asam, dalam beberapa kasus oleh aksi CO 2 ; dan jadi 2;. Borat alkali tanah dan logam berat berinteraksi dengan larutan alkali, karbonat, dan hidrokarbonat logam alkali. Borat anhidrat secara kimia lebih stabil dibandingkan borat terhidrasi. Dengan beberapa alkohol, khususnya gliserol, borat membentuk kompleks yang larut dalam air. Di bawah pengaruh zat pengoksidasi kuat, khususnya H 2 O 2, atau selama oksidasi elektrokimia, borat diubah menjadi peroksoborat.

Sekitar 100 borat alami diketahui, yang sebagian besar merupakan garam Na, Mg, Ca, Fe.

Borat terhidrasi diperoleh: dengan netralisasi H 3 VO 3 dengan oksida logam, hidroksida atau karbonat; reaksi pertukaran logam alkali borat, paling sering Na, dengan garam logam lain; reaksi transformasi timbal balik dari borat yang sukar larut dengan larutan berair dari borat logam alkali; proses hidrotermal menggunakan logam alkali halida sebagai aditif mineralisasi. Borat anhidrat diperoleh dengan fusi atau sintering B 2 O 3 dengan oksida logam atau karbonat atau dehidrasi hidrat; Kristal tunggal ditumbuhkan dalam larutan borat dalam oksida cair, misalnya Bi 2 O 3.

Borat digunakan: untuk memperoleh senyawa boron lainnya; sebagai komponen pengisi daya dalam produksi kaca, glasir, enamel, keramik; untuk pelapis dan impregnasi tahan api; sebagai komponen fluks untuk pemurnian, pengelasan dan penyolderan logam”; sebagai pigmen dan bahan pengisi untuk cat dan pernis; sebagai mordan pewarna, penghambat korosi, komponen elektrolit, fosfor, dll. Boraks dan kalsium borat paling banyak digunakan.

2. Halida, senyawa kimia halogen dengan unsur lain. Halida biasanya mencakup senyawa yang atom halogennya memiliki keelektronegatifan lebih besar dibandingkan unsur lainnya. Halida tidak dibentuk oleh He, Ne dan Ar. Halida sederhana, atau biner, EXn (n paling sering merupakan bilangan bulat dari 1 untuk monohalida hingga 7 untuk IF 7, dan ReF 7, tetapi dapat juga berupa pecahan, misalnya 7/6 untuk Bi 6 Cl 7) mencakup, khususnya, garam asam hidrohalat dan senyawa interhalogen (misalnya halofluorida). Ada juga halida campuran, polihalida, hidrohalida, oksohalida, oksihalida, hidroksohalida, tiohalida, dan halida kompleks. Bilangan oksidasi halogen dalam halida biasanya -1.

Berdasarkan sifat ikatan unsur-halogen, halida sederhana dibedakan menjadi ionik dan kovalen. Pada kenyataannya, keterkaitan tersebut bersifat campuran dengan dominasi kontribusi satu atau beberapa komponen lainnya. Halida dari logam alkali dan alkali tanah, serta banyak mono dan dihalida dari logam lainnya, adalah garam khas yang sifat ikatan ioniknya mendominasi. Kebanyakan dari bahan-bahan tersebut relatif tahan api, mudah menguap, dan sangat larut dalam air; dalam larutan air hampir seluruhnya terdisosiasi menjadi ion. Trihalida unsur tanah jarang juga memiliki sifat garam. Kelarutan ionik halida dalam air umumnya menurun dari iodida menjadi fluorida. Klorida, bromida dan iodida Ag + , Cu + , Hg + dan Pb 2+ sulit larut dalam air.

Peningkatan jumlah atom halogen dalam logam halida atau rasio muatan logam terhadap jari-jari ionnya menyebabkan peningkatan komponen kovalen ikatan, penurunan kelarutan dalam air dan stabilitas termal halida. , peningkatan volatilitas, peningkatan oksidasi, kemampuan dan kecenderungan hidrolisis. Ketergantungan ini diamati untuk logam halida pada periode yang sama dan serangkaian halida dari logam yang sama. Mereka dapat dengan mudah diamati dengan menggunakan contoh sifat termal. Misalnya, untuk logam halida periode ke-4, titik leleh dan titik didih masing-masing adalah 771 dan 1430°C untuk KC1, 772 dan 1960°C untuk CaCl2, 967 dan 975°C untuk ScCl3, -24,1 dan 136°C untuk TiCl4 . Untuk UF 3 titik lelehnya ~1500°C, UF 4 1036°C, UF 5 348°C, UF 6 64,0°C. Dalam rangkaian senyawa EXn, dengan n konstan, kovalen ikatan biasanya meningkat ketika berpindah dari fluorida ke klorida dan menurun ketika berpindah dari klorida ke bromida dan iodida. Jadi, untuk AlF 3 suhu sublimasinya adalah 1280°C, AlC1 3 180°C, titik didih AlBr 3 254,8°C, AlI 3 407°C. Pada rangkaian ZrF 4 , ZrCl 4 ZrBr 4 , ZrI 4 suhu sublimasi berturut-turut adalah 906, 334, 355 dan 418°C. Pada deret MFn dan MC1n dimana M adalah logam dari satu subgrup, kovalen ikatannya menurun seiring dengan bertambahnya massa atom logam tersebut. Terdapat sedikit logam fluorida dan klorida dengan kontribusi yang kira-kira sama dari komponen ikatan ionik dan kovalen.

Energi ikatan rata-rata unsur-halogen berkurang ketika berpindah dari fluorida ke iodida dan dengan meningkatnya n (lihat tabel).

Banyak logam halida yang mengandung atom O terisolasi atau penghubung (masing-masing okso- dan oksihalida), misalnya vanadium oksotrifluorida VOF 3, niobium dioksifluorida NbO 2 F, tungsten diokso-iodida WO 2 I 2.

Halida kompleks (halologam) mengandung anion kompleks yang atom halogennya merupakan ligan, misalnya kalium heksakloroplatinat(IV) K2, natrium heptafluorotantalat(V), Na, litium heksafluoroarsenat(V). Fluoro-, oksofluoro- dan klormetalat memiliki stabilitas termal terbesar. Berdasarkan sifat ikatannya, senyawa ionik dengan kation NF 4 +, N 2 F 3 +, C1F 2 +, XeF +, dll. mirip dengan halida kompleks.

Banyak halida dicirikan oleh asosiasi dan polimerisasi dalam fase cair dan gas dengan pembentukan ikatan penghubung. Yang paling rentan terhadap hal ini adalah logam halida golongan I dan II, AlCl 3, pentafluorida Sb dan logam transisi, oksofluorida dengan komposisi MOF 4. Halida dengan ikatan logam-ke-logam telah diketahui, mis. Cl-Hg-Hg-Cl.

Sifat fluorida berbeda secara signifikan dari halida lainnya. Akan tetapi, pada halida sederhana, perbedaan ini tidak begitu kentara dibandingkan pada halogen itu sendiri, dan pada halida kompleks, perbedaan tersebut tidak terlalu kentara dibandingkan pada halida sederhana.

Banyak halida kovalen (terutama fluorida) merupakan asam Lewis kuat, misalnya. AsF 5, SbF 5, BF 3, A1C1 3. Fluorida adalah bagian dari superasam. Halida yang lebih tinggi direduksi oleh logam dan hidrogen, misalnya:

5WF 6 + L = 6WF 5

TiCl 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2

UF 6 + H 2 = UF 4 + 2HF

Logam halida golongan V-VIII, kecuali Cr dan Mn, direduksi oleh H2 menjadi logam, misalnya:

WF 6 + ZN 2 = W + 6HF

Banyak halida logam kovalen dan ionik bereaksi satu sama lain membentuk halida kompleks, misalnya:

KS1 + TaCl 5 = K

Halogen yang lebih ringan dapat menggantikan halida yang lebih berat. Oksigen dapat mengoksidasi halida, melepaskan C1 2, Br 2, dan I 2. Salah satu reaksi khas halida kovalen adalah interaksi dengan air (hidrolisis) atau uapnya ketika dipanaskan (pirohidrolisis), yang mengarah pada pembentukan oksida, oksi- atau oksohalida, hidroksida, dan hidrogen halida.

Halida diperoleh langsung dari unsur, melalui reaksi hidrogen halida atau asam hidrohalat dengan unsur, oksida, hidroksida atau garam, serta melalui reaksi pertukaran.

Halida banyak digunakan dalam teknologi sebagai bahan awal untuk produksi halogen, logam alkali dan alkali tanah, sebagai komponen gelas dan bahan anorganik lainnya; mereka adalah produk antara dalam produksi logam langka dan beberapa logam non-besi, U, Si, Ge, dll.

Di alam, halida membentuk kelas mineral terpisah, yang meliputi fluorida (misalnya mineral fluorit, kriolit) dan klorida (silvit, karnalit). Brom dan yodium terdapat dalam beberapa mineral sebagai pengotor isomorfik. Halida dalam jumlah besar ditemukan di air laut dan samudera, garam, dan air garam bawah tanah. Beberapa halida, misalnya NaCl, KC1, CaCl 2, merupakan bagian dari organisme hidup.

3. Karbonat(dari bahasa Latin carbo, gen. carbonis coal), garam asam karbonat. Ada karbonat sedang dengan anion CO 3 2- dan asam, atau hidrokarbonat (bikarbonat lama), dengan anion HCO 3 -. Karbonat adalah zat kristal. Sebagian besar garam logam sedang dalam keadaan oksidasi +2 mengkristal menjadi segi enam. kalsit tipe kisi atau aragonit tipe belah ketupat.

Dari karbonat medium, hanya garam logam alkali, amonium dan Tl(I) yang larut dalam air. Sebagai hasil hidrolisis yang signifikan, larutannya mengalami reaksi basa. Karbonat logam paling sulit larut dalam keadaan oksidasi +2. Sebaliknya, semua bikarbonat sangat larut dalam air. Selama reaksi pertukaran dalam larutan berair antara garam logam dan Na 2 CO 3, endapan karbonat sedang terbentuk jika kelarutannya jauh lebih kecil dibandingkan hidroksida yang bersangkutan. Hal ini berlaku untuk Ca, Sr dan analognya, lantanida, Ag(I), Mn(II), Pb(II) dan Cd(II). Kation yang tersisa, ketika berinteraksi dengan karbonat terlarut sebagai hasil hidrolisis, tidak dapat menghasilkan zat antara, melainkan crabonat basa atau bahkan hidroksida. Crabonat medium yang mengandung kation bermuatan ganda kadang-kadang dapat diendapkan dari larutan berair dengan adanya CO2 berlebih.

Sifat kimia karbonat disebabkan oleh golongan garam anorganik dari asam lemah. Ciri khas karbonat dikaitkan dengan kelarutannya yang buruk, serta ketidakstabilan termal dari kepiting itu sendiri dan H 2 CO 3. Sifat-sifat ini digunakan dalam analisis crabonates, berdasarkan dekomposisinya dengan asam kuat dan penyerapan kuantitatif CO 2 yang dihasilkan oleh larutan alkali, atau berdasarkan pengendapan ion CO 3 2- dari larutan dalam bentuk BaCO 3. Ketika kelebihan CO 2 bekerja pada endapan karbonat sedang, hidrogen karbonat akan terbentuk dalam larutan, contoh: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2. Kehadiran hidrokarbonat dalam air alami menyebabkan kesadahan sementara. Hidrokarbonat, ketika sedikit dipanaskan, bahkan pada suhu rendah, kembali berubah menjadi karbonat sedang, yang bila dipanaskan, terurai menjadi oksida dan CO2. Semakin aktif suatu logam, semakin tinggi suhu penguraian karbonatnya. Jadi, Na 2 CO 3 meleleh tanpa dekomposisi pada 857 °C, dan untuk karbonat Ca, Mg dan A1, tekanan dekomposisi kesetimbangan mencapai 0,1 MPa pada suhu masing-masing 820, 350 dan 100 °C.

Karbonat sangat tersebar luas di alam, hal ini disebabkan adanya partisipasi CO 2 dan H 2 O dalam proses pembentukan mineral. karbonat memainkan peran besar dalam keseimbangan global antara gas CO2 di atmosfer dan CO2 terlarut; dan ion HCO 3 - dan CO 3 2- di hidrosfer dan garam padat di litosfer. Mineral yang paling penting adalah kalsit CaCO 3, magnesit MgCO 3, siderit FeCO 3, smithsonite ZnCO 3 dan beberapa lainnya. Batu kapur terutama terdiri dari sisa-sisa kerangka organisme kalsit atau kalsit, jarang dari aragonit. Karbonat terhidrasi alami dari logam alkali dan Mg (misalnya, MgCO 3 ZH 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O), karbonat ganda [misalnya, dolomit CaMg(CO 3) 2, trona Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 juga dikenal O] dan basa [malachite CuCO 3 Cu(OH) 2, hydrocerussite 2PbCO 3 Pb(OH) 2].

Yang paling penting adalah kalium karbonat, kalsium karbonat dan natrium karbonat. Banyak karbonat alam merupakan bijih logam yang sangat berharga (misalnya karbonat Zn, Fe, Mn, Pb, Cu). Bikarbonat memainkan peran fisiologis yang penting, sebagai zat penyangga yang mengatur keteguhan pH darah.

4. Nitrat, garam asam nitrat HNO 3. Dikenal hampir semua logam; ada baik dalam bentuk garam anhidrat M(NO 3)n (n adalah bilangan oksidasi logam M) dan dalam bentuk kristal hidrat M(NO 3)n xH 2 O (x = 1-9). Dari larutan berair pada suhu mendekati suhu kamar, hanya logam alkali nitrat yang mengkristal sebagai anhidrat, sisanya - dalam bentuk kristal hidrat. Sifat fisikokimia nitrat anhidrat dan terhidrasi dari logam yang sama bisa sangat berbeda.

Senyawa kristal anhidrat dari unsur d nitrat berwarna. Secara konvensional, nitrat dapat dibagi menjadi senyawa dengan jenis ikatan kovalen yang dominan (garam Be, Cr, Zn, Fe dan logam transisi lainnya) dan dengan jenis ikatan yang didominasi ionik (garam logam alkali dan alkali tanah). Nitrat ionik dicirikan oleh stabilitas termal yang lebih tinggi, dominasi struktur kristal dengan simetri lebih tinggi (kubik) dan tidak adanya pemisahan pita ion nitrat dalam spektrum IR. Nitrat kovalen memiliki kelarutan lebih tinggi dalam pelarut organik, stabilitas termal lebih rendah, dan spektrum IR-nya lebih kompleks; Beberapa nitrat kovalen mudah menguap pada suhu kamar, dan ketika dilarutkan dalam air, sebagian akan terurai, melepaskan nitrogen oksida.

Semua nitrat anhidrat menunjukkan sifat pengoksidasi yang kuat karena adanya ion NO 3 -, sedangkan kemampuan oksidasinya meningkat ketika berpindah dari nitrat ionik ke nitrat kovalen. Yang terakhir terurai pada kisaran 100-300°C, ionik - pada 400-600°C (NaNO 3, KNO 3 dan beberapa lainnya meleleh ketika dipanaskan). Produk dekomposisi dalam fase padat dan cair. berturut-turut adalah nitrit, oksinrat dan oksida, kadang-kadang logam bebas (bila oksida tidak stabil, misalnya Ag 2 O), dan dalam fase gas - NO, NO 2, O 2 dan N 2. Komposisi produk dekomposisi tergantung pada sifat logam dan bilangan oksidasinya, laju pemanasan, suhu, komposisi lingkungan gas dan kondisi lainnya. NH 4 NO 3 meledak, dan bila dipanaskan dengan cepat dapat terurai dengan ledakan, sehingga terbentuk N 2, O 2 dan H 2 O; bila dipanaskan perlahan, ia terurai menjadi N 2 O dan H 2 O.

Ion NO 3 - bebas dalam fasa gas mempunyai struktur geometri segitiga sama sisi dengan atom N di tengahnya, sudut ONO ~ 120° dan panjang ikatan N-O 0,121 nm. Dalam kristal dan gas nitrat, ion NO 3 - terutama mempertahankan bentuk dan ukurannya, yang menentukan ruang dan struktur nitrat. Ion NO 3 - dapat bertindak sebagai ligan mono-, bi-, tridentat atau penghubung, oleh karena itu nitrat dicirikan oleh berbagai jenis struktur kristal.

Logam transisi dalam keadaan oksidasi tinggi karena sterik. Nitrat anhidrat tidak dapat membentuk kesulitan apa pun, dan dicirikan oleh oksonitrat, misalnya UO 2 (NO 3) 2, NbO(NO 3) 3. Nitrat membentuk sejumlah besar garam ganda dan kompleks dengan ion NO 3 - di bola bagian dalam. Dalam media berair, sebagai hasil hidrolisis, kation logam transisi membentuk hidroksonitrat (nitrat basa) dengan komposisi bervariasi, yang juga dapat diisolasi dalam keadaan padat.

Nitrat terhidrasi berbeda dari nitrat anhidrat karena dalam struktur kristalnya, ion logam dalam banyak kasus berasosiasi dengan molekul air dan bukan dengan ion NO3. Oleh karena itu, mereka lebih larut dalam air daripada nitrat anhidrat, tetapi kurang larut dalam pelarut organik; mereka adalah oksidator yang lebih lemah dan meleleh secara tidak selaras dalam air kristalisasi pada kisaran 25-100°C. Ketika nitrat terhidrasi dipanaskan, nitrat anhidrat biasanya tidak terbentuk, tetapi termolisis terjadi dengan pembentukan hidroksonitrat dan kemudian oksonitrat dan oksida logam.

Dalam banyak sifat kimianya, nitrat mirip dengan garam anorganik lainnya. Ciri khas nitrat adalah karena kelarutannya yang sangat tinggi dalam air, stabilitas termal yang rendah, dan kemampuannya untuk mengoksidasi senyawa organik dan anorganik. Ketika nitrat direduksi, campuran produk yang mengandung nitrogen NO 2 , NO, N 2 O, N 2 atau NH 3 terbentuk dengan dominasi salah satunya, tergantung pada jenis zat pereduksi, suhu, reaksi lingkungan. dan faktor lainnya.

Metode industri untuk memproduksi nitrat didasarkan pada penyerapan NH 3 oleh larutan HNO 3 (untuk NH 4 NO 3) atau pada penyerapan gas nitrogen (NO + NO 2) oleh larutan alkali atau karbonat (untuk nitrat logam alkali, Ca, Mg, Ba), serta berbagai reaksi pertukaran garam logam dengan HNO 3 atau logam alkali nitrat. Di laboratorium, untuk memperoleh nitrat anhidrat, digunakan reaksi logam transisi atau senyawanya dengan cairan N 2 O 4 dan campurannya dengan pelarut organik atau reaksi dengan N 2 O 5.

Nitrat Na, K (natrium dan kalium nitrat) ditemukan dalam bentuk endapan alami.

Nitrat digunakan di banyak industri. Amonium nitrit (amonium nitrat) adalah pupuk utama yang mengandung nitrogen; Logam alkali nitrat dan Ca juga digunakan sebagai pupuk. Nitrat adalah komponen bahan bakar roket, komposisi kembang api, larutan etsa untuk mewarnai kain; Mereka digunakan untuk pengerasan logam, pengawetan makanan, sebagai obat-obatan dan untuk produksi oksida logam.

Nitrat bersifat racun. Mereka menyebabkan edema paru, batuk, muntah, gagal jantung akut, dll. Dosis nitrat yang mematikan bagi manusia adalah 8-15 g, asupan harian yang diperbolehkan adalah 5 mg/kg. Untuk jumlah nitrat Na, K, Ca, NH3 MPC: dalam air 45 mg/l", di tanah 130 mg/kg (kelas bahaya 3); dalam sayuran dan buah-buahan (mg/kg) - kentang 250, kubis putih akhir 500, wortel akhir 250, bit 1400, bawang bombay 80, zucchini 400, melon 90, semangka, anggur, apel, pir 60. Kegagalan untuk mematuhi rekomendasi agroteknik, penggunaan pupuk yang berlebihan secara tajam meningkatkan kandungan nitrat dalam produk pertanian, limpasan permukaan dari ladang (40-5500 mg/l), air tanah.

5. Nitrit, garam asam nitrat HNO 2. Nitrit dari logam alkali dan amonium digunakan terutama, dan lebih sedikit - dari logam alkali tanah dan logam Zd, Pb dan Ag. Hanya ada sedikit informasi tentang nitrit dari logam lain.

Nitrit logam dalam keadaan oksidasi +2 membentuk kristal hidrat dengan satu, dua atau empat molekul air. Nitrit membentuk garam rangkap dua dan rangkap tiga, mis. CsNO 2 AgNO 2 atau Ba(NO 2) 2 Ni(NO 2) 2 2KNO 2, serta senyawa kompleks misalnya Na 3.

Struktur kristal hanya diketahui memiliki sedikit nitrit anhidrat. Anion NO2 memiliki konfigurasi nonlinier; Sudut ONO 115°, panjang ikatan H-O 0,115 nm; jenis ikatan M-NO 2 adalah ionik-kovalen.

Nitrit K, Na, Ba larut dengan baik dalam air, nitrit Ag, Hg, Cu sulit larut. Dengan meningkatnya suhu, kelarutan nitrit meningkat. Hampir semua nitrit sulit larut dalam alkohol, eter, dan pelarut polar rendah.

Nitrit tidak stabil secara termal; Hanya nitrit dari logam alkali yang meleleh tanpa dekomposisi; nitrit dari logam lain terurai pada suhu 25-300 °C. Mekanisme penguraian nitrit sangat kompleks dan mencakup sejumlah reaksi berurutan paralel. Produk dekomposisi gas utama adalah NO, NO 2, N 2 dan O 2, oksida logam padat atau unsur logam. Pelepasan gas dalam jumlah besar menyebabkan dekomposisi eksplosif beberapa nitrit, misalnya NH 4 NO 2, yang terurai menjadi N 2 dan H 2 O.

Ciri khas nitrit dikaitkan dengan ketidakstabilan termal dan kemampuan ion nitrit untuk menjadi zat pengoksidasi dan pereduksi, bergantung pada lingkungan dan sifat reagen. Dalam lingkungan netral, nitrit biasanya direduksi menjadi NO; dalam lingkungan asam, nitrit dioksidasi menjadi nitrat. Oksigen dan CO 2 tidak berinteraksi dengan nitrit padat dan larutan berairnya. Nitrit mendorong penguraian zat organik yang mengandung nitrogen, khususnya amina, Amida, dll. Dengan halida organik RXH. bereaksi membentuk senyawa nitrit RONO dan nitro RNO 2 .

Produksi industri nitrit didasarkan pada penyerapan gas nitrous (campuran NO + NO 2) dengan larutan Na 2 CO 3 atau NaOH dengan kristalisasi berurutan NaNO 2; Nitrit dari logam lain diperoleh di industri dan laboratorium melalui reaksi pertukaran garam logam dengan NaNO 2 atau dengan reduksi nitrat dari logam tersebut.

Nitrit digunakan untuk sintesis pewarna azo, dalam produksi kaprolaktam, sebagai zat pengoksidasi dan zat pereduksi dalam industri karet, tekstil dan pengerjaan logam, sebagai pengawet makanan. Nitrit, seperti NaNO 2 dan KNO 2, bersifat racun, menyebabkan sakit kepala, muntah, depresi pernapasan, dll. Ketika NaNO 2 diracuni, methemoglobin terbentuk di dalam darah dan membran sel darah merah rusak. Nitrosamin dapat dibentuk dari NaNO 2 dan amina langsung di saluran pencernaan.

6. sulfat, garam asam sulfat. Diketahui sulfat sedang dengan anion SO 4 2-, atau hidrosulfat, dengan anion HSO 4 - basa, mengandung, bersama dengan anion SO 4 2-, gugus OH, misalnya Zn 2 (OH) 2 SO 4. Ada juga sulfat ganda yang mengandung dua kation berbeda. Ini termasuk dua kelompok besar sulfat - tawas, serta schenites M 2 E (SO 4) 2 6H 2 O, di mana M adalah kation bermuatan tunggal, E adalah Mg, Zn dan kation bermuatan ganda lainnya. Dikenal tripel sulfat K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 2H 2 O (mineral polihalit), sulfat basa ganda, misalnya mineral golongan alunit dan jarosit M 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH 3 dan M 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 4Fe(OH) 3, dimana M adalah kation bermuatan tunggal. Sulfat dapat menjadi bagian dari garam campuran, misalnya 2Na 2 SO 4 Na 2 CO 3 (mineral berkeite), MgSO 4 KCl 3H 2 O (kainit) .

Sulfat adalah zat kristal, sedang dan asam dalam banyak kasus, sangat larut dalam air. Kalsium sulfat, strontium, timbal dan beberapa lainnya sedikit larut; BaSO 4 dan RaSO 4 praktis tidak larut. Sulfat basa biasanya sulit larut atau praktis tidak larut, atau dihidrolisis oleh air. Dari larutan berair, sulfat dapat mengkristal dalam bentuk kristal hidrat. Kristal hidrat dari beberapa logam berat disebut vitriol; tembaga sulfat CuSO 4 5H 2 O, besi sulfat FeSO 4 7H 2 O.

Rata-rata logam alkali sulfat stabil secara termal, sedangkan sulfat asam terurai ketika dipanaskan, berubah menjadi pirosulfat: 2KHSO 4 = H 2 O + K 2 S 2 O 7. Sulfat sedang dari logam lain, serta sulfat basa, bila dipanaskan hingga suhu yang cukup tinggi, biasanya terurai dengan pembentukan oksida logam dan pelepasan SO 3.

Sulfat tersebar luas di alam. Terdapat dalam bentuk mineral, misalnya gipsum CaSO 4 H 2 O, mirabilite Na 2 SO 4 · 10H 2 O, serta terdapat pada air laut dan sungai.

Banyak sulfat dapat diperoleh melalui interaksi H 2 SO 4 dengan logam, oksida dan hidroksidanya, serta penguraian garam asam yang mudah menguap dengan asam sulfat.

Sulfat anorganik banyak digunakan. Misalnya, amonium sulfat adalah pupuk nitrogen, natrium sulfat digunakan dalam industri kaca, kertas, produksi viscose, dll. Mineral sulfat alami adalah bahan baku untuk produksi industri senyawa berbagai logam, bahan bangunan, dll.

7. Sulfit, garam asam sulfat H 2 SO 3. Ada sulfit sedang dengan anion SO 3 2- dan asam (hidrosulfit) dengan anion HSO 3 -. Sulfit sedang adalah zat kristal. Amonium dan sulfit logam alkali sangat larut dalam air; kelarutan (g dalam 100 g): (NH 4) 2 SO 3 40,0 (13 °C), K 2 SO 3 106,7 (20 °C). Hidrosulfit terbentuk dalam larutan air. Sulfit dari alkali tanah dan beberapa logam lainnya praktis tidak larut dalam air; kelarutan MgSO 3 1 g dalam 100 g (40°C). Kristal hidrat yang diketahui (NH 4) 2 SO 3 H 2 O, Na 2 SO 3 7H 2 O, K 2 SO 3 2H 2 O, MgSO 3 6H 2 O, dll.

Sulfit anhidrat, bila dipanaskan tanpa akses ke udara dalam bejana tertutup, terurai secara tidak proporsional menjadi sulfida dan sulfat; bila dipanaskan dalam arus N 2, mereka kehilangan SO 2, dan bila dipanaskan di udara, mereka mudah teroksidasi menjadi sulfat. Dengan SO 2 dalam lingkungan berair, sulfit sedang membentuk hidrosulfit. Sulfit adalah zat pereduksi yang relatif kuat; mereka dioksidasi dalam larutan dengan klorin, brom, H 2 O 2, dll. menjadi sulfat. Mereka terurai dengan asam kuat (misalnya HC1) dengan pelepasan SO 2.

Hidrosulfit kristal dikenal dengan K, Rb, Cs, NH 4+, tidak stabil. Hidrosulfit yang tersisa hanya ada dalam larutan air. Massa jenis NH 4 HSO 3 2,03 g/cm 3 ; kelarutan dalam air (g dalam 100 g): NH 4 HSO 3 71,8 (0 °C), KHSO 3 49 (20 °C).

Ketika kristal hidrosulfit Na atau K dipanaskan atau ketika larutan pulp yang padat dijenuhkan dengan SO 2 M 2 SO 3, pirosulfit (usang - metabisulfit) M 2 S 2 O 5 terbentuk - garam dari asam pirosulfat bebas yang tidak diketahui H 2 S 2 HAI 5; kristal, tidak stabil; massa jenis (g/cm3): Na 2 S 2 O 5 1,48, K 2 S 2 O 5 2,34; di atas ~ 160 °C mereka terurai dengan pelepasan SO 2; larut dalam air (dengan penguraian menjadi HSO 3 -), kelarutan (g dalam 100 g): Na 2 S 2 O 5 64.4, K 2 S 2 O 5 44.7; membentuk hidrat Na 2 S 2 O 5 7H 2 O dan ZK 2 S 2 O 5 2H 2 O; agen pereduksi.

Sulfit logam alkali sedang dibuat dengan mereaksikan larutan berair M 2 CO 3 (atau MOH) dengan SO 2, dan MSO 3 dengan melewatkan SO 2 melalui suspensi berair MCO 3; Mereka terutama menggunakan SO 2 dari gas buang produksi asam sulfat kontak. Sulfit digunakan dalam pemutihan, pewarnaan dan pencetakan kain, serat, kulit untuk konservasi biji-bijian, pakan hijauan, pakan limbah industri (NaHSO 3,

Na 2 S 2 O 5). CaSO 3 dan Ca(HSO 3) 2 merupakan disinfektan dalam industri pembuatan anggur dan gula. NaHSO 3, MgSO 3, NH 4 HSO 3 - komponen cairan sulfit selama pembuatan pulp; (NH 4) 2 SO 3 - penyerap SO 2; NaHSO 3 merupakan penyerap H 2 S dari gas limbah industri, zat pereduksi dalam produksi pewarna belerang. K 2 S 2 O 5 - komponen fiksatif asam dalam fotografi, antioksidan, antiseptik.

Metode untuk memisahkan campuran

1. Filtrasi, pemisahan sistem tidak homogen partikel cair - padat (suspensi) dan gas - partikel padat menggunakan partisi filter berpori (FP), yang memungkinkan cairan atau gas melewatinya, tetapi menahan partikel padat. Kekuatan pendorong proses ini adalah perbedaan tekanan di kedua sisi transisi fase.

Saat memisahkan suspensi, partikel padat biasanya membentuk lapisan sedimen basah pada FP, yang bila perlu dicuci dengan air atau cairan lain, dan juga didehidrasi dengan meniupkan udara atau gas lain ke dalamnya. Filtrasi dilakukan pada perbedaan tekanan konstan atau pada kecepatan proses konstan w (jumlah filtrat per m 3 yang melewati 1 m 2 permukaan FP per satuan waktu). Dengan perbedaan tekanan yang konstan, suspensi disuplai ke filter di bawah tekanan vakum atau berlebih, serta oleh pompa piston; Saat menggunakan pompa sentrifugal, perbedaan tekanan meningkat dan kecepatan proses menurun.

Tergantung pada konsentrasi suspensi, beberapa jenis filtrasi dibedakan. Pada konsentrasi lebih dari 1% terjadi filtrasi dengan terbentuknya endapan, dan pada konsentrasi kurang dari 0,1% terjadi penyumbatan pori-pori FP (klarifikasi cairan). Jika lapisan sedimen yang cukup padat tidak terbentuk pada FP dan partikel padat masuk ke dalam filtrat, saring menggunakan bahan pembantu yang terdispersi halus (tanah diatom, perlit), yang sebelumnya diaplikasikan pada FP atau ditambahkan ke suspensi. Pada konsentrasi awal kurang dari 10%, pemisahan sebagian dan pengentalan suspensi dimungkinkan.

Ada filter kontinu dan periodik. Untuk yang terakhir, tahapan pekerjaan utama adalah penyaringan, pencucian sedimen, pengeringan dan pembongkaran. Dalam hal ini, optimasi berdasarkan kriteria produktivitas terbesar dan biaya terendah dapat diterapkan. Jika pencucian dan dewatering tidak dilakukan, dan hambatan hidrolik partisi dapat diabaikan, maka produktivitas terbesar dicapai bila waktu penyaringan sama dengan durasi operasi tambahan.

Dapat digunakan FP fleksibel yang terbuat dari katun, wol, kain sintetis, dan kaca, serta FP non-anyaman yang terbuat dari serat alami dan sintetis serta serat tidak fleksibel - keramik, cermet, dan busa. Arah pergerakan filtrat dan gaya gravitasi bisa berlawanan, berimpit, atau saling tegak lurus.

Desain filter bervariasi. Salah satu yang paling umum adalah filter vakum drum berputar (lihat gambar) yang bekerja terus menerus, di mana arah pergerakan filtrat dan gaya gravitasi berlawanan. Bagian alat distribusi menghubungkan zona I dan II dengan sumber vakum dan zona III dan IV dengan sumber udara tekan. Filtrat dan cairan pencuci dari zona I dan II masuk ke wadah terpisah. Mesin penyaring berkala otomatis dengan ruang horizontal, kain penyaring dalam bentuk sabuk tak berujung, dan membran elastis untuk mengeringkan lumpur dengan cara pengepresan juga telah tersebar luas. Ia melakukan operasi bergantian antara ruang pengisian dengan suspensi, penyaringan, pencucian dan pengeringan sedimen, pemutusan ruang yang berdekatan dan pembuangan sedimen.

2. Kristalisasi pecahan

Jenis kristalisasi fraksional berikut ini dibedakan: massa, pada permukaan yang didinginkan, terarah, zona leleh.

Kristalisasi massal. Metode ini terdiri dari perolehan sejumlah besar kristal secara bersamaan di seluruh volume peralatan. Industri telah menerapkan beberapa opsi untuk kristalisasi massal, yang dilakukan dalam peralatan yang beroperasi secara berkala atau terus menerus: peralatan kapasitif, dilengkapi dengan jaket pendingin eksternal atau kumparan internal dan seringkali perangkat pencampur; tubular, scraper, disk, sekrup, dll. Karena kurangnya metode perhitungan, parameter a e selama kristalisasi massa ditemukan secara eksperimental.

Kristalisasi dengan perpindahan panas melalui dinding. Jika terjadi lelehan, prosesnya dilakukan dengan mendinginkannya. Selama kristalisasi larutan, pilihan mode proses ditentukan terutama oleh sifat ketergantungan kelarutan zat pada suhu. Jika kelarutan suatu zat sedikit berubah terhadap suhu (misalnya, NaCI dalam air), kristalisasi dilakukan dengan penguapan sebagian atau hampir seluruhnya dari larutan jenuh pada suhu konstan (kristalisasi isotermal). Zat yang kelarutannya sangat bergantung pada suhu (misalnya KNO 3 dalam air) dikristalkan dengan mendinginkan larutan panas, sedangkan jumlah awal pelarut yang terkandung dalam cairan induk tidak berubah dalam sistem (kristalisasi isohidrik). Kristal yang dihasilkan, tergantung pada sifat, bentuk dan kondisi prosesnya, menangkap sejumlah larutan induk yang berbeda. Kandungannya dalam fase padat berupa inklusi pada pori-pori, retakan dan rongga sangat bergantung pada cara pemisahan kristal dan cairan induk. Jadi, ketika memisahkan kristal pada filter vakum drum, konsentrasi larutan induk di dalamnya adalah 10-30%, pada filter centrifuge - 3-10%.

Keuntungan utama dari proses ini: produktivitas tinggi, kurangnya kontak antara campuran yang dipisahkan dan zat pendingin, kesederhanaan desain perangkat keras; kerugian: koefisien perpindahan panas yang relatif rendah, pengerasan permukaan pendingin, penangkapan larutan induk yang besar oleh kristal, kebutuhan untuk memasang peralatan tambahan untuk memisahkan fase padat dan cair, hasil produk kristal yang tidak mencukupi. Contoh aplikasi: pembuatan klorida K dan Na dari sylvinite, pemisahan isomer xilena.

3. Penguapan dilakukan untuk memekatkan larutan, mengisolasi zat terlarut atau memperoleh pelarut murni. Sebagian besar larutan berair mengalami penguapan. Pendingin yang paling sering adalah uap air (tekanan 1,0-1,2 MPa), yang disebut pemanasan, atau primer; Uap yang terbentuk pada saat larutan mendidih disebut uap sekunder. Kekuatan pendorong penguapan, perbedaan suhu antara uap pemanas dan larutan mendidih, disebut berguna. Perbedaan suhu antara steam primer dan sekunder selalu lebih kecil. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa larutan mendidih pada suhu yang lebih tinggi daripada pelarut murni (fisikokimia, atau konsentrasi, depresi). Selain itu, titik didih larutan meningkat karena tekanan yang lebih tinggi di dalam larutan dibandingkan di ruang uap. Alasan peningkatan tekanan: tekanan hidrostatik larutan; hambatan hidrolik ketika campuran mendidih (uap-cair); peningkatan kecepatan pergerakan campuran ini karena fakta bahwa ia menempati volume yang jauh lebih besar daripada larutan aslinya (masing-masing depresi hidrostatik, hidrolik, dan inersia).

Untuk penguapan, perangkat yang beroperasi di bawah tekanan atau vakum digunakan. Elemen utamanya: ruang pemanas; pemisah untuk memisahkan campuran uap-cair untuk mengumpulkan larutan pekat; pipa sirkulasi tempat larutan kembali dari separator ke ruang (dengan penguapan berulang). Desain peralatan ditentukan terutama oleh komposisi, sifat fisikokimia, tingkat konsentrasi larutan yang diperlukan, kecenderungannya untuk membentuk kerak dan busa (kerak secara tajam mengurangi koefisien perpindahan panas, mengganggu sirkulasi larutan dan dapat menyebabkan korosi pada sambungan las, dan harga yang mahal meningkatkan perpindahan larutan melalui feri sekunder).

Yang paling umum adalah perangkat vertikal dengan ruang pemanas berbentuk tabung, yang permukaan pemanasnya mencapai 1.250 m 2. Dalam perangkat seperti itu, solusinya ada di dalam pipa, dan uap pemanas berada di ruang antar-tabung ruangan. Sirkulasi larutan di dalamnya bisa alami atau dipaksakan, dibuat oleh pompa khusus.

Penguapan larutan tak jenuh dengan viskositas rendah (l hingga 6-8 mPa -s) dari garam yang sangat larut yang tidak mengendap selama pemekatan (misalnya, NaNO 2, NaNO 3, NH 4 NO 3, KC1) dan tidak membentuk kerak biasanya dilakukan dalam alat evaporasi dengan sirkulasi alami, di dalam tabung pemanas yang larutannya tidak hanya memanas, tetapi juga mendidih. Untuk menguapkan larutan zat yang sukar larut yang mengendap pada konsentrasi [misalnya, CaCO 3, CaSO 4, Mg(OH) 2, Na aluminosilikat], serta untuk desalinasi air laut, digunakan peralatan yang di atas ruang pemanasnya sistem sirkulasi pengangkat tambahan dipasang pipa yang menyediakan sirkulasi alami berkecepatan tinggi. Untuk menguapkan produk yang sangat berbusa dan peka terhadap panas, misalnya dalam produksi ragi, enzim, antibiotik, jus buah, kopi instan, digunakan evaporator film vertikal, di mana konsentrasi terjadi sebagai hasil dari satu gerakan lapisan tipis ( film) larutan bersama dengan uap sekunder sepanjang tabung dengan panjang 6-8 m (permukaan pemanas hingga 2200 m2). Keunggulan perangkat ini: tidak adanya efek hidrostatik, ketahanan hidrolik rendah, koefisien perpindahan panas tinggi, produktivitas tinggi dengan volume yang relatif kecil

4. Sentrifugasi, pemisahan suspensi, emulsi dan sistem tiga komponen (emulsi yang mengandung fase padat) di bawah pengaruh gaya sentrifugal. Ini digunakan untuk mengisolasi fraksi dari suspensi dan emulsi, serta untuk menentukan berat molekul polimer dan analisis dispersi.

Sentrifugasi dilakukan dengan menggunakan mesin khusus – sentrifugal, yang bagian utamanya berupa rotor (drum) yang berputar dengan kecepatan tinggi pada porosnya, sehingga menciptakan medan gaya sentrifugal hingga 20.000 g pada sentrifugal industri dan hingga 350.000 g pada sentrifugal industri. sentrifugal laboratorium (g - percepatan jatuh bebas). Sentrifugasi dapat dilakukan menurut prinsip sedimentasi atau filtrasi, masing-masing, dalam sentrifugal dengan rotor padat atau berlubang yang dilapisi dengan bahan filter. Ada dua jenis sentrifugal: 1) aksi periodik, di mana suspensi dimasukkan ke tengah, bagian dari rotor berongga selama putarannya; partikel padat mengendap di permukaan bagian dalam rotor dan dikeluarkan darinya melalui saluran khusus nozel atau melalui celah yang dibuka secara berkala, cairan yang diklarifikasi (sentrat) dikeluarkan dari bagian atas; 2) aksi kontinu, di mana suspensi diumpankan sepanjang sumbu rotor berongga, dan sedimen yang dihasilkan diturunkan menggunakan sekrup yang berputar di dalam rotor dengan kecepatan yang sedikit berbeda dari kecepatan rotor (Gbr. 1).

Sentrifugasi berdasarkan prinsip filtrasi paling sering digunakan untuk memisahkan suspensi dan lumpur dengan kandungan fase cair yang relatif rendah dan dilakukan dalam mesin yang beroperasi secara siklis. Suspensi dimasukkan ke dalam rotor yang berputar terus menerus dalam beberapa bagian; Setelah sebagian rotor terisi sedimen, suplai suspensi dihentikan, fasa cair diperas, dan sedimen dipotong dengan pisau dan dibuang. Sentrifugal dengan pembongkaran sedimen berdenyut menggunakan pendorong (piston bergetar, dengan piston berdenyut) juga digunakan, serta dengan pembongkaran hidrolik, ketika fase padat terkondensasi dikeluarkan dari rotor yang dilengkapi dengan paket pelat berbentuk kerucut melalui nozel.

Referensi

Bab. editor I.L. orang-orang Knunyan. Kamus ensiklopedis besar Kimia. Moskow 1998

Bab. editor I.L. orang-orang Knunyan. Ensiklopedia kimia. Moskow1998

N.Ya.Loginov, A.G.Voskresensky, I.S.Solodin. Kimia analitik. Moskow 1979

R.A.Lidin. Buku Pegangan Kimia Umum dan Anorganik. Moskow 1997

R. A. Lidin, V. A. Molochko, L. L. Andreeva. Sifat kimia zat anorganik. Moskow 1997

A. V. Suvorov, A. A. Kartsafa dan lain-lain. Dunia transformasi kimia yang menakjubkan. Sankt Peterburg 1998

E.V.Barkovsky. Pengantar kimia unsur biogenik dan analisis kimia. Minsk 1997

Yang terdiri dari anion (residu asam) dan kation (atom logam). Dalam kebanyakan kasus, ini adalah zat kristal dengan berbagai warna dan kelarutan berbeda dalam air. Perwakilan paling sederhana dari golongan senyawa ini adalah (NaCl).

Garam dibagi menjadi asam, normal dan basa.

Normal (sedang) terbentuk ketika semua atom hidrogen dalam asam digantikan oleh atom logam atau ketika semua gugus hidroksil basa digantikan oleh residu asam dari asam (misalnya, MgSO4, Mg (CH3COO) 2). Selama disosiasi elektrolitik, mereka terurai menjadi anion logam bermuatan positif dan residu asam bermuatan negatif.

Sifat kimia garam golongan ini:

Terurai bila terkena suhu tinggi;

Mengalami hidrolisis (interaksi dengan air);

Mereka masuk ke dalam reaksi pertukaran dengan asam, garam dan basa lainnya. Perlu diingat beberapa ciri reaksi ini:

Reaksi dengan asam hanya terjadi jika asam tersebut berbeda dengan asam asal garamnya;

Reaksi dengan basa terjadi ketika zat yang tidak larut terbentuk;

Larutan garam bereaksi dengan logam jika berada pada rangkaian tegangan elektrokimia di sebelah kiri logam yang merupakan bagian dari garam;

Senyawa garam dalam larutan berinteraksi satu sama lain jika terbentuk produk metabolisme yang tidak larut;

Redoks, yang dapat dikaitkan dengan sifat-sifat kation atau anion.

Garam asam diperoleh ketika hanya sebagian atom hidrogen dalam asam yang digantikan oleh atom logam (misalnya, NaHSO4, CaHPO4). Selama disosiasi elektrolitik, mereka membentuk kation hidrogen dan logam, anion dari residu asam, oleh karena itu sifat kimia garam golongan ini meliputi ciri-ciri senyawa garam dan asam sebagai berikut:

Mengalami dekomposisi termal dengan pembentukan garam sedang;

Bereaksi dengan alkali membentuk garam biasa.

Garam basa diperoleh ketika hanya sebagian gugus hidroksil basa yang digantikan oleh residu asam dari asam (misalnya, Cu (OH) atau Cl, Fe (OH) CO3). Senyawa tersebut berdisosiasi menjadi kation logam dan anion hidroksil dan asam. Sifat-sifat kimia garam golongan ini meliputi sifat-sifat kimia yang khas baik dari zat garam maupun basa secara bersamaan:

Ditandai dengan dekomposisi termal;

Berinteraksi dengan asam.

Ada juga konsep kompleks dan

Yang kompleks mengandung anion atau kation kompleks. Sifat kimia garam jenis ini meliputi reaksi penghancuran kompleks yang disertai dengan pembentukan senyawa yang sukar larut. Selain itu, mereka mampu bertukar ligan antara bola dalam dan luar.

Yang ganda mempunyai dua kation yang berbeda dan dapat bereaksi dengan larutan alkali (reaksi reduksi).

Metode untuk memperoleh garam

Zat-zat tersebut dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut:

Interaksi asam dengan logam yang mampu menggantikan atom hidrogen;

Dalam reaksi basa dan asam, ketika gugus hidroksil basa ditukar dengan residu asam dari asam;

Aksi asam pada amfoter dan garam atau logam;

Aksi basa pada oksida asam;

Reaksi antara oksida asam dan basa;

Interaksi garam satu sama lain atau dengan logam;

Memperoleh garam dari reaksi logam dengan nonlogam;

Senyawa garam asam diperoleh dengan mereaksikan garam rata-rata dengan asam dengan nama yang sama;

Zat garam dasar diperoleh dengan mereaksikan garam dengan sedikit alkali.

Jadi, garam dapat diperoleh dengan berbagai cara, karena terbentuk sebagai hasil dari berbagai reaksi kimia antara berbagai zat dan senyawa anorganik.

Ilmu kimia modern mewakili banyak cabang yang berbeda, dan masing-masing cabang, selain landasan teorinya, memiliki signifikansi terapan dan praktis yang besar. Apapun yang Anda sentuh, segala sesuatu di sekitar Anda adalah produk kimia. Bagian utamanya adalah kimia anorganik dan organik. Mari kita perhatikan golongan utama zat apa yang diklasifikasikan sebagai anorganik dan sifat apa yang dimilikinya.

Kategori utama senyawa anorganik

Ini termasuk yang berikut:

1. Oksida.
2. Garam.
3. Alasan.
4. Asam.

Masing-masing kelas diwakili oleh berbagai macam senyawa yang bersifat anorganik dan penting dalam hampir semua struktur aktivitas ekonomi dan industri manusia. Semua sifat utama yang menjadi ciri senyawa ini, keberadaannya di alam dan produksinya dipelajari dalam kursus kimia sekolah tanpa gagal, di kelas 8-11.

Ada tabel umum oksida, garam, basa, asam, yang menyajikan contoh masing-masing zat dan keadaan agregasi serta kejadiannya di alam. Interaksi yang menggambarkan sifat kimia juga ditampilkan. Namun, kita akan melihat masing-masing kelas secara terpisah dan lebih terinci.

Kelompok senyawa - oksida

4. Reaksi yang mengakibatkan unsur-unsur mengubah CO

Saya +n O + C = Saya 0 + CO

1. Air reagen: pembentukan asam (pengecualian SiO 2)

CO + air = asam

2. Reaksi dengan basa:

CO 2 + 2CsOH = Cs 2 CO 3 + H 2 O

3. Reaksi dengan oksida basa: pembentukan garam

P 2 O 5 + 3MnO = Mn 3 (PO 3) 2

4. Reaksi OVR:

CO 2 + 2Ca = C + 2CaO,

Mereka menunjukkan sifat ganda dan berinteraksi sesuai dengan prinsip metode asam-basa (dengan asam, basa, oksida basa, oksida asam). Mereka tidak berinteraksi dengan air.

1. Dengan asam: pembentukan garam dan air

AO + asam = garam + H 2 O

2. Dengan basa (alkali): pembentukan kompleks hidrokso

Al 2 O 3 + LiOH + air = Li

3. Reaksi dengan oksida asam: memperoleh garam

FeO + SO 2 = FeSO 3

4. Reaksi dengan OO: pembentukan garam, fusi

MnO + Rb 2 O = garam ganda Rb 2 MnO 2

5. Reaksi fusi dengan alkali dan logam alkali karbonat: pembentukan garam

Al 2 O 3 + 2LiOH = 2LiAlO 2 + H 2 O

Setiap oksida yang lebih tinggi, yang dibentuk oleh logam atau non-logam, bila dilarutkan dalam air, menghasilkan asam atau basa kuat.

Asam organik dan anorganik

Dalam bunyi klasik (berdasarkan posisi ED - disosiasi elektrolitik - asam adalah senyawa yang dalam lingkungan berair terdisosiasi menjadi kation H+ dan anion residu asam An -. Namun, saat ini asam telah dipelajari secara cermat dalam kondisi anhidrat, sehingga ada banyak teori berbeda tentang hidroksida.

Rumus empiris oksida, basa, asam, garam hanya terdiri dari simbol, unsur, dan indeks yang menunjukkan kuantitasnya dalam suatu zat. Misalnya, asam anorganik dinyatakan dengan rumus H + residu asam n- . Zat organik memiliki representasi teoritis yang berbeda. Selain rumus empiris, Anda dapat menuliskan rumus struktur lengkap dan singkatnya, yang tidak hanya mencerminkan komposisi dan jumlah molekul, tetapi juga urutan atom, hubungannya satu sama lain, dan fungsi utama. golongan asam karboksilat -COOH.

Dalam anorganik, semua asam dibagi menjadi dua kelompok:

• bebas oksigen - HBr, HCN, HCL dan lainnya;
• mengandung oksigen (asam okso) - HClO 3 dan segala sesuatu yang terdapat oksigen.

Asam anorganik juga diklasifikasikan berdasarkan stabilitas (stabil atau stabil - semuanya kecuali asam karbonat dan belerang, tidak stabil atau tidak stabil - asam karbonat dan belerang). Dari segi kekuatannya, asam bisa kuat: sulfat, klorida, nitrat, perklorat dan lain-lain, serta lemah: hidrogen sulfida, hipoklorit dan lain-lain.

Kimia organik menawarkan variasi yang tidak sama. Asam yang bersifat organik diklasifikasikan sebagai asam karboksilat. Ciri umum mereka adalah adanya gugus fungsi -COOH. Misalnya HCOOH (formik), CH 3 COOH (asetat), C 17 H 35 COOH (stearat) dan lain-lain.

Ada sejumlah asam yang ditekankan secara hati-hati ketika mempertimbangkan topik ini dalam pelajaran kimia sekolah.

1. Solyanaya.
2. Nitrogen.
3. Ortofosfat.
4. Hidrobromik.
5. Batu bara.
6. Hidrogen iodida.
7. belerang.
8. Asetat atau etana.
9. Butana atau minyak.
10. benzoin.

10 asam dalam kimia ini adalah zat dasar dari kelas yang sesuai baik dalam pelajaran sekolah maupun secara umum dalam industri dan sintesis.

Sifat asam anorganik

Sifat fisik utama meliputi, pertama-tama, keadaan agregasi yang berbeda. Memang ada sejumlah asam yang berbentuk kristal atau bubuk (borat, ortofosfat) dalam kondisi normal. Sebagian besar asam anorganik yang diketahui adalah cairan yang berbeda. Titik didih dan titik lelehnya juga berbeda-beda.

Asam dapat menyebabkan luka bakar parah karena mempunyai kekuatan menghancurkan jaringan organik dan kulit. Indikator yang digunakan untuk mendeteksi asam:

• jingga metil (dalam lingkungan normal - oranye, dalam asam - merah),
• lakmus (dalam netral - ungu, dalam asam - merah) atau lainnya.

Sifat kimia yang paling penting mencakup kemampuan berinteraksi dengan zat sederhana dan kompleks.

Saat berinteraksi dengan logam, tidak semua asam bereaksi dengan cara yang sama. Kimia (kelas 9) di sekolah melibatkan studi yang sangat dangkal tentang reaksi tersebut, namun, bahkan pada tingkat ini, sifat spesifik asam nitrat dan asam sulfat pekat ketika berinteraksi dengan logam dipertimbangkan.

Hidroksida: basa, basa amfoter dan tidak larut

Oksida, garam, basa, asam - semua golongan zat ini memiliki sifat kimia yang sama, dijelaskan oleh struktur kisi kristal, serta pengaruh timbal balik atom dalam molekul. Namun, jika dimungkinkan untuk memberikan definisi yang sangat spesifik untuk oksida, maka hal ini lebih sulit dilakukan untuk asam dan basa.

Sama seperti asam, basa menurut teori ED adalah zat yang dapat terurai dalam larutan berair menjadi kation logam Me n+ dan anion gugus hidroksil OH -.

• Larut atau basa (basa kuat yang berubah Dibentuk oleh logam golongan I dan II. Contoh: KOH, NaOH, LiOH (yaitu, unsur-unsur dari subkelompok utama saja yang diperhitungkan);
• Sedikit larut atau tidak larut (kekuatan sedang, tidak mengubah warna indikator). Contoh : magnesium hidroksida, besi (II), (III) dan lain-lain.
• Molekuler (basa lemah, dalam lingkungan berair mereka berdisosiasi secara reversibel menjadi molekul ionik). Contoh: N 2 H 4, amina, amonia.
• Hidroksida amfoter (menunjukkan sifat asam basa ganda). Contoh: berilium, seng dan sebagainya.

Setiap kelompok yang disajikan dipelajari dalam kursus kimia sekolah di bagian “Dasar”. Kimia di kelas 8-9 melibatkan studi rinci tentang basa dan senyawa yang sukar larut.

Sifat karakteristik utama basa

Semua senyawa alkali dan sedikit larut ditemukan di alam dalam bentuk kristal padat. Pada saat yang sama, suhu lelehnya biasanya rendah, dan hidroksida yang sukar larut terurai saat dipanaskan. Warna dasarnya berbeda. Jika basa berwarna putih, maka kristal yang sukar larut dan basa molekuler dapat memiliki warna yang sangat berbeda. Kelarutan sebagian besar senyawa golongan ini dapat dilihat pada tabel yang menyajikan rumus oksida, basa, asam, garam, dan menunjukkan kelarutannya.

Alkali dapat mengubah warna indikator sebagai berikut: fenolftalein - merah tua, jingga metil - kuning. Hal ini dipastikan dengan adanya gugus hidrokso secara bebas dalam larutan. Itulah sebabnya basa yang sukar larut tidak memberikan reaksi seperti itu.

Sifat kimia setiap kelompok basa berbeda-beda.

Ini adalah sebagian besar sifat kimia yang ditunjukkan oleh basa. Sifat kimia basa cukup sederhana dan mengikuti hukum umum semua senyawa anorganik.

Kelas garam anorganik. Klasifikasi, sifat fisik

Berdasarkan ketentuan ED, garam dapat disebut senyawa anorganik yang terdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation logam Me+n dan anion residu asam An n-. Beginilah cara Anda membayangkan garam. Kimia memberikan lebih dari satu definisi, tetapi ini adalah yang paling akurat.

Selain itu, menurut sifat kimianya, semua garam dibagi menjadi:

• Asam (mengandung kation hidrogen). Contoh: NaHSO 4.
• Dasar (mengandung gugus hidrokso). Contoh: MgOHNO 3, FeOHCL 2.
• Medium (hanya terdiri dari kation logam dan residu asam). Contoh: NaCL, CaSO4.
• Ganda (termasuk dua kation logam berbeda). Contoh: NaAl(SO4)3.
• Kompleks (kompleks hidrokso, kompleks aqua dan lain-lain). Contoh: K 2.

Rumus garam mencerminkan sifat kimianya, dan juga menunjukkan komposisi kualitatif dan kuantitatif molekul.

Oksida, garam, basa, asam memiliki kemampuan kelarutan yang berbeda-beda, yang dapat dilihat pada tabel terkait.

Jika kita berbicara tentang keadaan agregasi garam, maka kita perlu memperhatikan keseragamannya. Mereka hanya ada dalam bentuk padat, kristal atau bubuk. Rentang warnanya cukup bervariasi. Larutan garam kompleks biasanya memiliki warna cerah dan jenuh.

Interaksi kimia untuk golongan garam sedang

Mereka memiliki sifat kimia yang mirip dengan basa, asam, dan garam. Oksida, seperti yang telah kita bahas, agak berbeda dari oksida dalam faktor ini.

Secara total, ada 4 jenis interaksi utama untuk garam sedang.

I. Interaksi dengan asam (hanya kuat dari sudut pandang ED) dengan pembentukan garam lain dan asam lemah:

KCNS + HCL = KCL + HCNS

II. Reaksi dengan hidroksida larut menghasilkan garam dan basa tidak larut:

CuSO 4 + 2LiOH = 2LiSO 4 garam larut + Cu(OH) 2 basa tidak larut

AKU AKU AKU. Reaksi dengan garam larut lainnya membentuk garam tidak larut dan garam larut:

PbCL 2 + Na 2 S = PbS + 2NaCL

IV. Reaksi dengan logam yang terletak di EHRNM di sebelah kiri logam yang membentuk garam. Dalam hal ini, logam yang bereaksi tidak boleh berinteraksi dengan air dalam kondisi normal:

Mg + 2AgCL = MgCL 2 + 2Ag

Ini adalah jenis interaksi utama yang merupakan karakteristik garam sedang. Rumus garam kompleks, basa, ganda dan asam berbicara sendiri tentang kekhususan sifat kimia yang ditunjukkan.

Rumus oksida, basa, asam, garam mencerminkan esensi kimia dari semua perwakilan kelas senyawa anorganik ini, dan di samping itu, memberikan gambaran tentang nama zat dan sifat fisiknya. Oleh karena itu, perhatian khusus harus diberikan pada tulisan mereka. Berbagai macam senyawa ditawarkan kepada kita oleh ilmu kimia yang umumnya menakjubkan. Oksida, basa, asam, garam - ini hanyalah sebagian dari keanekaragaman yang sangat besar.

1. Basa bereaksi dengan asam membentuk garam dan air:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O

2. Dengan oksida asam, membentuk garam dan air:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

3. Alkali bereaksi dengan oksida amfoter dan hidroksida membentuk garam dan air:

2NaOH + Cr 2 O 3 = 2NaCrO 2 + H 2 O

KOH + Cr(OH) 3 = KCrO 2 + 2H 2 O

4. Alkali bereaksi dengan garam larut, membentuk basa lemah, endapan, atau gas:

2NaOH + NiCl 2 = Ni(OH) 2 + 2NaCl

basis

2KOH + (NH 4) 2 SO 4 = 2NH 3 + 2H 2 O + K 2 SO 4

Ba(OH) 2 + Na 2 CO 3 = BaCO 3 + 2NaOH

5. Alkali bereaksi dengan beberapa logam, yang berhubungan dengan oksida amfoter:

2NaOH + 2Al + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

6. Pengaruh alkali terhadap indikator:

OH - + fenolftalein ® warna merah tua

OH - + lakmus ® warna biru

7. Penguraian beberapa basa bila dipanaskan:

Cu(OH) 2 ® CuO + H 2 O

Hidroksida amfoter– senyawa kimia yang menunjukkan sifat basa dan asam. Hidroksida amfoter berhubungan dengan oksida amfoter (lihat paragraf 3.1).

Hidroksida amfoter biasanya ditulis dalam bentuk basa, tetapi dapat juga direpresentasikan dalam bentuk asam:

Zn(OH) 2 Û H 2 ZnO 2

dasar

Sifat kimia hidroksida amfoter

1. Hidroksida amfoter berinteraksi dengan asam dan oksida asam:

Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O

Be(OH) 2 + SO 3 = BeSO 4 + H 2 O

2. Berinteraksi dengan alkali dan oksida basa logam alkali dan alkali tanah:

Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O;

H 3 AlO 3 asam natrium metaaluminat

(H 3 AlO 3 ® HAlO 2 + H 2 O)

2Al(OH) 3 + Na 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 O

Semua hidroksida amfoter adalah elektrolit lemah

garam

garam- Ini adalah zat kompleks yang terdiri dari ion logam dan residu asam. Garam adalah produk penggantian sebagian atau seluruh ion hidrogen dengan ion logam (atau amonium) dalam asam. Jenis garam : sedang (normal), asam dan basa.

garam sedang- ini adalah produk penggantian lengkap kation hidrogen dalam asam dengan ion logam (atau amonium): Na 2 CO 3, NiSO 4, NH 4 Cl, dll.

Sifat kimia garam sedang

1. Garam berinteraksi dengan asam, basa dan garam lainnya, membentuk elektrolit lemah atau endapan; atau gas:

Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ¯ + 2HNO 3

Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 ¯ + 2NaOH

CaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl¯ + Ca(NO 3) 2

2CH 3 COONa + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2CH 3 COOH

NiSO 4 + 2KOH = Ni(OH) 2 ¯ + K 2 SO 4

basis

NH 4 NO 3 + NaOH = NH 3 + H 2 O + NaNO 3

2. Garam berinteraksi dengan logam yang lebih aktif. Logam yang lebih aktif menggantikan logam yang kurang aktif dari larutan garam (Lampiran 3).

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu

garam asam- ini adalah produk penggantian tidak lengkap kation hidrogen dalam asam dengan ion logam (atau amonium): NaHCO 3, NaH 2 PO 4, Na 2 HPO 4, dll. Garam asam hanya dapat dibentuk oleh asam polibasa. Hampir semua garam asam sangat larut dalam air.

Memperoleh garam asam dan mengubahnya menjadi garam sedang

1. Garam asam diperoleh dengan mereaksikan kelebihan asam atau oksida asam dengan basa:

H 2 CO 3 + NaOH = NaHCO 3 + H 2 O

CO2 + NaOH = NaHCO3

2. Ketika kelebihan asam berinteraksi dengan oksida basa:

2H 2 CO 3 + CaO = Ca(HCO 3) 2 + H 2 O

3. Garam asam diperoleh dari garam sedang dengan menambahkan asam:

· eponim

Na 2 JADI 3 + H 2 JADI 3 = 2NaHSO 3;

Na 2 SO 3 + HCl = NaHSO 3 + NaCl

4. Garam asam diubah menjadi garam sedang menggunakan alkali:

NaHCO 3 + NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

Garam dasar– ini adalah produk substitusi tidak lengkap gugus hidrokso (OH - ) basa dengan residu asam: MgOHCl, AlOHSO 4, dll. Garam basa hanya dapat dibentuk oleh basa lemah dari logam polivalen. Garam-garam ini umumnya sedikit larut.

Memperoleh garam basa dan mengubahnya menjadi garam sedang

1. Garam basa diperoleh dengan mereaksikan basa berlebih dengan asam atau oksida asam:

Mg(OH) 2 + HCl = MgOHCl¯ + H 2 O

hidrokso-

magnesium klorida

Fe(OH) 3 + SO 3 = FeOHSO 4 + H 2 O

hidrokso-

besi(III) sulfat

2. Garam basa dibentuk dari garam sedang dengan menambahkan sedikit basa:

Fe 2 (SO 4) 3 + 2NaOH = 2FeOHSO 4 + Na 2 SO 4

3. Garam basa diubah menjadi garam sedang dengan menambahkan asam (sebaiknya asam yang sesuai dengan garam):

MgOHCl + HCl = MgCl 2 + H 2 O

2MgOHCl + H 2 SO 4 = MgCl 2 + MgSO 4 + 2H 2 O

ELEKTROLIT

Elektrolit- ini adalah zat yang terurai menjadi ion dalam larutan di bawah pengaruh molekul pelarut polar (H 2 O). Berdasarkan kemampuannya untuk berdisosiasi (terurai menjadi ion), elektrolit secara kondisional dibagi menjadi kuat dan lemah. Elektrolit kuat terdisosiasi hampir seluruhnya (dalam larutan encer), sedangkan elektrolit lemah hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion.

Elektrolit kuat meliputi:

· asam kuat (lihat hal. 20);

· basa kuat – basa (lihat hal. 22);

· hampir semua garam larut.

Elektrolit lemah meliputi:

asam lemah (lihat hal. 20);

· basa bukan bersifat alkali;

Salah satu ciri utama elektrolit lemah adalah konstanta disosiasi – KE . Misalnya, untuk asam monobasa,

HA Û H + +SEBUAH - ,

dimana, adalah konsentrasi kesetimbangan ion H+;

– konsentrasi kesetimbangan anion asam A - ;

– konsentrasi kesetimbangan molekul asam,

Atau untuk fondasi yang lemah,

MOH Û M + +OH - ,

,

dimana, adalah konsentrasi kesetimbangan kation M+;

– konsentrasi kesetimbangan ion hidroksida OH - ;

– konsentrasi kesetimbangan molekul basa lemah.

Konstanta disosiasi beberapa elektrolit lemah (pada t = 25°C)