أسباب – مواد معقدة تتكون من كاتيون معدني Me + (أو كاتيون يشبه المعدن، على سبيل المثال، أيون الأمونيوم NH 4 +) وأنيون هيدروكسيد OH -.

وتقسم القواعد حسب قابليتها للذوبان في الماء إلى: قابل للذوبان (القلويات) و قواعد غير قابلة للذوبان . يوجد ايضا أسس غير مستقرة، والتي تتحلل تلقائيا.

الحصول على أسباب

1. تفاعل الأكاسيد الأساسية مع الماء. في هذه الحالة فقط تلك الأكاسيد التي تتوافق مع قاعدة قابلة للذوبان (القلويات).أولئك. بهذه الطريقة يمكنك الحصول فقط القلويات:

أكسيد أساسي + ماء = قاعدة

على سبيل المثال , أكسيد الصوديومأشكال في الماء هيدروكسيد الصوديوم(هيدروكسيد الصوديوم):

نا 2 O + H 2 O → 2NaOH

في نفس الوقت عنه أكسيد النحاس (II).مع ماء لا يتفاعل:

CuO + H2O ≠

2. تفاعل المعادن مع الماء. حيث تتفاعل مع الماءفي ظل ظروف طبيعيةالمعادن القلوية فقط(الليثيوم، الصوديوم، البوتاسيوم، الروبيديوم، السيزيوم)والكالسيوم والسترونتيوم والباريوم.في هذه الحالة، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال، الهيدروجين هو العامل المؤكسد، والمعدن هو عامل الاختزال.

فلز + ماء = قلوي + هيدروجين

على سبيل المثال, البوتاسيوميتفاعل مع ماء عاصف جدا :

2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0

3. التحليل الكهربائي لمحاليل بعض أملاح الفلزات القلوية. كقاعدة عامة، للحصول على القلويات، يتم إجراء التحليل الكهربائي محاليل الأملاح المتكونة من فلزات قلوية أو قلوية ترابية وأحماض خالية من الأكسجين (باستثناء حمض الهيدروفلوريك) - الكلوريدات والبروميدات والكبريتيدات وما إلى ذلك. تمت مناقشة هذه المشكلة بمزيد من التفصيل في المقالة .

على سبيل المثال , التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

4. تتشكل القواعد من تفاعل القلويات الأخرى مع الأملاح. في هذه الحالة، تتفاعل المواد القابلة للذوبان فقط، وينبغي تشكيل ملح غير قابل للذوبان أو قاعدة غير قابلة للذوبان في المنتجات:

أو

قلوي + ملح 1 = ملح 2 ↓ + قلوي

على سبيل المثال: يتفاعل كربونات البوتاسيوم في المحلول مع هيدروكسيد الكالسيوم:

K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH

على سبيل المثال: يتفاعل كلوريد النحاس الثنائي في المحلول مع هيدروكسيد الصوديوم. في هذه الحالة يسقط راسب هيدروكسيد النحاس الثنائي (II) الأزرق:

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

الخواص الكيميائية للقواعد غير القابلة للذوبان

1. تتفاعل القواعد غير القابلة للذوبان مع الأحماض القوية وأكاسيدها (وبعض الأحماض المتوسطة). في هذه الحالة، الملح والماء.

قاعدة غير قابلة للذوبان + حمض = ملح + ماء

قاعدة غير قابلة للذوبان + أكسيد الحمض = ملح + ماء

على سبيل المثال ,يتفاعل هيدروكسيد النحاس الثنائي مع مادة قوية حامض الهيدروكلوريك:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H2O

في هذه الحالة، لا يتفاعل هيدروكسيد النحاس (II) مع أكسيد الحمض ضعيفحمض الكربونيك - ثاني أكسيد الكربون:

النحاس (OH) 2 + CO 2 ≠

2. تتحلل القواعد غير القابلة للذوبان عند تسخينها إلى أكسيد وماء.

على سبيل المثال, يتحلل هيدروكسيد الحديد (III) إلى أكسيد الحديد (III) والماء عند تسخينه:

2Fe(OH) 3 = الحديد 2 O 3 + 3H 2 O

3. القواعد غير القابلة للذوبان لا تتفاعلمع أكاسيد وهيدروكسيدات مذبذبة.

قاعدة غير قابلة للذوبان + أكسيد مذبذب ≠

قاعدة غير قابلة للذوبان + هيدروكسيد مذبذب ≠

4. بعض القواعد غير القابلة للذوبان يمكن أن تكون بمثابةتقليل الوكلاء. عوامل الاختزال هي قواعد مكونة من معادن مع الحد الأدنىأو حالة الأكسدة المتوسطة، والتي يمكن أن تزيد من حالة الأكسدة (هيدروكسيد الحديد (II)، هيدروكسيد الكروم (II)، وما إلى ذلك).

على سبيل المثال ، يمكن أكسدة هيدروكسيد الحديد (II) مع الأكسجين الجوي في وجود الماء إلى هيدروكسيد الحديد (III):

4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3

الخواص الكيميائية للقلويات

1. القلويات تتفاعل مع أي الأحماض - القوية والضعيفة . في هذه الحالة، ملح متوسطو الماء. وتسمى ردود الفعل هذه تفاعلات التعادل. التعليم ممكن أيضا ملح حامض، إذا كان الحمض متعدد القاعدة، عند نسبة معينة من الكواشف، أو في حمض زائد. في القلويات الزائدةيتم تشكيل الملح والماء المتوسط:

القلويات (الزائدة) + الحمض = ملح متوسط ​​+ ماء

قلوي + حمض متعدد القاعدة (زائد) = ملح حمض + ماء

على سبيل المثال , عند تفاعل هيدروكسيد الصوديوم مع حمض الفوسفوريك التريباسيك، يمكن أن يشكل ثلاثة أنواع من الأملاح: فوسفات ثنائي الهيدروجين, الفوسفاتأو الهيدروفوسفات.

في هذه الحالة، يتشكل فوسفات ثنائي الهيدروجين مع زيادة الحمض، أو عندما تكون النسبة المولية (نسبة كميات المواد) للكواشف 1:1.

NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O

عندما تكون النسبة المولية للقلويات والحمض 2:1، تتشكل الهيدروفوسفات:

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

في حالة وجود فائض من القلويات، أو عندما تكون النسبة المولية للقلويات إلى الحمض 3:1، يتكون فوسفات فلز قلوي.

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

2. تتفاعل القلويات معأكاسيد وهيدروكسيدات مذبذبة. حيث تتشكل في الذوبان أملاح عادية ، أ في الحل - الأملاح المعقدة .

قلوي (منصهر) + أكسيد مذبذب = ملح متوسط ​​+ ماء

قلوي (منصهر) + هيدروكسيد مذبذب = ملح متوسط ​​+ ماء

قلوي (محلول) + أكسيد مذبذب = ملح معقد

قلوي (محلول) + هيدروكسيد مذبذب = ملح معقد

على سبيل المثال , عندما يتفاعل هيدروكسيد الألومنيوم مع هيدروكسيد الصوديوم في الذوبان يتم تشكيل ألومينات الصوديوم. يشكل الهيدروكسيد الأكثر حمضية بقايا حمضية:

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

أ في الحل يتكون ملح معقد:

هيدروكسيد الصوديوم + آل (OH) 3 = نا

يرجى ملاحظة كيفية تكوين تركيبة الملح المعقدة:أولاً نختار الذرة المركزية (إلىكقاعدة عامة، هو معدن هيدروكسيد مذبذب).ثم نضيف إليه بروابط- في حالتنا هذه أيونات الهيدروكسيد. عادة ما يكون عدد الروابط أكبر مرتين من حالة الأكسدة للذرة المركزية. لكن مجمع الألومنيوم هو الاستثناء؛ فغالبًا ما يكون عدد الروابط فيه 4. ونضع الجزء الناتج بين قوسين مربعين - وهو أيون معقد. نحدد شحنتها ونضيف العدد المطلوب من الكاتيونات أو الأنيونات من الخارج.

3. تتفاعل القلويات مع الأكاسيد الحمضية. وفي الوقت نفسه، التعليم ممكن حامِضأو ملح متوسط، اعتمادا على النسبة المولية للقلويات وأكسيد الحمض. في فائض القلويات يتكون ملح متوسط، وفي فائض الأكسيد الحمضي يتكون ملح حمضي:

القلويات (الزائدة) + أكسيد الحمض = ملح متوسط ​​+ ماء

أو:

القلويات + أكسيد الحمض (الزائد) = ملح حمضي

على سبيل المثال , عند التفاعل هيدروكسيد الصوديوم الزائدمع ثاني أكسيد الكربون تتشكل كربونات الصوديوم والماء:

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

وعند التفاعل ثاني أكسيد الكربون الزائدمع هيدروكسيد الصوديوم يتكون بيكربونات الصوديوم فقط:

2NaOH + CO 2 = NaHCO 3

4. تتفاعل القلويات مع الأملاح. تتفاعل القلويات فقط مع الأملاح الذائبةفي الحل، بشرط تتشكل الغازات أو الرواسب في الطعام . تتم مثل هذه التفاعلات وفقًا للآلية التبادل الأيوني.

القلويات + الملح الذائب = الملح + الهيدروكسيد المقابل

تتفاعل القلويات مع محاليل الأملاح المعدنية التي تتوافق مع هيدروكسيدات غير قابلة للذوبان أو غير مستقرة.

على سبيل المثاليتفاعل هيدروكسيد الصوديوم مع كبريتات النحاس في المحلول:

Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-

أيضًا تتفاعل القلويات مع محاليل أملاح الأمونيوم.

على سبيل المثال , يتفاعل هيدروكسيد البوتاسيوم مع محلول نترات الأمونيوم:

NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O

! عندما تتفاعل أملاح الفلزات المذبذبة مع القلويات الزائدة يتكون ملح معقد!

دعونا ننظر إلى هذه المسألة بمزيد من التفصيل. إذا كان الملح يتكون من المعدن الذي يقابله هيدروكسيد مذبذب , يتفاعل مع كمية صغيرة من القلويات، ثم يحدث تفاعل التبادل المعتاد، ويحدث راسبهيدروكسيد هذا المعدن .

على سبيل المثال , يتفاعل كبريتات الزنك الزائدة في المحلول مع هيدروكسيد البوتاسيوم:

ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

ومع ذلك، في هذا التفاعل لا يتم تشكيل القاعدة، ولكن هيدروكسيد مفوتيري. و كما سبق أن أشرنا أعلاه، تذوب الهيدروكسيدات المذبذبة في القلويات الزائدة لتكوين أملاح معقدة . ت وهكذا، عندما تتفاعل كبريتات الزنك مع محلول قلوي زائديتكون أملاح معقدة، ولا يوجد راسب:

ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4

وهكذا نحصل على مخططين لتفاعل الأملاح المعدنية، التي تتوافق مع هيدروكسيدات مذبذبة، مع القلويات:

ملح فلز مذبذب (زائد) + قلوي = هيدروكسيد مذبذب↓ + ملح

amph.ملح معدني + قلوي (زائد) = ملح مركب + ملح

5. تتفاعل القلويات مع الأملاح الحمضية.وفي هذه الحالة تتشكل أملاح متوسطة أو أملاح أقل حمضية.

ملح حامض + قلوي = ملح متوسط ​​+ ماء

على سبيل المثال , يتفاعل هيدروكبريتيت البوتاسيوم مع هيدروكسيد البوتاسيوم لتكوين كبريتيت البوتاسيوم والماء:

KHSO 3 + KOH = K 2 SO 3 + H 2 O

من السهل جدًا تحديد خصائص الأملاح الحمضية عن طريق تقسيم الملح الحمضي عقليًا إلى مادتين - الحمض والملح. على سبيل المثال، نقوم بتكسير بيكربونات الصوديوم NaHCO 3 إلى حمض اليوليك H 2 CO 3 وكربونات الصوديوم Na 2 CO 3. يتم تحديد خصائص البيكربونات إلى حد كبير من خلال خصائص حمض الكربونيك وخصائص كربونات الصوديوم.

6. تتفاعل القلويات مع المعادن في المحلول وتذوب. في هذه الحالة، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال، ويتشكل في المحلول ملح معقدو هيدروجين، في الذوبان - ملح متوسطو هيدروجين.

ملحوظة! فقط تلك المعادن التي يكون أكسيدها ذو حالة الأكسدة الإيجابية الدنيا للمعدن مذبذبًا يتفاعل مع القلويات في المحلول!

على سبيل المثال , حديدلا يتفاعل مع المحاليل القلوية، وأكسيد الحديد (II) هو القاعدة. أ الألومنيوميذوب في محلول مائيالقلويات وأكسيد الألومنيوم – المذبذب:

2Al + 2NaOH + 6H2 + O = 2Na + 3H2 0

7. القلويات تتفاعل مع غير المعادن. في هذه الحالة، تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال. عادة، اللافلزات غير متناسبة في القلويات. لا يتفاعلونمع القلويات الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والكربون والغازات الخاملة (الهيليوم والنيون والأرجون وغيرها):

هيدروكسيد الصوديوم +O2 ≠

هيدروكسيد الصوديوم + N 2 ≠

هيدروكسيد الصوديوم +C ≠

الكبريت، الكلور، البروم، اليود، الفوسفوروغيرها من غير المعادن غير متناسبفي القلويات (أي أنها تتأكسد ذاتيًا وتستعيد نفسها ذاتيًا).

على سبيل المثال، الكلورعند التفاعل مع الغسول البارديذهب إلى حالات الأكسدة -1 و +1:

2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H2O

الكلورعند التفاعل مع الغسول الساخنيذهب إلى حالات الأكسدة -1 و +5:

6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O

السيليكونتتأكسد بالقلويات إلى حالة الأكسدة +4.

على سبيل المثال، في الحل:

2NaOH + Si 0 + H 2 + O= NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0

الفلور يؤكسد القلويات:

2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O

يمكنك قراءة المزيد عن ردود الفعل هذه في المقالة.

8. القلويات لا تتحلل عند تسخينها.

الاستثناء هو هيدروكسيد الليثيوم:

2LiOH = Li 2 O + H 2 O

هناك عدد كبير من التفاعلات التي تؤدي إلى تكوين الأملاح معروفة. ونعرض أهمها.

1. تفاعل الأحماض مع القواعد (تفاعل التعادل):

نآوه + حلا 3 = نألا 3 + ن 2 عن

آل(أوه) 3 + 3NS1 =AlCl 3 + 3 ساعات 2 عن

2. تفاعل المعادن مع الأحماض:

Fه + 2حمض الهيدروكلوريك = FeCl 2 + ن 2 

الزنك+ ن 2 سعن 4 شعبة. = زنسو 4 + ن 2 

3. تفاعل الأحماض مع الأكاسيد القاعدية والمذبذبة:

معش+ ن 2 لذا 4 = جuSO 4 + ن 2 عن

أكسيد الزنك + 2 حمض الهيدروكلوريك = الزنكمعل 2 + ن 2 عن

4. تفاعل الأحماض مع الأملاح:

FeCl 2 + ح 2 س = فاس + 2 حمض الهيدروكلوريك

AgNO 3 + HCI = AgCl +HNO 3

با (لا 3 ) 2 +ح 2 لذا 4 = باسو 4  + 2HNO 3

5. تفاعل محاليل أملاحين مختلفتين:

BaCl 2 +نا 2 لذا 4 = فرجينيالذا 4  +2نأ.سل

الرصاص (لا 3 ) 2 + 2NaCl =ربمع1 2  + 2نانو 3

6. تفاعل القواعد مع أكاسيد الأحماض (القلويات مع أكاسيد مذبذبة):

كاليفورنيا (أوه) 2 + شركة 2 = كربونات الكالسيوم 3  + ن 2 عن،

2 نوهو (تلفزيون) + أكسيد الزنك نا 2 أكسيد الزنك 2 + ن 2 عن

7. تفاعل الأكاسيد الأساسية مع الأكاسيد الحمضية:

سايا + شافي 2 ساشافي 3

نا 2 س+سو 3 =نا 2 لذا 4

8. تفاعل المعادن مع غير المعادن:

2K + S1 2 = 2KS1

Fه +س Fهس

9. تفاعل المعادن مع الأملاح.

النحاس + الزئبق (NO 3 ) 2 = زئبق + النحاس (NO 3 ) 2

الرصاص (لا 3 ) 2 +الزنك=رب + الزنك (NO 3 ) 2

10. تفاعل المحاليل القلوية مع المحاليل الملحية

CuCl 2 + 2NaOH = النحاس(OH) 2 ↓+ 2كلوريد الصوديوم

NaHCO 3 + هيدروكسيد الصوديوم = نا 2 شركة 3 +ح 2 يا

1. استخدام الأملاح.

عدد من الأملاح عبارة عن مركبات ضرورية بكميات كبيرة لضمان الوظائف الحيوية للكائنات الحية الحيوانية والنباتية (أملاح الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم وكذلك الأملاح التي تحتوي على عنصري النيتروجين والفوسفور). أدناه، باستخدام أمثلة الأملاح الفردية، تظهر مجالات تطبيق ممثلي هذه الفئة من المركبات غير العضوية، بما في ذلك في صناعة النفط.

نаС1- كلوريد الصوديوم (ملح الطعام، ملح الطعام). ومما يدل على اتساع استخدام هذا الملح أن الإنتاج العالمي من هذه المادة يزيد عن 200 مليون طن.

يستخدم هذا الملح على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية ويعمل كمادة خام لإنتاج الكلور وحمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الصوديوم ورماد الصودا. (نا 2 شركة 3 ). يجد كلوريد الصوديوم استخدامات متنوعة في صناعة النفط، على سبيل المثال، كمادة مضافة لسوائل الحفر لزيادة الكثافة، ومنع تكوين التجاويف عند حفر الآبار، كمنظم لوقت ضبط تركيبات الحشو الأسمنتي، لتقليل التجمد نقطة (التجمد) لسوائل الحفر والأسمنت.

KS1- كلوريد البوتاسيوم. يدخل ضمن سوائل الحفر التي تساعد في الحفاظ على ثبات جدران الآبار في الصخور الطينية. يستخدم كلوريد البوتاسيوم بكميات كبيرة في الزراعة كسماد كبير.

نا 2 شركة 3 - كربونات الصوديوم (الصودا). يدخل في مخاليط إنتاج الزجاج والمنظفات. كاشف لزيادة قلوية البيئة، وتحسين نوعية الطين لسوائل الحفر الطينية. يستخدم لإزالة عسر الماء عند تحضيره للاستخدام (على سبيل المثال، في الغلايات)، ويستخدم على نطاق واسع للتنظيف غاز طبيعيمن كبريتيد الهيدروجين ولإنتاج الكواشف لسوائل الحفر والأسمنت.

آل 2 (لذا 4 ) 3 - كبريتات الألومنيوم. أحد مكونات سوائل الحفر، ومخثر لتنقية المياه من الجزيئات العالقة الدقيقة، أحد مكونات المخاليط اللزجة المرنة لعزل مناطق الامتصاص في آبار النفط والغاز.

نأ 2 في 4 عن 7 - رباعي بورات الصوديوم (البوراكس). وهو كاشف فعال - مثبط لملاط الأسمنت، ومثبط للتدمير التأكسدي الحراري للكواشف الواقية القائمة على إثيرات السليلوز.

بأسعن 4 - كبريتات الباريوم (الباريت، الصاري الثقيل). يستخدم كعامل ترجيح (  4.5 جم/سم3) لملاط الحفر والأسمنت.

الحديد 2 لذا 4 - كبريتات الحديد (I) (كبريتات الحديد). يتم استخدامه لتحضير الفيروكروم ليجنوسلفونات - وهو كاشف مثبت لسوائل الحفر، وهو أحد مكونات سوائل الحفر المستندة إلى الهيدروكربون المستحلب عالي الفعالية.

FeS1 3 - كلوريد الحديديك (III). بالاشتراك مع القلويات، يتم استخدامه لتنقية المياه من كبريتيد الهيدروجين عند حفر الآبار بالماء، للحقن في التكوينات التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين من أجل تقليل نفاذيتها، كمادة مضافة للأسمنت من أجل زيادة مقاومتها لعمل كبريتيد الهيدروجين، لتنقية المياه من الجزيئات العالقة.

كربونات الكالسيوم 3 - كربونات الكالسيوم على شكل طباشير، حجر جيري. وهي مادة خام لإنتاج الجير الحي CaO والجير المطفأ Ca(OH)2. تستخدم في علم المعادن كتدفق. يتم استخدامه عند حفر آبار النفط والغاز كعامل ترجيح وحشو لسوائل الحفر. يتم استخدام كربونات الكالسيوم على شكل رخام بحجم جسيمات معين كدعم أثناء التكسير الهيدروليكي للتكوينات الإنتاجية من أجل تعزيز استخلاص النفط.

CaSO 4 - كبريتات الكالسيوم. في شكل المرمر (2СаSO 4 · Н 2 О) يستخدم على نطاق واسع في البناء وهو جزء من الخلائط الأسمنتية سريعة التصلب لعزل مناطق الامتصاص. عند إضافته إلى سوائل الحفر على شكل أنهيدريت (CaSO 4) أو جبس (CaSO 4 · 2H 2 O)، فإنه يضفي الاستقرار على الصخور الطينية المحفورة.

كاكل 2 - كلوريد الكالسيوم. يستخدم لتحضير محاليل الحفر والأسمنت لحفر الصخور غير المستقرة، ويقلل بشكل كبير من نقطة تجمد المحاليل (مضاد التجمد). يتم استخدامه لتكوين محاليل عالية الكثافة لا تحتوي على مرحلة صلبة وفعالة لفتح التكوينات الإنتاجية.

نأ 2 سيعن 3 - سيليكات الصوديوم (زجاج قابل للذوبان). يستخدم لتدعيم التربة غير المستقرة ولتحضير الخلطات سريعة الضبط لعزل مناطق الامتصاص. يتم استخدامه كمثبط لتآكل المعادن، وهو أحد مكونات بعض أسمنت الحفر والمحاليل العازلة.

AgNO 3 - نترات الفضة. يستخدم للتحليل الكيميائي، بما في ذلك مياه التكوين ومرشحات سائل الحفر لمحتوى أيونات الكلور.

نا 2 لذا 3 - كبريتيت الصوديوم. يستخدم لإزالة الأكسجين كيميائيًا (نزع الهواء) من الماء لمكافحة التآكل أثناء حقن مياه الصرف الصحي. لمنع التدمير التأكسدي الحراري للكواشف الواقية.

نا 2 سجل تجاري 2 عن 7 - ثنائي كرومات الصوديوم. يتم استخدامه في صناعة النفط كمخفض لزوجة درجات الحرارة العالية لسوائل الحفر، ومثبط لتآكل الألومنيوم، ولتحضير عدد من الكواشف.

نصادف كل يوم أملاحًا ولا نفكر حتى في الدور الذي تلعبه في حياتنا. لكن بدونها لن يكون الماء لذيذًا جدًا، ولن يكون الطعام ممتعًا، ولن تنمو النباتات، ولن تكون الحياة على الأرض موجودة إذا لم يكن هناك ملح في عالمنا. فما هي هذه المواد وما خصائص الأملاح التي تجعلها غير قابلة للاستبدال؟

ما هي الأملاح

من حيث تكوينها، هذه هي الفئة الأكثر عددا، وتتميز بالتنوع. في القرن التاسع عشر، عرّف الكيميائي ج. ويرزيليوس الملح بأنه ناتج تفاعل بين حمض وقاعدة، حيث يتم استبدال ذرة الهيدروجين بذرة معدنية. في الماء، تتفكك الأملاح عادة إلى فلز أو أمونيوم (كاتيون) وبقايا حمضية (أنيون).

يمكنك الحصول على الأملاح بالطرق التالية:

• وذلك من خلال تفاعل المعدن مع اللامعدن، وفي هذه الحالة يكون خاليًا من الأكسجين؛
• عندما يتفاعل المعدن مع حمض، يتم الحصول على الملح ويتم إطلاق الهيدروجين؛
• يمكن للمعدن أن يحل محل معدن آخر من المحلول؛
• عندما يتفاعل أكسيدان - حمضي وقاعدي (يطلق عليهما أيضًا أكسيد غير معدني وأكسيد معدني، على التوالي)؛
• تفاعل أكسيد المعدن والحمض ينتج الملح والماء؛
• التفاعل بين القاعدة والأكسيد اللافلزى ينتج أيضًا الملح والماء؛
• باستخدام تفاعل التبادل الأيوني، في هذه الحالة يمكن أن تتفاعل العديد من المواد القابلة للذوبان في الماء (القواعد والأحماض والأملاح)، ولكن التفاعل سيستمر إذا تشكلت غازات أو ماء أو أملاح قابلة للذوبان قليلاً (غير قابلة للذوبان) في الماء.

فقط من التركيب الكيميائيخصائص الأملاح وتعتمد. لكن أولاً، دعونا ننظر إلى فصولهم الدراسية.

تصنيف

اعتمادا على التكوين، يتم تمييز الفئات التالية من الأملاح:

• حسب محتوى الأكسجين (المحتوي على الأكسجين وخالي من الأكسجين)؛
• عن طريق التفاعل مع الماء (قابل للذوبان، قليل الذوبان، وغير قابل للذوبان).

هذا التصنيف لا يعكس بشكل كامل تنوع المواد. ويرد في الجدول التالي التصنيف الحديث والأكثر اكتمالا، الذي يعكس ليس فقط التركيب، ولكن أيضا خصائص الأملاح.

الخصائص الفيزيائية

وبغض النظر عن مدى اتساع فئة هذه المواد، فمن الممكن التعرف على الخصائص الفيزيائية العامة للأملاح. هذه هي مواد ذات بنية غير جزيئية، مع شبكة بلورية أيونية.

درجات انصهار وغليان عالية جداً. في الظروف العاديةجميع الأملاح لا توصل الكهرباء، ولكن في المحلول معظمها يوصل الكهرباء بشكل مثالي.

يمكن أن يكون اللون مختلفًا جدًا، ويعتمد على الأيون المعدني الموجود في تركيبته. كبريتات الحديدوز (FeSO 4) لها لون أخضر، وكلوريد الحديدوز (FeCl 3) ذو لون أحمر داكن، وكرومات البوتاسيوم (K 2 CrO 4) ذو لون أصفر لامع جميل. لكن معظم الأملاح لا تزال عديمة اللون أو بيضاء.

تختلف قابلية الذوبان في الماء أيضًا وتعتمد على تركيبة الأيونات. من حيث المبدأ، جميع الخصائص الفيزيائية للأملاح لها خصوصية. أنها تعتمد على أي أيون المعدن وأي بقايا حمض يتم تضمينها في التركيبة. دعونا نواصل النظر إلى الأملاح.

الخواص الكيميائية للأملاح

هنا ايضا ميزة مهمة. مثل الخواص الفيزيائية والكيميائية للأملاح تعتمد على تركيبها. وأيضا إلى أي فئة ينتمون.

لكن الخصائص العامةلا يزال من الممكن عزل الأملاح:

• يتحلل الكثير منها عند تسخينها لتكوين أكاسيد: حمضية وقاعدية، وخالية من الأكسجين - معدنية وغير معدنية؛
• وتتفاعل الأملاح أيضًا مع أحماض أخرى، ولكن التفاعل لا يحدث إلا إذا كان الملح يحتوي على بقايا حمضية من حمض ضعيف أو متطاير أو تكون النتيجة ملحًا غير قابل للذوبان؛
• التفاعل مع القلويات ممكن إذا كان الكاتيون يشكل قاعدة غير قابلة للذوبان؛
• من الممكن أيضًا حدوث تفاعل بين ملحين مختلفين، ولكن فقط إذا كان أحد الأملاح المتكونة حديثًا لا يذوب في الماء؛
• يمكن أيضًا أن يحدث تفاعل مع المعدن، ولكنه ممكن فقط إذا أخذنا المعدن الموجود على اليمين في سلسلة الجهد من المعدن الموجود في الملح.

تمت مناقشة الخصائص الكيميائية للأملاح المصنفة على أنها طبيعية أعلاه، لكن الفئات الأخرى تتفاعل مع المواد بشكل مختلف إلى حد ما. ولكن الفرق هو فقط في المنتجات المخرجة. في الأساس، يتم الحفاظ على جميع الخصائص الكيميائية للأملاح، وكذلك متطلبات التفاعلات.

يمثل علم الكيمياء الحديث العديد من الفروع المختلفة، ولكل منها، بالإضافة إلى أساسها النظري، فرع كبير القيمة المطبقة، عملي. مهما كان ما تلمسه، فكل شيء من حولك هو منتج كيميائي. الأقسام الرئيسية غير عضوية و الكيمياء العضوية. دعونا نفكر في الفئات الرئيسية للمواد المصنفة على أنها غير عضوية وما هي خصائصها.

الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية

وتشمل هذه ما يلي:

1. أكاسيد.
2. ملح.
3. أسباب.
4. الأحماض.

يتم تمثيل كل فئة بمجموعة واسعة من المركبات ذات الطبيعة غير العضوية وهي مهمة في أي هيكل تقريبًا للنشاط الاقتصادي والصناعي البشري. تمت دراسة جميع الخصائص الرئيسية المميزة لهذه المركبات ووجودها في الطبيعة وتحضيرها دورة المدرسةالكيمياء إلزامية في الصفوف 8-11.

يوجد جدول عام للأكاسيد والأملاح والقواعد والأحماض، والذي يقدم أمثلة على كل مادة وحالة تجمعها وحدوثها في الطبيعة. وتظهر أيضًا التفاعلات التي تصف الخواص الكيميائية. ومع ذلك، سننظر في كل فئة على حدة وبمزيد من التفاصيل.

مجموعة المركبات - الأكاسيد

4. التفاعلات التي تؤدي إلى تغيير العناصر لثاني أكسيد الكربون

أنا +ن O + C = أنا 0 + CO

1. الماء الكاشف: تكوين الأحماض (استثناء SiO 2)

ثاني أكسيد الكربون + الماء = الحمض

2. التفاعلات مع القواعد:

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

3. التفاعلات مع الأكاسيد الأساسية: تكوين الملح

ف 2 يا 5 + 3MnO = المنغنيز 3 (PO 3) 2

4. ردود الفعل الإجمالية:

ثاني أكسيد الكربون 2 + 2Ca = C + 2CaO،

إنها تظهر خصائص مزدوجة وتتفاعل وفقًا لمبدأ الطريقة الحمضية القاعدية (مع الأحماض والقلويات والأكاسيد الأساسية وأكاسيد الحمض). أنها لا تتفاعل مع الماء.

1. مع الأحماض: تكوين الأملاح والماء

AO + حمض = ملح + H2O

2. مع القواعد (القلويات): تكوين معقدات الهيدروكسو

Al 2 O 3 + LiOH + ماء = Li

3. التفاعلات مع أكاسيد الأحماض: الحصول على الأملاح

FeO + SO 2 = FeSO 3

4. التفاعلات مع OO: تكوين الأملاح، والانصهار

MnO + Rb2O = ملح مزدوج Rb2MnO2

5. تفاعلات الاندماج مع القلويات وكربونات الفلزات القلوية: تكوين الأملاح

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

كل أكسيد أعلى يتكون إما من معدن أو غير معدن، عندما يذوب في الماء، يعطي حمضًا أو قلويًا قويًا.

الأحماض العضوية وغير العضوية

في الصوت الكلاسيكي (استنادًا إلى مواضع ED - التفكك الإلكتروليتي - الأحماض عبارة عن مركبات، في البيئة المائيةتنفصل إلى كاتيونات H + وأنيونات بقايا الحمض An -. ومع ذلك، تمت دراسة الأحماض اليوم على نطاق واسع في الظروف اللامائية، لذلك هناك العديد من النظريات المختلفة للهيدروكسيدات.

تتكون الصيغ التجريبية للأكاسيد والقواعد والأحماض والأملاح فقط من رموز وعناصر ومؤشرات تشير إلى كميتها في المادة. على سبيل المثال، يتم التعبير عن الأحماض غير العضوية بالصيغة H + بقايا الحمض n- . المواد العضويةلديهم رسم خرائط نظرية مختلفة. بالإضافة إلى التجريبية، يمكنك كتابة كامل ومختصر الصيغة الهيكليةوالتي سوف تعكس ليس فقط تكوين وكمية الجزيء، ولكن أيضا ترتيب ترتيب الذرات، وارتباطها مع بعضها البعض والمجموعة الوظيفية الرئيسية للأحماض الكربوكسيلية -COOH.

في المواد غير العضوية، تنقسم جميع الأحماض إلى مجموعتين:

• خالية من الأكسجين - HBr، HCN، HCL وغيرها؛
• تحتوي على الأكسجين (أحماض الأكسدة) - حمض الهيدروكلوريك 3 وكل شيء يوجد فيه الأكسجين.

يتم تصنيف الأحماض غير العضوية أيضًا حسب الاستقرار (مستقر أو مستقر - كل شيء باستثناء الكربونيك والكبريت، غير مستقر أو غير مستقر - الكربوني والكبريتي). من حيث القوة، يمكن أن تكون الأحماض قوية: الكبريتيك، الهيدروكلوريك، النيتريك، البيركلوريك وغيرها، وكذلك ضعيفة: كبريتيد الهيدروجين، هيبوكلوروس وغيرها.

الكيمياء العضوية لا تقدم نفس التنوع. يتم تصنيف الأحماض ذات الطبيعة العضوية على أنها الأحماض الكربوكسيلية. هُم ميزة عامة- وجود المجموعة الوظيفية -COOH. على سبيل المثال، HCOOH (الفورميك)، CH 3 COOH (الخليك)، C 17 H 35 COOH (دهني) وغيرها.

هناك عدد من الأحماض التي يتم التركيز عليها بعناية خاصة عند النظر في هذا الموضوع في دورة الكيمياء المدرسية.

1. سوليانايا.
2. نتروجين.
3. أورثوفوسفوريك.
4. الهيدروبروميك.
5. فحم.
6. يوديد الهيدروجين.
7. الكبريتيك.
8. الخليك أو الإيثان.
9. البيوتان أو الزيت.
10. الجاوي.

هذه الأحماض العشرة في الكيمياء هي مواد أساسية للفصل المقابل سواء في الدورة المدرسية أو بشكل عام في الصناعة والتوليفات.

خصائص الأحماض غير العضوية

تشمل الخصائص الفيزيائية الرئيسية، أولاً وقبل كل شيء، حالة التجميع المختلفة. بعد كل شيء، هناك عدد من الأحماض التي لها شكل بلورات أو مساحيق (البوريك، أورثوفوسفوريك) في الظروف العادية. الغالبية العظمى من الأحماض غير العضوية المعروفة هي سوائل مختلفة. تختلف نقاط الغليان والانصهار أيضًا.

يمكن أن تسبب الأحماض حروقًا شديدة لأنها تمتلك القدرة على تدمير الأنسجة العضوية و تغطية الجلد. تستخدم المؤشرات للكشف عن الأحماض:

• الميثيل البرتقالي (في البيئة العادية - برتقالي، في الأحماض - أحمر)،
• عباد الشمس (بنفسجي محايد، بالأحماض - أحمر) أو البعض الآخر.

وتشمل أهم الخصائص الكيميائية القدرة على التفاعل مع المواد البسيطة والمعقدة.

عند التفاعل مع المعادن، لا تتفاعل جميع الأحماض بالتساوي. تتضمن الكيمياء (الصف التاسع) في المدرسة دراسة سطحية للغاية لمثل هذه التفاعلات، ومع ذلك، حتى في هذا المستوى يتم أخذ الخصائص المحددة لحمض النيتريك والكبريتيك المركز في الاعتبار عند التفاعل مع المعادن.

الهيدروكسيدات: القلويات، القواعد المذبذبة وغير القابلة للذوبان

الأكاسيد والأملاح والقواعد والأحماض - كل هذه الفئات من المواد لها طبيعة كيميائية مشتركة، موضحة ببنية الشبكة البلورية، وكذلك التأثير المتبادل للذرات في الجزيئات. ومع ذلك، إذا كان من الممكن إعطاء تعريف محدد جدًا للأكاسيد، فسيكون من الصعب القيام بذلك بالنسبة للأحماض والقواعد.

تمامًا مثل الأحماض، فإن القواعد، وفقًا لنظرية ED، هي مواد يمكن أن تتحلل في محلول مائي إلى كاتيونات معدنية Me n + وأنيونات مجموعات الهيدروكسيل OH - .

• قابل للذوبان أو القلوي ( أسباب قويةالمتغيرة التي تتكون من معادن المجموعتين الأولى والثانية. مثال: KOH، NaOH، LiOH (أي يتم أخذ عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية فقط في الاعتبار)؛
• قابل للذوبان قليلا أو غير قابل للذوبان (قوة متوسطة، لا تغير لون المؤشرات). مثال: هيدروكسيد المغنسيوم، الحديد (II)، (III) وغيرها.
• جزيئية (قواعد ضعيفة، في بيئة مائية تنفصل بشكل عكسي إلى جزيئات أيونية). مثال: N2H4، الأمينات، الأمونيا.
• هيدروكسيدات مذبذبة (إظهار خصائص الحمض الأساسي المزدوج). مثال: البريليوم والزنك وما إلى ذلك.

تتم دراسة كل مجموعة مقدمة في دورة الكيمياء المدرسية في قسم "الأساسيات". تتضمن الكيمياء في الصفوف 8-9 دراسة تفصيلية للقلويات والمركبات ضعيفة الذوبان.

الخصائص المميزة الرئيسية للقواعد

توجد جميع القلويات والمركبات القابلة للذوبان قليلاً في الطبيعة في حالة بلورية صلبة. وفي الوقت نفسه، تكون درجات حرارة انصهارها منخفضة عادةً، وتتحلل الهيدروكسيدات ضعيفة الذوبان عند تسخينها. لون القواعد مختلف. إذا القلويات أبيض، فإن البلورات ذات القواعد الجزيئية ضعيفة الذوبان يمكن أن تكون ذات ألوان مختلفة جدًا. يمكن العثور على قابلية ذوبان معظم مركبات هذه الفئة في الجدول الذي يعرض صيغ الأكاسيد والقواعد والأحماض والأملاح ويوضح قابليتها للذوبان.

يمكن للقلويات تغيير لون المؤشرات على النحو التالي: الفينول فثالين - قرمزي، برتقالي الميثيل - أصفر. يتم ضمان ذلك من خلال التواجد الحر لمجموعات الهيدروكسو في المحلول. هذا هو السبب في أن القواعد ضعيفة الذوبان لا تعطي مثل هذا التفاعل.

تختلف الخصائص الكيميائية لكل مجموعة من القواعد.

هذه هي معظم الخصائص الكيميائية التي تظهرها القواعد. كيمياء القواعد بسيطة للغاية وتتبع القوانين العامة لجميع المركبات غير العضوية.

فئة الأملاح غير العضوية. التصنيف والخصائص الفيزيائية

بناءً على أحكام ED، يمكن تسمية الأملاح بالمركبات غير العضوية التي تتفكك في محلول مائي إلى كاتيونات معدنية Me +n وأنيونات المخلفات الحمضية An n-. هكذا يمكنك أن تتخيل الأملاح. الكيمياء تعطي أكثر من تعريف، لكن هذا هو الأكثر دقة.

علاوة على ذلك، تنقسم جميع الأملاح حسب طبيعتها الكيميائية إلى:

• حمضية (تحتوي على كاتيون الهيدروجين). مثال: ناهسو4.
• أساسي (يحتوي على مجموعة الهيدروكسو). مثال: MgOHNO 3، FeOHCL 2.
• متوسط ​​(يتكون فقط من كاتيون فلز وبقايا حمض). مثال: كلوريد الصوديوم، CaSO4.
• مزدوج (يتضمن كاتيونين معدنيين مختلفين). مثال: NaAl(SO 4) 3.
• مجمع (مجمعات هيدروكسو ومجمعات مائية وغيرها). مثال: ك2.

تعكس صيغ الأملاح طبيعتها الكيميائية، وتشير أيضًا إلى التركيب النوعي والكمي للجزيء.

الأكاسيد والأملاح والقواعد والأحماض لها خصائص ذوبان مختلفة، والتي يمكن الاطلاع عليها في الجدول المقابل.

إذا كنا نتحدث عن حالة تجميع الأملاح، فمن الضروري أن نلاحظ توحيدها. وهي موجودة فقط في الحالات الصلبة أو البلورية أو المسحوقية. نطاق الألوان متنوع تمامًا. محاليل الأملاح المعقدة، كقاعدة عامة، لها ألوان مشرقة ومشبعة.

التفاعلات الكيميائية لفئة الأملاح المتوسطة

لديهم خصائص كيميائية مماثلة للقواعد والأحماض والأملاح. الأكاسيد، كما درسنا بالفعل، تختلف عنها إلى حد ما في هذا العامل.

في المجموع، يمكن تمييز 4 أنواع رئيسية من التفاعلات للأملاح المتوسطة.

I. التفاعل مع الأحماض (القوية فقط من وجهة نظر الضعف الجنسي) مع تكوين ملح آخر وحمض ضعيف:

KCNS + HCL = بوكل + HCNS

ثانيا. التفاعلات مع الهيدروكسيدات القابلة للذوبان منتجة الأملاح والقواعد غير القابلة للذوبان:

CuSO 4 + 2LiOH = 2LiSO 4 ملح قابل للذوبان + Cu(OH) 2 قاعدة غير قابلة للذوبان

ثالثا. التفاعل مع ملح آخر قابل للذوبان لتكوين ملح غير قابل للذوبان وملح قابل للذوبان:

PbCL 2 + Na 2 S = PbS + 2NaCL

رابعا. التفاعلات مع المعادن الموجودة في EHRNM على يسار المعدن الذي يشكل الملح. في هذه الحالة، يجب ألا يتفاعل المعدن المتفاعل مع الماء في الظروف العادية:

Mg + 2AgCL = MgCL 2 + 2Ag

هذه هي الأنواع الرئيسية من التفاعلات التي تميز الأملاح المتوسطة. تتحدث صيغ الأملاح المعقدة والأساسية والمزدوجة والحمضية عن نفسها عن خصوصية الخواص الكيميائية المعروضة.

تعكس صيغ الأكاسيد والقواعد والأحماض والأملاح الجوهر الكيميائي لجميع ممثلي هذه الفئات من المركبات غير العضوية، وبالإضافة إلى ذلك، تعطي فكرة عن اسم المادة ومكوناتها الخصائص الفيزيائية. لذلك يجب الانتباه إلى كتاباتهم انتباه خاص. يقدم لنا علم الكيمياء المذهل عمومًا مجموعة كبيرة ومتنوعة من المركبات. الأكاسيد والقواعد والأحماض والأملاح - هذه ليست سوى جزء من التنوع الهائل.