چرا نمک ها در آب حل می شوند؟ حلالیت نمک ها در آب در دمای اتاق جدول کامل حلالیت اسیدها.

جدول حلالیت عناصر شیمیایی جدولی است که محلولیت‌های معروف‌ترین اسیدها، بازها و نمک‌های معدنی در آب را نشان می‌دهد.

تعریف 1

جدول حلالیت شیمی حلالیت را در دمای 20 درجه سانتیگراد نشان می دهد، با افزایش دما، حلالیت افزایش می یابد.

ماده ای محلول در آب است اگر حلالیت آن بیشتر از 1 گرم در 100 گرم آب باشد و اگر کمتر از 0.1 گرم در 100 گرم باشد نامحلول است. برای مثال، با یافتن لیتیوم در جدول حلالیت در شیمی، می توانید مطمئن شوید که تقریباً همه نمک های آن محلول تشکیل می دهند.

روی انجیر 1 و شکل 2 عکس جدول کامل حلالیت در شیمی را با نام باقیمانده های اسید نشان می دهد.

شکل 1. جدول عکس حلالیت در شیمی 2018-2019

شکل 2. جدول شیمی با اسیدها و بقایای اسید

برای تشکیل نام نمک، باید از جدول تناوبی و حلالیت استفاده کنید. نام فلز از جدول تناوبی به نام باقیمانده اسید اضافه می شود، به عنوان مثال:

$\mathrm(Zn_3(PO_4)_2)$ - فسفات روی؛ $\mathrm(FeSO_4)$ - سولفات آهن (II).

در پرانتز با نام متنی، لازم است که ظرفیت فلز را در صورت وجود چندین مورد مشخص کنید. در مورد آهن نیز نمک $\mathrm(Fe_2(SO_4)_3)$ - سولفات آهن(III) وجود دارد.

آنچه را می توان با استفاده از جدول حلالیت در شیمی آموخت

جدول حلالیت مواد در شیمی با رسوب برای تعیین احتمال وقوع واکنش استفاده می شود، زیرا تشکیل یک رسوب یا گاز برای سیر برگشت ناپذیر واکنش ضروری است.

جدول حلالیت نمک ها، اسیدها و بازها پایه ای است که بدون آن تسلط کامل بر دانش شیمیایی غیرممکن است. حلالیت پایه ها و نمک ها به آموزش نه تنها به دانش آموزان، بلکه به افراد حرفه ای کمک می کند. ایجاد بسیاری از محصولات زندگی بدون این دانش امکان پذیر نیست.

جدول حلالیت اسیدها، نمک ها و بازها در آب

جدول حلالیت املاح و بازها در آب یک کتابچه راهنمای است که به تسلط بر مبانی شیمی کمک می کند. یادداشت های زیر به شما در درک جدول زیر کمک می کند.

• P - نشان دهنده یک ماده محلول است.
• H یک ماده نامحلول است.
• M - این ماده در محیط آبی کمی محلول است.
• RK - یک ماده تنها در صورت قرار گرفتن در معرض اسیدهای آلی قوی می تواند حل شود.
• خط تیره خواهد گفت که چنین موجودی در طبیعت وجود ندارد.
• NK - در اسیدها یا آب حل نمی شود.
• ? - علامت سوال نشان می دهد که امروزه اطلاعات دقیقی در مورد انحلال این ماده وجود ندارد.

اغلب، این جدول توسط شیمیدانان و دانش آموزان مدرسه، دانش آموزان برای تحقیقات آزمایشگاهی استفاده می شود، که در طی آن لازم است شرایط برای وقوع واکنش های خاص ایجاد شود. با توجه به جدول، معلوم می شود که چگونه این ماده در یک محیط هیدروکلریک یا اسیدی رفتار می کند، آیا رسوب ممکن است. رسوب در حین تحقیق و آزمایش نشان دهنده برگشت ناپذیری واکنش است. این نکته قابل توجهی است که می تواند بر روند کل کار آزمایشگاهی تأثیر بگذارد.

آب یکی از ترکیبات شیمیایی اصلی سیاره ماست. یکی از جالب ترین خواص آن توانایی تشکیل محلول های آبی است. و در بسیاری از زمینه های علم و فناوری، حلالیت نمک در آب نقش مهمی دارد.

حلالیت به عنوان توانایی مواد مختلف برای تشکیل مخلوط های همگن (همگن) با مایعات - حلال ها درک می شود. حجم ماده ای است که برای حل کردن و تشکیل محلول اشباع استفاده می شود که حلالیت آن را تعیین می کند، قابل مقایسه با کسر جرمی این ماده یا مقدار آن در یک محلول غلیظ.

نمک ها با توجه به قابلیت حل شدن به صورت زیر طبقه بندی می شوند:

• مواد محلول شامل موادی است که می توانند در 100 گرم آب بیش از 10 گرم حل شوند.
• کم محلول آنهایی هستند که مقدار آنها در حلال از 1 گرم تجاوز نکند.
• غلظت نامحلول در 100 گرم آب کمتر از 0.01 است.

در صورتی که قطبیت ماده مورد استفاده برای انحلال مشابه قطبیت حلال باشد، محلول است. در قطب های مختلف، به احتمال زیاد، امکان رقیق کردن ماده وجود ندارد.

چگونه انحلال رخ می دهد

اگر در مورد حل شدن نمک در آب صحبت کنیم، برای اکثر نمک ها این یک بیانیه منصفانه است. جدول خاصی وجود دارد که با توجه به آن می توانید میزان حلالیت را به دقت تعیین کنید. از آنجایی که آب یک حلال جهانی است، به خوبی با سایر مایعات، گازها، اسیدها و نمک ها مخلوط می شود.

یکی از واضح ترین نمونه های حل شدن یک جامد در آب را می توان تقریباً هر روز در آشپزخانه مشاهده کرد، در حالی که ظروف را با استفاده از نمک خوراکی آماده می کند. پس چرا نمک در آب حل می شود؟

از درس شیمی مدرسه، بسیاری به یاد می آورند که مولکول های آب و نمک قطبی هستند. این بدان معنی است که قطب های الکتریکی آنها مخالف یکدیگر هستند که منجر به ثابت دی الکتریک بالا می شود. مولکول های آب یون های ماده دیگری را احاطه می کنند، به عنوان مثال، مانند مورد ما، NaCl. در این حالت مایعی تشکیل می شود که قوام آن همگن است.

اثر دما

عوامل متعددی بر حلالیت نمک ها تأثیر می گذارد. اول از همه، این دمای حلال است. هرچه بالاتر باشد، مقدار ضریب انتشار ذرات در مایع بیشتر است و انتقال جرم سریعتر انجام می شود.

اگرچه برای مثال، حلالیت نمک معمولی (NaCl) در آب عملاً به دما بستگی ندارد، زیرا ضریب حلالیت آن در دمای 20 درجه سانتیگراد 35.8 و در دمای 78 درجه سانتیگراد 38.0 است. اما سولفات مس (CaSO4) با افزایش دما آب بدتر حل می شود

سایر عوامل موثر بر حلالیت عبارتند از:

1. اندازه ذرات محلول - با یک منطقه بزرگتر از جداسازی فاز، انحلال سریعتر اتفاق می افتد.
2. یک فرآیند اختلاط که وقتی به شدت انجام می شود، به انتقال جرم کارآمدتر کمک می کند.
3. وجود ناخالصی ها: برخی فرآیند انحلال را تسریع می کنند، در حالی که برخی دیگر، مانع از انتشار، سرعت فرآیند را کاهش می دهند.

ویدئویی در مورد مکانیسم انحلال نمک

کاتیون ها	آنیون ها
F-	Cl-	br-	من-	S2-	شماره 3 -	CO 3 2-	SiO 3 2-	SO 4 2-	PO 4 3-
Na+	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر
K+	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر
NH4+	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر	آر
Mg2+	RK	آر	آر	آر	م	آر	اچ	RK	آر	RK
Ca2+	NK	آر	آر	آر	م	آر	اچ	RK	م	RK
Sr2+	NK	آر	آر	آر	آر	آر	اچ	RK	RK	RK
Ba 2+	RK	آر	آر	آر	آر	آر	اچ	RK	NK	RK
sn 2+	آر	آر	آر	م	RK	آر	اچ	اچ	آر	اچ
Pb 2+	اچ	م	م	م	RK	آر	اچ	اچ	اچ	اچ
Al 3+	م	آر	آر	آر	جی	آر	جی	NK	آر	RK
Cr3+	آر	آر	آر	آر	جی	آر	جی	اچ	آر	RK
Mn2+	آر	آر	آر	آر	اچ	آر	اچ	اچ	آر	اچ
Fe2+	م	آر	آر	آر	اچ	آر	اچ	اچ	آر	اچ
Fe3+	آر	آر	آر	-	-	آر	جی	اچ	آر	RK
Co2+	م	آر	آر	آر	اچ	آر	اچ	اچ	آر	اچ
Ni2+	م	آر	آر	آر	RK	آر	اچ	اچ	آر	اچ
Cu2+	م	آر	آر	-	اچ	آر	جی	اچ	آر	اچ
Zn2+	م	آر	آر	آر	RK	آر	اچ	اچ	آر	اچ
سی دی 2+	آر	آر	آر	آر	RK	آر	اچ	اچ	آر	اچ
Hg2+	آر	آر	م	NK	NK	آر	اچ	اچ	آر	اچ
جیوه 2 2+	آر	NK	NK	NK	RK	آر	اچ	اچ	م	اچ
Ag+	آر	NK	NK	NK	NK	آر	اچ	اچ	م	اچ

افسانه:

P - ماده بسیار محلول در آب است. M - کمی محلول؛ H - عملا در آب نامحلول است، اما به راحتی در اسیدهای ضعیف یا رقیق حل می شود. RK - نامحلول در آب و محلول فقط در اسیدهای معدنی قوی؛ NK - نامحلول نه در آب و نه در اسیدها. ز - در هنگام انحلال کاملاً هیدرولیز می شود و در تماس با آب وجود ندارد. خط تیره یعنی اصلا چنین ماده ای وجود ندارد.

در محلول های آبی، نمک ها به طور کامل یا جزئی به یون ها تجزیه می شوند. نمکهای اسیدهای ضعیف و/یا بازهای ضعیف تحت هیدرولیز قرار می گیرند. محلول‌های نمک آبی حاوی یون‌های هیدراته، جفت‌های یونی و اشکال شیمیایی پیچیده‌تر از جمله محصولات هیدرولیز و غیره هستند. تعدادی از نمک‌ها نیز در الکل‌ها، استون، آمیدهای اسیدی و سایر حلال‌های آلی محلول هستند.

از محلول های آبی، نمک ها می توانند به شکل هیدرات های کریستالی، از محلول های غیر آبی - به شکل حلال های کریستالی، به عنوان مثال CaBr 2 3C 2 H 5 OH، متبلور شوند.

داده‌های مربوط به فرآیندهای مختلفی که در سیستم‌های آب نمک رخ می‌دهند، در مورد حلالیت نمک‌ها در حضور مشترک آنها بسته به دما، فشار و غلظت، در مورد ترکیب فازهای جامد و مایع را می‌توان با مطالعه نمودارهای حلالیت سیستم‌های آب نمک به دست آورد.

روش های کلی برای سنتز نمک ها

1. بدست آوردن نمک های متوسط:

1) فلز با غیر فلز: 2Na + Cl 2 = 2NaCl

2) فلز با اسید: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3) فلز با محلول نمک فلز کمتر فعال Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4) اکسید بازی با اکسید اسید: MgO + CO 2 = MgCO 3

5) اکسید بازی با اسید CuO + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + H 2 O

6) بازهای با اکسید اسیدی Ba (OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O

7) بازهای دارای اسید: Ca (OH) 2 + 2HCl \u003d CaCl 2 + 2H 2 O

8) نمک های اسیدی: MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O + CO 2

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl

9) محلول پایه با محلول نمک: Ba (OH) 2 + Na 2 SO 4 \u003d 2NaOH + BaSO 4

10) محلول های دو نمک 3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6 NaCl

2. بدست آوردن نمکهای اسیدی:

1. برهمکنش اسید با فقدان باز. KOH + H 2 SO 4 \u003d KHSO 4 + H 2 O

2. برهمکنش یک باز با بیش از حد اکسید اسید

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

3. برهمکنش یک نمک متوسط ​​با اسید Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 \u003d 3Ca (H 2 PO 4) 2

3. بدست آوردن نمکهای اساسی:

1. هیدرولیز نمک های تشکیل شده توسط یک باز ضعیف و یک اسید قوی

ZnCl 2 + H 2 O \u003d Cl + HCl

2. افزودن (قطره به قطره) مقدار کمی قلیا به محلول نمکهای فلزی متوسط ​​AlCl 3 + 2NaOH = Cl + 2NaCl

3. برهمکنش نمکهای اسیدهای ضعیف با نمکهای متوسط

2MgCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d 2 CO 3 + CO 2 + 4 NaCl

4. بدست آوردن نمک های پیچیده:

1. واکنش نمک ها با لیگاندها: AgCl + 2NH 3 = Cl

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

5. بدست آوردن املاح مضاعف:

1. تبلور مشترک دو نمک:

Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 24H 2 O \u003d 2 + NaCl

4. واکنش های ردوکس ناشی از خواص کاتیون یا آنیون. 2KMnO 4 + 16HCl = 2MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 + 8H 2 O

2. خواص شیمیایی نمک های اسیدی:

1. تجزیه حرارتی با تشکیل نمک متوسط

Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

2. تعامل با قلیایی. به دست آوردن نمک متوسط

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

3. خواص شیمیایی نمک های اساسی:

1. تجزیه حرارتی. 2 CO 3 \u003d 2CuO + CO 2 + H 2 O

2. برهمکنش با اسید: تشکیل نمک متوسط.

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

4. خواص شیمیایی نمک های پیچیده:

1. تخریب کمپلکس ها به دلیل تشکیل ترکیبات کم محلول:

2Cl + K 2 S \u003d CuS + 2KCl + 4NH 3

2. تبادل لیگاندها بین کره بیرونی و داخلی.

K 2 + 6H 2 O \u003d Cl 2 + 2KCl

5. خواص شیمیایی نمک های مضاعف:

1. برهمکنش با محلول های قلیایی: KCr(SO 4) 2 + 3KOH = Cr(OH) 3 + 2K 2 SO 4

2. بازیابی: KCr (SO 4) 2 + 2H ° (روی، H 2 SO 4 رقیق شده) \u003d 2CrSO 4 + H 2 SO 4 + K 2 SO 4

مواد اولیه برای تولید صنعتی تعدادی نمک کلرید، سولفات ها، کربنات ها، بورات های سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آب دریا و اقیانوس، نمک های طبیعی تشکیل شده در طی تبخیر آن و رسوبات جامد نمک ها می باشد. برای گروهی از مواد معدنی که رسوبات نمکی را تشکیل می‌دهند (سولفات‌ها و کلریدهای سدیم، پتاسیم و منیزیم)، از نام رمز «نمک‌های طبیعی» استفاده می‌شود. بزرگترین ذخایر نمک های پتاسیم در روسیه (Solikamsk)، کانادا و آلمان، ذخایر قدرتمند سنگ معدن فسفات - در شمال آفریقا، روسیه و قزاقستان، NaNO3 - در شیلی واقع شده است.

نمک ها در صنایع غذایی، شیمیایی، متالورژی، شیشه، چرم، نساجی، کشاورزی، پزشکی و غیره کاربرد دارند.

انواع اصلی نمک

1. بورات ها (oxoborates)، نمک های اسیدهای بوریک: متابوریک HBO 2، orthoboric H 3 BO 3 و اسیدهای پلی بوریک که در حالت آزاد جدا نشده اند. با توجه به تعداد اتم های بور موجود در مولکول به مونو-، دی، تترا-، هگزابورات و غیره تقسیم می شوند که بر اساس اسیدهای تشکیل دهنده آنها و بر اساس تعداد مول های B 2 O 3، بورات ها نیز نامیده می شوند. به ازای هر 1 مول از اکسید پایه. بنابراین متابورات‌های مختلف را می‌توان مونوبورات نامید که حاوی یک آنیون B (OH) 4 یا یک آنیون زنجیره‌ای (BO 2) باشند. n n -دیبورات ها - اگر حاوی یک آنیون دوتایی زنجیره ای باشند (B 2 O 3 (OH) 2) n 2n-تریبورات ها - اگر حاوی آنیون حلقه ای باشند (B 3 O 6) 3-.

ساختار بورات ها شامل گروه های بور-اکسیژن است - "بلوک ها" حاوی 1 تا 6 و گاهی اوقات 9 اتم بور، به عنوان مثال:

تعداد هماهنگی اتم های بور 3 (گروه های مثلثی بور-اکسیژن) یا 4 (گروه های چهار وجهی) است. گروه های بور-اکسیژن اساس نه تنها جزیره، بلکه ساختارهای پیچیده تر - زنجیره ای، لایه ای و پلیمریزه چارچوب هستند. دومی در نتیجه حذف آب در مولکول های بورات های هیدراته و ظهور پیوندهای پل زدنی از طریق اتم های اکسیژن تشکیل می شود. این فرآیند گاهی اوقات با شکستن پیوند B-O در پلی آنیون ها همراه است. پلیانیون ها می توانند گروه های جانبی - چهار وجهی بور-اکسیژن یا مثلث ها، دایمرهای آنها یا آنیون های خارجی را بچسبانند.

آمونیوم، قلیایی و همچنین سایر فلزات در حالت اکسیداسیون +1 اغلب متابورات های هیدراته و بی آب از نوع MBO 2، M 2 B 4 O 7 تتربورات ها، MB 5 O 8 پنتابورات ها و همچنین M 4 B 10 O 17 را تشکیل می دهند. decaborates n H 2 O. خاک قلیایی و سایر فلزات در حالت اکسیداسیون + 2 معمولا متابورات هیدراته، M 2 B 6 O 11 تری بورات و MB 6 O 10 هگزابورات می دهند. و همچنین متا، ارتو و تترابورات های بی آب. فلزات در حالت اکسیداسیون + 3 با ارتوبورات های MBO 3 هیدراته و بی آب مشخص می شوند.

بورات ها مواد یا کریستال های بی رنگ بی رنگ هستند (عمدتا با ساختار کم متقارن - مونوکلینیک یا لوزی). برای بورات های بی آب، نقطه ذوب در محدوده 500 تا 2000 درجه سانتیگراد است. پر ذوب ترین متابورات ها قلیایی و ارتو و متابورات های فلزات قلیایی خاکی هستند. بیشتر بورات‌ها وقتی مذاب‌هایشان سرد می‌شوند به راحتی شیشه‌ها را تشکیل می‌دهند. سختی بورات های هیدراته در مقیاس Mohs 2-5، بی آب - تا 9 است.

مونوبورات های هیدراته آب تبلور را تا 180 درجه سانتیگراد از دست می دهند، پلی بورات ها - در دمای 300-500 درجه سانتیگراد. حذف آب به دلیل گروه های OH , هماهنگ در اطراف اتم های بور تا 750 درجه سانتیگراد رخ می دهد. با کم آبی کامل، مواد آمورف تشکیل می شود که در 500-800 درجه سانتیگراد در بیشتر موارد تحت "بازآرایی بورات" - تبلور، همراه با تجزیه جزئی با انتشار B 2 O 3 (برای پلی بورات ها).

بورات های فلز قلیایی، آمونیوم و T1(I) در آب محلول هستند (به ویژه متا و پنتابورات ها)، در محلول های آبی هیدرولیز می شوند (محلول ها واکنش قلیایی دارند). بیشتر بورات ها به راحتی توسط اسیدها تجزیه می شوند، در برخی موارد توسط عمل CO 2. و SO2؛. بورات های قلیایی خاکی و فلزات سنگین با محلول های قلیایی، کربنات ها و بی کربنات های فلزات قلیایی برهم کنش دارند. بورات های بی آب از نظر شیمیایی پایدارتر از هیدراته هستند. با برخی از الکل ها، به ویژه با گلیسرول، بورات ها مجتمع های محلول در آب را تشکیل می دهند. تحت اثر عوامل اکسید کننده قوی، به ویژه H 2 O 2، یا در طی اکسیداسیون الکتروشیمیایی، بورات ها به پراکسوبورات ها تبدیل می شوند. .

حدود 100 بورات طبیعی شناخته شده است که عمدتاً نمک های سدیم، منیزیم، کلسیم، آهن هستند.

بورات های هیدراته از طریق: خنثی سازی H 3 BO 3 با اکسیدهای فلزی، هیدروکسیدها یا کربنات ها به دست می آیند. واکنش های تبادل بورات های فلز قلیایی، اغلب Na، با نمک های فلزات دیگر. واکنش تبدیل متقابل بوراتهای کم محلول با محلولهای آبی بوراتهای فلز قلیایی. فرآیندهای هیدروترمال با استفاده از هالیدهای فلز قلیایی به عنوان مواد افزودنی معدنی بورات های بی آب از همجوشی یا تف جوشی B 2 O 3 با اکسیدهای فلزی یا کربنات ها یا از آبگیری هیدرات ها به دست می آیند. تک بلورها در محلول های بورات ها در اکسیدهای مذاب رشد می کنند، به عنوان مثال Bi 2 O 3 .

از بورات ها استفاده می شود: برای به دست آوردن سایر ترکیبات بور. به عنوان اجزای شارژ در تولید شیشه، لعاب، لعاب، سرامیک؛ برای پوشش ها و اشباع های مقاوم در برابر آتش؛ به عنوان اجزای شار برای تصفیه، جوشکاری و لحیم کاری فلز. به عنوان رنگدانه و پرکننده رنگ و لاک؛ به عنوان موادی در رنگرزی، بازدارنده های خوردگی، اجزای الکترولیت ها، فسفرها و غیره. بوراکس و کلسیم بورات ها بیشترین کاربرد را دارند.

2. هالیدها، ترکیبات شیمیایی هالوژن ها با عناصر دیگر. هالیدها معمولاً شامل ترکیباتی هستند که در آنها اتم های هالوژن الکترونگاتیوی بالاتری نسبت به عنصر دیگر دارند. هالیدها He، Ne و Ar را تشکیل نمی دهند. به هالیدهای ساده یا باینری EX n (n- اغلب یک عدد صحیح از 1 برای مونو هالیدها تا 7 برای IF 7 و ReF 7، اما می تواند کسری نیز باشد، برای مثال 7/6 برای Bi 6 Cl 7) به ویژه شامل نمک های اسیدهای هیدروهالیک و ترکیبات اینتر هالوژن (برای به عنوان مثال، هالوفلوریدها). همچنین هالیدهای مخلوط، پلی هالیدها، هیدروهالیدها، اگزوهالیدها، اکسی هالیدها، هیدروکسو هالیدها، تیوهالیدها و هالیدهای پیچیده نیز وجود دارد. حالت اکسیداسیون هالوژن ها در هالیدها معمولاً 1- است.

با توجه به ماهیت پیوند عنصر - هالوژن، هالیدهای ساده به یونی و کووالانسی تقسیم می شوند. در واقعیت، روابط ماهیت مختلط با غلبه مشارکت یک یا آن مؤلفه دارند. هالیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، و همچنین بسیاری از مونو و دی هالیدهای سایر فلزات، نمک های معمولی هستند که در آنها ماهیت یونی پیوند غالب است. اکثر آنها نسبتاً نسوز، کم فرار، بسیار محلول در آب هستند. در محلول های آبی تقریباً به طور کامل به یون تجزیه می شوند. تری هالیدهای عناصر کمیاب خاکی دارای خواص نمکها هستند. حلالیت آب هالیدهای یونی به طور کلی از یدیدها به فلوراید کاهش می یابد. کلریدها، برومیدها و یدیدهای Ag + , Сu + , Hg + و Pb 2 + در آب کم محلول هستند.

افزایش تعداد اتم های هالوژن در هالیدهای فلزی یا نسبت بار فلز به شعاع یون آن منجر به افزایش جزء کووالانسی پیوند، کاهش حلالیت در آب و پایداری حرارتی هالیدها و افزایش می شود. در فرار، افزایش در اکسیداسیون، توانایی و تمایل به هیدرولیز. این وابستگی ها برای متال هالیدهای همان دوره و در سری هالیدهای همان فلز مشاهده می شود. ردیابی آنها بر اساس مثال خواص حرارتی آسان است. به عنوان مثال، برای متال هالیدهای دوره چهارم، نقطه ذوب و جوش به ترتیب 771 و 1430 درجه سانتی گراد برای KC1، 772 و 1960 درجه سانتی گراد برای CaCl 2، 967 و 975 درجه سانتی گراد برای ScCl 3، 24.1- و 136 درجه سانتی گراد است. برای TiCl 4. برای UF 3، نقطه ذوب ~ 1500 درجه سانتی گراد، UF 4 1036 درجه سانتی گراد، UF 5 348 درجه سانتی گراد، UF 6 64.0 درجه سانتی گراد است. در سری ترکیبات EC nبا همان nکووالانسی پیوند معمولاً با رفتن از فلوراید به کلرید افزایش می یابد و با رفتن از دومی به برومیدها و یدیدها کاهش می یابد. بنابراین، برای AlF 3، دمای تصعید 1280 درجه سانتیگراد، A1C1 3 180 درجه سانتیگراد، نقطه جوش A1Br 3 254.8 درجه سانتیگراد، AlI 3 407 درجه سانتیگراد است. در سری ZrF 4 , ZrCl 4 ZrBr 4 , ZrI 4 دمای تصعید به ترتیب 906، 334، 355 و 418 درجه سانتی گراد است. در رده های MF nو MS1 nدر جایی که M فلزی از یک زیرگروه است، کووالانسی پیوند با افزایش جرم اتمی فلز کاهش می‌یابد. فلوریدها و کلریدهای فلزی کمی با سهم تقریباً مشابه اجزای پیوند یونی و کووالانسی وجود دارد.

میانگین انرژی پیوند عنصر - هالوژن هنگام انتقال از فلوراید به یدید و با افزایش کاهش می یابد n(جدول را ببینید).

بسیاری از هالیدهای فلزی حاوی اتم های O جدا شده یا پل زدنی (به ترتیب اکسو و اکسی هالیدها)، به عنوان مثال، اکسوتری فلوراید وانادیم VOF 3، نیوبیم دی اکسی فلوراید NbO 2 F، تنگستن دی اکسودی یدید WO 2 I 2.

هالیدهای پیچیده (هالوژنومتالاتها) حاوی آنیونهای پیچیده هستند که در آنها اتمهای هالوژن لیگاند هستند، به عنوان مثال، هگزا کلروپلاتینات پتاسیم (IV) K2، سدیم هپتا فلوروتانتالات (V) Na، لیتیوم هگزافلوئوروآرسنات (V) Li. فلوئورو، اکسوفلوئورو و کلرو متالات بالاترین پایداری حرارتی را دارند. از نظر ماهیت پیوندها، ترکیبات یونی با کاتیون های NF 4 + , N 2 F 3 + , C1F 2 + , XeF + و سایرین به هالیدهای پیچیده نزدیک هستند.

بسیاری از هالیدها با ارتباط و پلیمریزاسیون در فازهای مایع و گاز با تشکیل پیوندهای پل مشخص می شوند. مستعدترین هالیدهای فلزات گروه I و II، AlCl 3، پنتافلوریدهای Sb و فلزات واسطه، اکسوفلووریدهای ترکیب MOF 4 هستند. به عنوان مثال، هالیدهای شناخته شده با پیوند فلز-فلز. Cl-Hg-Hg-Cl.

فلورایدها از نظر خواص به طور قابل توجهی با سایر هالیدها متفاوت هستند. اما در هالیدهای ساده، این تفاوت ها نسبت به خود هالوژن ها کمتر و در هالیدهای پیچیده، کمتر از هالوژن های ساده است.

بسیاری از هالیدهای کووالانسی (به ویژه فلوریدها) اسیدهای لوئیس قوی هستند، به عنوان مثال. AsF 5 , SbF 5 , BF 3 , A1C1 3 . فلورایدها بخشی از سوپراسیدها هستند. هالیدهای بالاتر توسط فلزات و هیدروژن احیا می شوند، به عنوان مثال:

5WF 6 + W = 6WF 5

TiCl 4 + 2Mg \u003d Ti + 2MgCl 2

UF 6 + H 2 \u003d UF 4 + 2HF

هالیدهای فلزی گروه های V-VIII، به جز کروم و منگنز، توسط H 2 به فلزات کاهش می یابد، به عنوان مثال:

WF 6 + ZN 2 = W + 6HF

بسیاری از هالیدهای فلزی کووالانسی و یونی با یکدیگر تعامل می کنند و هالیدهای پیچیده را تشکیل می دهند، به عنوان مثال:

KC1 + TaCl 5 = K

هالوژن های سبک تر می توانند هالوژن های سنگین تر را از هالیدها جدا کنند. اکسیژن می تواند هالیدها را با آزادسازی C1 2 , Br 2 و I 2 اکسید کند. یکی از واکنش های مشخصه هالیدهای کووالانسی برهمکنش با آب (هیدرولیز) یا بخارات آن هنگام گرم شدن (پیروهیدرولیز) است که منجر به تشکیل اکسیدها، اکسی یا اکسو هالیدها، هیدروکسیدها و هالیدهای هیدروژن می شود.

هالیدها مستقیماً از عناصر، از برهمکنش هالیدهای هیدروژن یا اسیدهای هیدروهالیک با عناصر، اکسیدها، هیدروکسیدها یا نمکها و همچنین با واکنشهای تبادلی به دست می آیند.

هالیدها به طور گسترده در مهندسی به عنوان مواد اولیه برای تولید هالوژن ها، فلزات قلیایی و قلیایی خاکی و به عنوان اجزای شیشه ها و سایر مواد معدنی استفاده می شوند. آنها محصولات واسطه ای در تولید فلزات کمیاب و غیرآهنی، U، Si، Ge و غیره هستند.

در طبیعت، هالیدها کلاس‌های جداگانه‌ای از کانی‌ها را تشکیل می‌دهند که شامل فلوریدها (مانند کانی‌های فلوریت، کرایولیت) و کلریدها (سیلویت، کارنالیت) می‌شوند. برم و ید در برخی از کانی ها به صورت ناخالصی های ایزومورف وجود دارند. مقدار قابل توجهی هالید در آب دریاها و اقیانوس ها، نمک و آب نمک های زیرزمینی یافت می شود. برخی از هالیدها مانند NaCl، KC1، CaCl 2 بخشی از موجودات زنده هستند.

3. کربناتها (از لات. carbo، genus case carbonis coal)، نمکهای اسید کربنیک. کربنات های متوسط ​​با آنیون CO 3 2- و اسیدی یا بی کربنات ها (بی کربنات های منسوخ) با آنیون HCO 3 وجود دارد. کربنات ها مواد کریستالی هستند. اکثر نمک های فلزی متوسط ​​در حالت اکسیداسیون + 2 به شکل شش ضلعی متبلور می شوند. نوع شبکه ای از کلسیت یا نوع لوزی شکل آراگونیت.

از کربنات های متوسط، تنها نمک های فلزات قلیایی، آمونیوم و Tl (I) در آب حل می شوند. در نتیجه هیدرولیز قابل توجه، محلول های آنها یک واکنش قلیایی دارند. سخت ترین کربنات های فلزی محلول در حالت اکسیداسیون + 2. برعکس، همه بی کربنات ها در آب بسیار محلول هستند. در طی واکنش های تبادلی در محلول های آبی بین نمک های فلزی و Na 2 CO 3، رسوبات کربنات های متوسط ​​زمانی تشکیل می شوند که حلالیت آنها بسیار کمتر از هیدروکسیدهای مربوطه باشد. این مورد برای Ca، Sr و آنالوگهای آنها، لانتانیدها، Ag(I)، Mn(II)، سرب(II)، و Cd(II) است. کاتیون‌های باقی‌مانده، هنگام برهمکنش با کربنات‌های محلول در نتیجه هیدرولیز، می‌توانند کربنات‌های متوسط، بلکه پایه یا حتی هیدروکسید به دست آورند. کربنات‌های متوسط ​​حاوی کاتیون‌های چند باردار گاهی اوقات می‌توانند از محلول‌های آبی در حضور بیش از حد زیاد CO 2 رسوب کنند.

خواص شیمیایی کربنات ها به دلیل تعلق آنها به کلاس نمک های معدنی اسیدهای ضعیف است. ویژگی های مشخصه کربنات ها با حلالیت ضعیف آنها و همچنین ناپایداری حرارتی خود کرابونات ها و H2CO3 مرتبط است. این خواص در آنالیز کرابونات ها یا بر اساس تجزیه آنها توسط اسیدهای قوی و جذب کمی CO 2 آزاد شده در این مورد توسط یک محلول قلیایی یا بر اساس رسوب یون CO 3 2- از محلول در شکل ВаСО 3 . تحت تأثیر بیش از حد CO 2 بر روی رسوب یک کربنات متوسط ​​در یک محلول، یک بی کربنات تشکیل می شود، به عنوان مثال: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2. وجود بی کربنات در آب طبیعی سختی موقت آن را تعیین می کند. هیدروکربنات ها با حرارت دادن جزئی در دمای پایین دوباره به کربنات های متوسط ​​تبدیل می شوند که پس از حرارت دادن به اکسید و CO 2 تجزیه می شوند. هر چه فلز فعال تر باشد دمای تجزیه کربنات آن بیشتر می شود. بنابراین، Na 2 CO 3 بدون تجزیه در 857 درجه سانتیگراد ذوب می شود و برای کربناتهای Ca، Mg و Al، فشارهای تجزیه تعادلی به ترتیب در دماهای 820، 350 و 100 درجه سانتیگراد به 0.1 مگاپاسکال می رسد.

کربنات ها در طبیعت بسیار گسترده هستند که به دلیل مشارکت CO 2 و H 2 O در فرآیندهای تشکیل مواد معدنی است. کربنات ها نقش زیادی در تعادل جهانی بین CO 2 گازی موجود در جو و CO 2 محلول دارند .

و یون های HCO 3 - و CO 3 2- در هیدروسفر و نمک های جامد در لیتوسفر. مهم ترین کانی ها عبارتند از کلسیت CaCO 3، منیزیت MgCO 3، سیدریت FeCO 3، اسمیتسونیت ZnCO 3 و برخی دیگر.سنگ آهک عمدتاً از کلسیت یا بقایای اسکلت کلسیتی موجودات و به ندرت از آراگونیت تشکیل شده است. کربنات های هیدراته طبیعی فلزات قلیایی و منیزیم نیز شناخته شده اند (به عنوان مثال، MgCO 3 ZH 2 O، Na 2 CO 3 10H 2 O)، کربنات های دوگانه [به عنوان مثال، دولومیت CaMg (CO 3) 2، تاج و تخت Na 2 CO 3 NaHCO 3 2H 2 O] و اساسی [مالاکیت CuCO 3 Cu(OH) 2، هیدروسروسیت 2РbСО 3 Pb(OH) 2].

مهمترین آنها کربنات پتاسیم، کربنات کلسیم و کربنات سدیم است. بسیاری از کربنات‌های طبیعی، سنگ‌های فلزی بسیار ارزشمندی هستند (به عنوان مثال، کربنات‌های روی، آهن، منگنز، سرب، مس). بی‌کربنات‌ها نقش فیزیولوژیکی مهمی دارند، زیرا مواد بافری هستند که ثبات pH خون را تنظیم می‌کنند.

4. نیترات ها، نمک های اسید نیتریک HNO 3. تقریباً برای تمام فلزات شناخته شده است. هر دو به شکل نمک های بی آب M (NO 3) وجود دارند. n (n- درجه اکسیداسیون فلز M) و به شکل هیدرات های کریستالی M (NO 3) n ایکس H 2 O ( ایکس= 1-9). از محلول های آبی در دمای نزدیک به دمای اتاق، فقط نیترات های فلز قلیایی بدون آب متبلور می شوند، بقیه به شکل هیدرات های کریستالی. خواص فیزیکوشیمیایی نیترات بی آب و هیدراته یک فلز می تواند بسیار متفاوت باشد.

ترکیبات کریستالی بی آب نیترات های عنصر d رنگی هستند. به طور معمول، نیترات ها را می توان به ترکیباتی با یک نوع پیوند عمدتا کووالانسی (نمک های Be، Cr، Zn، Fe، و سایر فلزات واسطه) و با یک نوع پیوند عمدتا یونی (نمک های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی) تقسیم کرد. نیترات های یونی با پایداری حرارتی بالاتر، غلبه ساختارهای کریستالی با تقارن بالاتر (مکعب)، و عدم شکافتن باندهای یون نیترات در طیف IR مشخص می شوند. نیترات های کووالانسی حلالیت بالاتری در حلال های آلی دارند، پایداری حرارتی کمتری دارند، طیف IR آنها پیچیده تر است. برخی از نیترات های کووالانسی در دمای اتاق فرار هستند و هنگامی که در آب حل می شوند با آزاد شدن اکسیدهای نیتروژن تا حدی تجزیه می شوند.

تمام نیترات های بی آب به دلیل وجود یون NO 3 دارای خواص اکسید کننده قوی هستند، در حالی که توانایی اکسیداسیون آنها هنگام حرکت از نیترات یونی به کووالانسی افزایش می یابد. دومی در محدوده 100-300 درجه سانتیگراد، یونی - در 400-600 درجه سانتیگراد تجزیه می شود (NaNO 3، KNO 3 و برخی دیگر در هنگام گرم شدن ذوب می شوند). محصولات تجزیه در فاز جامد و مایع. به طور متوالی نیتریت ها، اکسونیترات ها و اکسیدها هستند، گاهی اوقات - فلزات آزاد (زمانی که اکسید ناپایدار است، به عنوان مثال Ag 2 O)، و در فاز گاز - NO، NO 2، O 2 و N 2. ترکیب محصولات تجزیه به ماهیت فلز و درجه اکسیداسیون آن، سرعت گرمایش، دما، ترکیب محیط گازی و سایر شرایط بستگی دارد. NH 4 NO 3 منفجر می شود و هنگامی که به سرعت گرم می شود می تواند با یک انفجار تجزیه شود، در این حالت N 2 ، O 2 و H 2 O تشکیل می شود. هنگامی که به آرامی گرم می شود، به N 2 O و H 2 O تجزیه می شود.

یون آزاد NO 3 - در فاز گاز دارای ساختار هندسی مثلث متساوی الاضلاع با اتم N در مرکز، زاویه ONO ~ 120 درجه و طول پیوند N-O 0.121 نانومتر است. در نیترات های کریستالی و گازی، یون NO 3 - اساساً شکل و اندازه خود را حفظ می کند که فضا و ساختار نیترات ها را تعیین می کند. یون NO 3 - می تواند به عنوان یک لیگاند تک، دو، سه گانه یا پل زدن عمل کند، بنابراین نیترات ها با طیف گسترده ای از انواع ساختارهای کریستالی مشخص می شوند.

فلزات واسطه در حالت های اکسیداسیون بالا به دلیل فضایی. مشکلات نمی توانند نیترات های بی آب را تشکیل دهند و با اکسونیترات ها مشخص می شوند، برای مثال UO 2 (NO 3) 2، NbO (NO 3) 3. نیترات ها تعداد زیادی نمک دوتایی و پیچیده را با یون NO 3 در کره داخلی تشکیل می دهند. در محیط های آبی، در نتیجه هیدرولیز، کاتیون های فلزات واسطه هیدروکسونیترات ها (نیترات های اساسی) با ترکیب متغیر را تشکیل می دهند که می توانند در حالت جامد نیز جدا شوند.

نیترات های هیدراته با نیترات های بی آب از این جهت متفاوت هستند که در ساختار کریستالی، یون فلزی در بیشتر موارد با مولکول های آب مرتبط است و نه با یون NO 3. بنابراین، آنها بهتر از نیترات های بی آب در آب حل می شوند، اما بدتر - در حلال های آلی، عوامل اکسید کننده ضعیف تر به طور نامتجانس در آب کریستالیزاسیون در محدوده 25-100 درجه سانتیگراد ذوب می شوند. هنگامی که نیترات های هیدراته گرم می شوند، به عنوان یک قاعده، نیترات های بی آب تشکیل نمی شوند، اما با تشکیل هیدروکسونیترات ها و سپس اکسونیترات ها و اکسیدهای فلزی، ترمولیز اتفاق می افتد.

نیترات ها در بسیاری از خواص شیمیایی خود مشابه سایر نمک های معدنی هستند. ویژگی‌های بارز نیترات‌ها به دلیل حلالیت بسیار بالا در آب، پایداری حرارتی کم و قابلیت اکسید کردن ترکیبات آلی و معدنی است. در طی احیای نیترات ها، مخلوطی از محصولات حاوی نیتروژن NO 2، NO، N 2 O، N 2 یا NH 3 با غلبه یکی از آنها بسته به نوع عامل کاهنده، دما، واکنش محیط تشکیل می شود. ، و عوامل دیگر

روش های صنعتی برای به دست آوردن نیترات ها بر اساس جذب NH 3 توسط محلول های HNO 3 (برای NH 4 NO 3) یا بر روی جذب گازهای نیتروژن (NO + NO 2) توسط محلول های قلیایی یا کربناته (برای نیترات فلزات قلیایی، Ca، Mg، Ba)، و همچنین در واکنش های مختلف تبادل نمک های فلزی با HNO 3 یا نیترات های فلز قلیایی. در آزمایشگاه برای به دست آوردن نیترات های بی آب از واکنش فلزات واسطه یا ترکیبات آنها با مایع N 2 O 4 و مخلوط آن با حلال های آلی یا واکنش با N 2 O 5 استفاده می شود.

نیترات های Na, K (نیترات سدیم و پتاسیم) به صورت رسوبات طبیعی یافت می شوند.

نیترات ها در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. نیتریت آمونیوم (نیترات آمونیوم) - کود اصلی حاوی نیتروژن؛ نیترات فلزات قلیایی و کلسیم نیز به عنوان کود استفاده می شود. نیترات - اجزای سوخت موشک، ترکیبات پیروتکنیک، محلول های ترشی برای رنگرزی پارچه. آنها برای سخت شدن فلزات، نگهداری مواد غذایی، به عنوان دارو و برای تولید اکسیدهای فلزی استفاده می شوند.

نیترات ها سمی هستند. آنها باعث ادم ریوی، سرفه، استفراغ، نارسایی حاد قلبی عروقی و غیره می شوند. دوز کشنده نیترات برای انسان 8-15 گرم، میزان مجاز مصرف روزانه 5 میلی گرم بر کیلوگرم است. برای مجموع نیترات سدیم، پتاسیم، کلسیم، NH3 MPC: در آب 45 میلی گرم در لیتر، در خاک 130 میلی گرم بر کیلوگرم (کلاس خطر 3)؛ در سبزیجات و میوه ها (میلی گرم بر کیلوگرم) - سیب زمینی 250، کلم سفید دیررس 500، هویج دیررس 250، چغندر 1400، پیاز 80، کدو سبز 400، خربزه 90، هندوانه، انگور، سیب، گلابی 60. عدم رعایت توصیه‌های کشاورزی، کوددهی بیش از حد باعث افزایش چشمگیر نیترات‌های سطحی محصولات کشاورزی می‌شود. (40-5500 میلی گرم در لیتر)، آب زیرزمینی.

5. نیتریت ها، نمک های اسید نیتروژن HNO 2. اول از همه، از نیتریت های فلزات قلیایی و آمونیوم استفاده می شود، کمتر - خاک قلیایی و Z. د-فلزات، سرب و نقره. اطلاعات جزئی در مورد نیتریت های سایر فلزات وجود دارد.

نیتریت های فلزی در حالت اکسیداسیون 2+ با یک، دو یا چهار مولکول آب کریستال هیدرات تشکیل می دهند. به عنوان مثال نیتریت ها نمک های مضاعف و سه گانه را تشکیل می دهند. CsNO 2 AgNO 2 یا Ba (NO 2) 2 Ni (NO 2) 2 2KNO 2 و همچنین ترکیبات پیچیده مانند Na 3.

ساختارهای کریستالی فقط برای چند نیتریت بی آب شناخته شده است. آنیون NO 2 دارای یک پیکربندی غیر خطی است. زاویه ONO 115 درجه، طول پیوند H-O 0.115 نانومتر. نوع اتصال M-NO 2 یونی-کووالانسی است.

نیتریت های K، Na، Ba به خوبی در آب محلول هستند، نیتریت های نقره، جیوه، مس به خوبی محلول هستند. با افزایش دما، حلالیت نیتریت ها افزایش می یابد. تقریباً همه نیتریت‌ها در الکل‌ها، اترها و حلال‌های با قطبیت کم محلول هستند.

نیتریت ها از نظر حرارتی ناپایدار هستند. فقط نیتریت های فلزات قلیایی بدون تجزیه ذوب می شوند، نیتریت های سایر فلزات در دمای 25-300 درجه سانتیگراد تجزیه می شوند. مکانیسم تجزیه نیتریت پیچیده است و شامل تعدادی واکنش موازی متوالی است. محصولات اصلی تجزیه گازی NO، NO 2، N 2 و O 2 هستند، مواد جامد اکسید فلز یا فلز عنصری هستند. انتشار مقدار زیادی گاز باعث تجزیه انفجاری برخی از نیتریت ها می شود، به عنوان مثال NH 4 NO 2 که به N 2 و H 2 O تجزیه می شود.

ویژگی‌های مشخصه نیتریت‌ها با ناپایداری حرارتی آنها و توانایی یون نیتریت به عنوان یک عامل اکسید کننده و یک عامل احیا کننده، بسته به محیط و ماهیت معرف‌ها مرتبط است. در یک محیط خنثی، نیتریت ها معمولا به NO احیا می شوند، در محیط اسیدی به نیترات اکسید می شوند. اکسیژن و CO 2 با نیتریت های جامد و محلول های آبی آنها برهمکنش ندارند. نیتریت ها به تجزیه مواد آلی حاوی نیتروژن، به ویژه آمین ها، آمیدها و غیره کمک می کنند. با هالیدهای آلی RXH. واکنش نشان می دهند تا هم نیتریت های RONO و هم ترکیبات نیترو RNO 2 را تشکیل دهند.

تولید صنعتی نیتریت ها بر اساس جذب گاز نیتروژن (مخلوطی از NO + NO 2) با محلول های Na 2 CO 3 یا NaOH با کریستالیزاسیون متوالی NaNO 2 است. نیتریت‌های سایر فلزات در صنعت و آزمایشگاه‌ها از واکنش تبادل نمک‌های فلزی با NaNO 2 یا احیای نیترات‌های این فلزات به دست می‌آیند.

نیتریت ها برای سنتز رنگ های آزو، در تولید کاپرولاکتام، به عنوان عوامل اکسید کننده و کاهنده در صنایع لاستیک، نساجی و فلزکاری، به عنوان نگهدارنده مواد غذایی استفاده می شوند. نیتریت هایی مانند NaNO 2 و KNO 2 سمی هستند و باعث سردرد، استفراغ، افسردگی تنفسی و غیره می شوند. هنگامی که NaNO 2 مسموم می شود، متهموگلوبین در خون تشکیل می شود، غشاهای گلبول قرمز آسیب می بینند. شاید تشکیل نیتروزامین ها از NaNO 2 و آمین ها به طور مستقیم در دستگاه گوارش.

6. سولفات ها، نمک های اسید سولفوریک. سولفات های متوسط ​​با آنیون SO 4 2- شناخته شده، اسیدی یا هیدروسولفات هستند، با آنیون HSO 4 - ، بازی که همراه با گروه های آنیون SO 4 2- OH، به عنوان مثال Zn 2 (OH) 2 SO 4 هستند. سولفات های دوگانه نیز وجود دارد که شامل دو کاتیون مختلف است. این شامل دو گروه بزرگ سولفات است - زاج , و همچنین چنیت M 2 E (SO 4) 2 6H 2 O , که در آن M یک کاتیون با بار منفرد است، E Mg، Zn و سایر کاتیون‌های دارای بار مضاعف است. سولفات سه گانه شناخته شده K 2 SO 4 MgSO 4 2CaSO 4 2H 2 O (پلی گالیت معدنی)، سولفات های بازی دوگانه، به عنوان مثال، کانی های گروه آلونیت و جاروسیت M 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH 3 و M 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 4Fe (OH) 3، که در آن M یک کاتیون باردار منفرد است. سولفات ها می توانند بخشی از نمک های مخلوط باشند، به عنوان مثال 2Na 2 SO 4 Na 2 CO 3 (برکیت معدنی)، MgSO 4 KCl 3H 2 O (کاینیت) .

سولفات ها مواد کریستالی، متوسط ​​و اسیدی هستند که در بیشتر موارد در آب بسیار محلول هستند. سولفات های کمی محلول کلسیم، استرانسیم، سرب و برخی دیگر، BaSO 4، RaSO4 عملا نامحلول هستند. سولفات های اصلی معمولاً به ندرت محلول یا عملاً نامحلول هستند یا توسط آب هیدرولیز می شوند. سولفات ها می توانند از محلول های آبی به شکل هیدرات های کریستالی متبلور شوند. هیدرات های کریستالی برخی از فلزات سنگین ویتریول نامیده می شوند. سولفات مس СuSO 4 5H 2 O، سولفات آهن FeSO 4 7H 2 O.

سولفات های فلز قلیایی متوسط ​​از نظر حرارتی پایدار هستند، در حالی که سولفات های اسیدی با حرارت دادن تجزیه می شوند و به پیروسولفات تبدیل می شوند: 2KHSO 4 \u003d H 2 O + K 2 S 2 O 7. سولفات های متوسط ​​سایر فلزات، و همچنین سولفات های اساسی، هنگامی که تا دمای کافی بالا گرم می شوند، معمولاً با تشکیل اکسیدهای فلزی و انتشار SO3 تجزیه می شوند.

سولفات ها به طور گسترده در طبیعت توزیع می شوند. آنها به شکل مواد معدنی مانند گچ CaSO 4 H 2 O ، میرابیلیت Na 2 SO 4 10H 2 O یافت می شوند و همچنین بخشی از آب دریا و رودخانه هستند.

بسیاری از سولفات ها را می توان با برهمکنش H 2 SO 4 با فلزات، اکسیدها و هیدروکسیدهای آنها و همچنین تجزیه نمک های اسیدهای فرار با اسید سولفوریک به دست آورد.

سولفات های معدنی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال سولفات آمونیوم یک کود نیتروژن است، سولفات سدیم در صنایع شیشه، کاغذسازی، تولید ویسکوز و ... استفاده می شود، کانی های سولفات طبیعی مواد اولیه برای تولید صنعتی ترکیبات فلزات مختلف، مصالح ساختمانی و ... هستند.

7.سولفیت هانمک های اسید سولفوریک H 2 SO 3 . سولفیت های متوسط ​​با آنیون SO 3 2- و اسیدی (هیدروسولفیت ها) با آنیون HSO 3 - وجود دارد. . سولفیت های متوسط ​​مواد کریستالی هستند. سولفیت های آمونیوم و فلزات قلیایی به شدت در آب محلول هستند. حلالیت (گرم در 100 گرم): (NH 4) 2 SO 3 40.0 (13 درجه سانتیگراد)، K 2 SO 3 106.7 (20 درجه سانتیگراد). در محلول های آبی هیدروسولفیت ها را تشکیل می دهند. سولفیت های خاک قلیایی و برخی فلزات دیگر عملاً در آب نامحلول هستند. حلالیت MgSO 3 1 گرم در 100 گرم (40 درجه سانتیگراد). هیدرات های کریستالی شناخته شده (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 و غیره.

سولفیت های بدون آب، هنگامی که بدون دسترسی به هوا در ظروف مهر و موم شده گرم می شوند، نامتناسب با سولفیدها و سولفات ها هستند، هنگامی که در جریان N 2 گرم می شوند، SO2 را از دست می دهند و هنگامی که در هوا گرم می شوند، به راحتی به سولفات اکسید می شوند. با SO 2 در محیط آبی، سولفیت های متوسط ​​هیدروسولفیت ها را تشکیل می دهند. سولفیت ها عوامل احیا کننده نسبتاً قوی هستند؛ آنها در محلول هایی با کلر، برم، H 2 O 2 و غیره به سولفات ها اکسید می شوند. آنها توسط اسیدهای قوی (به عنوان مثال، HC1) با آزاد شدن SO2 تجزیه می شوند.

هیدروسولفیت های کریستالی برای K، Rb، Cs، NH 4 + شناخته می شوند، آنها ناپایدار هستند. هیدروسولفیت های دیگر فقط در محلول های آبی وجود دارند. چگالی NH 4 HSO 3 2.03 g/cm 3 ; حلالیت در آب (گرم در 100 گرم): NH 4 HSO 3 71.8 (0 ° C)، KHSO 3 49 (20 ° C).

هنگامی که هیدروسولفیت های کریستالی Na یا K گرم می شوند، یا زمانی که محلول دوغاب خمیر M 2 SO 3 با SO 2 اشباع می شود، پیروسولفیت ها (منسوخ - متابی سولفیت ها) M 2 S 2 O 5 تشکیل می شوند - نمک های اسید پیروسولفور در آزاد ناشناخته هستند. حالت H 2 S 2 O 5; کریستال، ناپایدار؛ چگالی (g / cm 3): Na 2 S 2 O 5 1.48، K 2 S 2 O 5 2.34; بالاتر از ~ 160 درجه سانتیگراد با انتشار SO 2 تجزیه می شوند. حل شدن در آب (با تجزیه به HSO 3 -)، حلالیت (گرم در 100 گرم): Na 2 S 2 O 5 64.4, K 2 S 2 O 5 44.7; هیدرات Na 2 S 2 O 5 7H 2 O و ZK 2 S 2 O 5 2H 2 O . عوامل کاهش دهنده.

سولفیت های فلز قلیایی متوسط ​​از واکنش محلول آبی M 2 CO 3 (یا MOH ) با SO 2 و MSO 3 با عبور SO 2 از یک سوسپانسیون آبی MCO 3 به دست می آیند. عمدتاً SO 2 از گازهای خارج از تماس تولید اسید سولفوریک استفاده می شود. سولفیت ها در سفید کردن، رنگرزی و چاپ پارچه، الیاف، چرم برای حفاظت از غلات، علوفه سبز، ضایعات خوراک صنعتی (NaHSO 3،

Na 2 S 2 O 5). CaSO 3 و Ca(HSO 3) 2 - ضد عفونی کننده در شراب سازی و صنعت قند. NaНSO 3 , MgSO 3 , NH 4 НSO 3 - اجزای مایع سولفیت در حین خمیرسازی. (NH 4) 2 SO 3 - جاذب SO 2; NaHSO 3 یک جاذب H 2 S از گازهای زائد تولیدی است که یک عامل کاهنده در تولید رنگ های گوگردی است. K 2 S 2 O 5 - جزء فیکس کننده های اسید در عکاسی، آنتی اکسیدان، ضد عفونی کننده.

روش های جداسازی مخلوط

فیلتراسیون، جداسازی سیستم های ناهمگن ذرات مایع - جامد (تعلیق) و گاز - ذرات جامد با استفاده از پارتیشن های فیلتر متخلخل (FP) که اجازه عبور مایع یا گاز را می دهد، اما ذرات جامد را حفظ می کند. نیروی محرکه فرآیند اختلاف فشار در دو طرف FP است.

هنگام جداسازی سوسپانسیون ها، ذرات جامد معمولاً لایه ای از رسوبات مرطوب را روی FP تشکیل می دهند که در صورت لزوم با آب یا مایع دیگر شسته می شود و همچنین با دمیدن هوا یا گاز دیگر از آن آب می شود. فیلتراسیون با اختلاف فشار ثابت یا با سرعت فرآیند ثابت انجام می شود w(مقدار فیلتر در متر مکعب عبور از 1 متر مربع از سطح FP در واحد زمان). در یک اختلاف فشار ثابت، تعلیق تحت خلاء یا فشار بیش از حد و همچنین توسط یک پمپ پیستونی به فیلتر تغذیه می شود. هنگام استفاده از پمپ گریز از مرکز، اختلاف فشار افزایش می یابد و سرعت فرآیند کاهش می یابد.

بسته به غلظت سوسپانسیون، انواع مختلفی از فیلتراسیون متمایز می شود. در غلظت بیش از 1٪، فیلتراسیون با تشکیل یک رسوب و در غلظت کمتر از 0.1٪ با مسدود شدن منافذ FP (شفاف سازی مایعات) رخ می دهد. اگر یک لایه رسوبی به اندازه کافی متراکم روی FP تشکیل نشود و ذرات جامد وارد فیلتر شوند، آن را با استفاده از مواد کمکی پراکنده ریز (دیاتومیت، پرلیت) که قبلاً روی FP اعمال شده یا به سوسپانسیون اضافه شده اند، فیلتر می کنند. در غلظت اولیه کمتر از 10 درصد، جداسازی جزئی و ضخیم شدن سوسپانسیون ها امکان پذیر است.

بین فیلترهای پیوسته و متناوب تفاوت قائل می شود. برای دومی، مراحل اصلی کار فیلتراسیون، شستشوی رسوب، آبگیری و تخلیه آن است. در عین حال بهینه سازی با توجه به معیارهای بالاترین بهره وری و کمترین هزینه قابل اجرا می باشد. اگر شستشو و آبگیری انجام نشود و مقاومت هیدرولیکی پارتیشن نادیده گرفته شود، در این صورت بیشترین بهره وری زمانی حاصل می شود که زمان فیلتراسیون برابر با مدت زمان عملیات کمکی باشد.

FP انعطاف پذیر قابل اجرا ساخته شده از پارچه های پنبه ای، پشمی، مصنوعی و شیشه ای، و همچنین FP غیر بافته شده از الیاف طبیعی و مصنوعی و غیر قابل انعطاف - سرامیک، سرمت و پلاستیک فوم. جهت حرکت فیلتر و عمل گرانش می تواند مخالف، منطبق یا عمود بر یکدیگر باشد.

طرح های فیلتر متنوع است. یکی از رایج ترین آنها فیلتر خلاء درام چرخان است. (سانتی متر.شکل) اثر پیوسته، که در آن جهت حرکت فیلتر و عمل گرانش مخالف است. بخش تابلو برق، مناطق I و II را به منبع خلاء و مناطق III و IV را به منبع هوای فشرده متصل می کند. مایع تصفیه و شستشو از ناحیه I و II وارد گیرنده های جداگانه می شود. فیلتر پرس متناوب خودکار با محفظه های افقی، پارچه فیلتر به شکل تسمه بی پایان و غشاهای الاستیک برای آبگیری لجن با پرس نیز گسترده شده است. عملیات متناوب پر کردن محفظه ها با سوسپانسیون، فیلتر کردن، شستشو و آبگیری رسوب، جداسازی محفظه های مجاور و حذف رسوب را انجام می دهد.

تعیین تنش برشی دینامیکی، ویسکوزیته موثر و پلاستیک در دمای معمولی

تعیین تنش برشی دینامیکی، ویسکوزیته موثر و پلاستیک در دمای بالا

تجربه 2. بدست آوردن و مطالعه خواص نمک های اسید فسفریک.

نمک را می توان به عنوان ترکیبی تعریف کرد که از واکنش بین اسید و باز تشکیل می شود، اما آب نیست. در این بخش، آن دسته از خواص نمک هایی که با تعادل یونی مرتبط هستند مورد بررسی قرار می گیرد.

واکنش های نمک در آب

کمی بعد نشان داده خواهد شد که حلالیت یک مفهوم نسبی است. با این حال، برای اهداف بحث زیر، می‌توان تقریباً همه نمک‌ها را به نمک‌های محلول در آب و نمک‌های نامحلول در آب طبقه‌بندی کرد.

برخی از نمک ها وقتی در آب حل می شوند محلول های خنثی ایجاد می کنند. نمک های دیگر محلول های اسیدی یا قلیایی تشکیل می دهند. این به دلیل وقوع یک واکنش برگشت پذیر بین یون های نمک و آب است که در نتیجه آن اسیدها یا بازهای مزدوج تشکیل می شوند. خنثی، اسیدی یا قلیایی بودن محلول نمک به نوع نمک بستگی دارد. از این نظر، چهار نوع نمک وجود دارد.

نمک هایی که توسط اسیدهای قوی و بازهای ضعیف تشکیل می شوند. نمک های این نوع وقتی در آب حل می شوند محلول اسیدی تشکیل می دهند. بیایید کلرید آمونیوم NH4Cl را به عنوان مثال در نظر بگیریم. هنگامی که این نمک در آب حل می شود، یون آمونیوم مانند آن عمل می کند

مقدار اضافی یون های H3O+ تشکیل شده در این فرآیند، خواص اسیدی محلول را تعیین می کند.

نمک هایی که توسط یک اسید ضعیف و یک باز قوی تشکیل می شوند. نمک های این نوع وقتی در آب حل می شوند محلول قلیایی تشکیل می دهند. به عنوان مثال، بیایید استات سدیم CH3COONa1 را در نظر بگیریم.

مازاد یون های OH- که در این فرآیند تشکیل می شود، خواص قلیایی محلول را تعیین می کند.

نمک هایی که توسط اسیدهای قوی و بازهای قوی تشکیل می شوند. هنگامی که نمک های این نوع در آب حل می شوند، محلول خنثی تشکیل می شود. بیایید سدیم کلرید NaCl را به عنوان مثال در نظر بگیریم. هنگامی که این نمک در آب حل می شود، این نمک به طور کامل یونیزه می شود و بنابراین، غلظت یون های Na+ برابر با غلظت یون های Cl- است. از آنجایی که هیچ یک از یون ها وارد واکنش های اسید-باز با آب نمی شوند، مقدار اضافی یون های H3O + یا OH در محلول ایجاد نمی شود. بنابراین، محلول خنثی است.

نمک هایی که توسط اسیدهای ضعیف و بازهای ضعیف تشکیل می شوند. نمونه ای از نمک های این نوع استات آمونیوم است. هنگامی که در آب حل می شود، یون آمونیوم با آب به عنوان اسید و یون استات با آب به عنوان باز واکنش می دهد. هر دوی این واکنش ها در بالا توضیح داده شده است. محلول آبی نمکی که توسط یک اسید ضعیف و یک باز ضعیف تشکیل شده است، بسته به غلظت نسبی یون های H3O+ و OH- که در نتیجه واکنش های کاتیون ها و آنیون ها ایجاد می شود، می تواند ضعیف اسیدی، کمی قلیایی یا خنثی باشد. نمک با آب این بستگی به نسبت بین مقادیر ثابت های تفکیک کاتیون و آنیون دارد.