Растворимость и химические свойства солей

Соли — самый многочисленный класс неорганических веществ (тема 4.1). В растворе соль состоит из катионов металла и анионов кислотного остатка (тема 5.4), поэтому её свойства складываются из свойств этих двух ионов. Большинство реакций солей — реакции обмена, и пойдёт ли такая реакция, подсказывает таблица растворимости.

Таблица растворимости

Таблица растворимости показывает, растворимо ли в воде вещество, образованное данными катионом и анионом. Буква «Р» означает растворимое вещество, «М» — малорастворимое, «Н» — нерастворимое, а прочерк — что вещество в воде не существует (разлагается водой). Эта таблица выдаётся на ОГЭ вместе с Периодической системой, и пользоваться ею нужно уверенно.

Удобно помнить несколько правил, которые охватывают почти всю таблицу. Это правила о том, какие соли — растворимые соли, а какие нет:

• все соли натрия, калия и аммония растворимы;
• все нитраты растворимы;
• хлориды растворимы, кроме \(\ce{AgCl}\);
• сульфаты растворимы, кроме \(\ce{BaSO4}\) и \(\ce{PbSO4}\); сульфат кальция малорастворим;
• карбонаты, фосфаты, силикаты и сульфиды нерастворимы, кроме солей натрия, калия и аммония.

Реакция соли с металлом

Реакция соли с металлом идёт, если металл активнее того, что входит в соль, сама соль растворима, а металл не реагирует с водой (тема 4.3):

\[ \ce{Fe + CuSO4 -> FeSO4 + Cu}, \qquad \ce{Cu + 2AgNO3 -> Cu(NO3)2 + 2Ag} \]

Реакция соли с кислотой

Реакция соли с кислотой идёт, если образуется газ, осадок или более слабая кислота (тема 4.8):

\[ \ce{K2CO3 + 2HNO3 -> 2KNO3 + H2O + CO2 ^}, \qquad \ce{Ba(NO3)2 + H2SO4 -> BaSO4 v + 2HNO3} \]

Реакция соли со щёлочью

Реакция соли со щёлочью идёт, если оба вещества растворимы и образуется нерастворимое основание, нерастворимая соль или аммиак (тема 4.7):

\[ \ce{FeCl3 + 3NaOH -> Fe(OH)3 v + 3NaCl}, \qquad \ce{(NH4)2SO4 + 2KOH ->[t^\circ] K2SO4 + 2NH3 ^ + 2H2O} \]

Реакция соли с солью

Реакция соли с солью идёт, если обе соли растворимы, а одна из новых солей выпадает в осадок. Проверить это можно по таблице растворимости:

\[ \ce{NaCl + AgNO3 -> AgCl v + NaNO3}, \qquad \ce{BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 v + 2NaCl}, \qquad \ce{CaCl2 + Na2CO3 -> CaCO3 v + 2NaCl} \]

Смесь растворов хлорида калия и нитрата натрия не даст осадка, потому что все четыре возможные соли растворимы, и реакции нет. Бывают и особые случаи: некоторые пары солей, например соли алюминия и карбонаты, в растворе реагируют с водой, и вместо обмена выпадает гидроксид; в таблице растворимости такие соли отмечены прочерком.

Разложение карбонатов

Некоторые соли разлагаются при нагревании. Разложение карбонатов: нерастворимые карбонаты при прокаливании превращаются в оксид металла и углекислый газ, а карбонаты натрия и калия плавятся без разложения. Гидрокарбонаты разлагаются уже при слабом нагревании, и на этом основано действие питьевой соды как разрыхлителя теста: выделяющийся углекислый газ делает тесто пышным.

\[ \ce{CaCO3 ->[t^\circ] CaO + CO2 ^}, \qquad \ce{(CuOH)2CO3 ->[t^\circ] 2CuO + CO2 ^ + H2O}, \qquad \ce{2NaHCO3 ->[t^\circ] Na2CO3 + H2O + CO2 ^} \]

Разложение нитратов

Разложение нитратов при нагревании идёт по-разному в зависимости от активности металла. Нитраты самых активных металлов (калия, натрия) образуют нитрит и кислород. Нитраты металлов средней активности, от магния до меди, — оксид металла, бурый оксид азота(IV) и кислород. Нитраты малоактивных металлов, например серебра, — сам металл:

\[ \ce{2KNO3 ->[t^\circ] 2KNO2 + O2 ^}, \qquad \ce{2Cu(NO3)2 ->[t^\circ] 2CuO + 4NO2 ^ + O2 ^}, \qquad \ce{2AgNO3 ->[t^\circ] 2Ag + 2NO2 ^ + O2 ^} \]