- Chemische Struktur
- Nomenklatur der Säuresalze
- Saure Salzsalze
- Ternäre Säuresalze
- Ein anderes Beispiel
- Ausbildung
- Phosphate
- Citrat
- Beispiele
- Saure Salze von Übergangsmetallen
- Säurecharakter
- Anwendungen
- Verweise
Die Säuresalze oder Oxysalze sind solche, die aus der teilweisen Neutralisation der Hydrohal- und Oxosäuren stammen. Daher können binäre und ternäre Salze in der Natur entweder anorganisch oder organisch gefunden werden. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass saure Protonen verfügbar sind (H + ).
Aufgrund dessen führen ihre Lösungen im Allgemeinen dazu, dass saure Medien erhalten werden (pH <7). Allerdings weisen nicht alle Säuresalze diese Eigenschaft auf; Einige stammen tatsächlich aus alkalischen Lösungen (basisch, mit einem pH-Wert> 7).
Natriumbicarbonat
Das repräsentativste aller sauren Salze ist das, was allgemein als Natriumbicarbonat bekannt ist; auch als Backpulver bekannt (oberes Bild) oder mit ihren jeweiligen Namen, die der traditionellen, systematischen oder kompositorischen Nomenklatur unterliegen.
Was ist die chemische Formel für Backpulver? NaHCO 3 . Wie zu sehen ist, hat es nur ein Proton. Und wie ist dieses Proton gebunden? Zu einem der Sauerstoffatome bildet sich die Hydroxidgruppe (OH).
Die beiden verbleibenden Sauerstoffatome werden also als Oxide (O 2– ) betrachtet. Diese Ansicht der chemischen Struktur des Anions ermöglicht eine selektivere Benennung.
Chemische Struktur
Säuresalze haben gemeinsam das Vorhandensein eines oder mehrerer saurer Protonen sowie eines Metalls und eines Nichtmetalls. Der Unterschied zwischen denen, die aus Hydraciden (HA) und Oxosäuren (HAO) stammen, ist logischerweise das Sauerstoffatom.
Der Schlüsselfaktor, der bestimmt, wie sauer das betreffende Salz ist (der pH-Wert, den es erzeugt, sobald es in einem Lösungsmittel gelöst ist), hängt jedoch von der Stärke der Bindung zwischen dem Proton und dem Anion ab. es hängt auch von der Art des Kations ab, wie im Fall des Ammoniumions (NH 4 + ).
Die Kraft HX, die X das Anion ist, variiert je nach dem Lösungsmittel, das das Salz löst. Das ist in der Regel Wasser oder Alkohol. Daher kann nach bestimmten Gleichgewichtsüberlegungen in Lösung der Säuregehalt der genannten Salze abgeleitet werden.
Je mehr Protonen die Säure hat, desto mehr Salze können daraus austreten. Aus diesem Grund gibt es in der Natur viele saure Salze, von denen die meisten in den großen Ozeanen und Meeren gelöst sind, sowie neben Oxiden auch Nährstoffbestandteile von Böden.
Nomenklatur der Säuresalze
Wie heißen Säuresalze? Die Populärkultur hat es sich zur Aufgabe gemacht, den häufigsten Salzen tief verwurzelte Namen zuzuweisen. Für den Rest von ihnen, der nicht so bekannt ist, haben Chemiker eine Reihe von Schritten entwickelt, um ihnen universelle Namen zu geben.
Zu diesem Zweck hat die IUPAC eine Reihe von Nomenklaturen empfohlen, die, obwohl sie für Hydracide und Oxacide gleich gelten, bei Verwendung mit ihren Salzen geringfügige Unterschiede aufweisen.
Es ist notwendig, die Nomenklatur der Säuren zu beherrschen, bevor man zur Nomenklatur der Salze übergeht.
Saure Salzsalze
Hydracide sind im Wesentlichen die Bindung zwischen Wasserstoff und einem nichtmetallischen Atom (der Gruppen 17 und 16 mit Ausnahme von Sauerstoff). Nur solche mit zwei Protonen (H 2 X) können jedoch Säuresalze bilden.
So haben wir im Fall von Schwefelwasserstoff (H 2 S) NaHS, wenn eines seiner Protonen durch ein Metall, Natrium, ersetzt wird.
Wie heißt das NaHS-Salz? Es gibt zwei Möglichkeiten: traditionelle Nomenklatur und Zusammensetzung.
Da wir wissen, dass es sich um ein Sulfid handelt und dass Natrium nur eine Wertigkeit von +1 hat (weil es aus Gruppe 1 stammt), fahren wir im Folgenden fort:
Salz: NaHS
Nomenklaturen
Zusammensetzung: Natriumhydrogensulfid .
Traditionell: Natriumsäuresulfid .
Ein anderes Beispiel kann auch Ca (HS) 2 sein :
Salz: Ca (HS) 2
Nomenklaturen
Zusammensetzung: Calciumbis (schwefelwasserstoff) .
Traditionell: Saures Calciumsulfid .
Wie zu sehen ist, werden die Präfixe Bis-, Tris, Tetrakis usw. entsprechend der Anzahl der Anionen (HX) n hinzugefügt , wobei n die Wertigkeit des Metallatoms ist. Wenden Sie also dieselbe Argumentation für Fe (HSe) 3 an :
Salz: Fe (HSe) 3
Nomenklaturen
Zusammensetzung: Tris (Hydrogenoselenid) von Eisen (III) .
Traditionell: Saures Eisen (III) sulfid .
Da Eisen hauptsächlich zwei Valenzen hat (+2 und +3), ist es in Klammern mit römischen Ziffern angegeben.
Ternäre Säuresalze
Sie werden auch Oxysalze genannt und haben eine komplexere chemische Struktur als saure Hydracidsalze. In diesen bildet das nichtmetallische Atom Doppelbindungen mit Sauerstoff (X = O), klassifiziert als Oxide, und Einfachbindungen (X-OH); Letzteres ist für die Säure des Protons verantwortlich.
Die traditionellen und Zusammensetzungsnomenklaturen behalten die gleichen Normen wie für Oxosäuren und ihre jeweiligen ternären Salze bei, wobei der einzige Unterschied darin besteht, das Vorhandensein des Protons hervorzuheben.
Andererseits berücksichtigt die systematische Nomenklatur die Arten von XO-Bindungen (der Addition) oder die Anzahl der Sauerstoffatome und Protonen (die des Wasserstoffs der Anionen).
Wenn Sie mit dem Backpulver zurückkehren, wird es wie folgt benannt:
Salz: NaHCO 3
Nomenklaturen
Traditionell: Natriumcarbonat .
Zusammensetzung: Natriumhydrogencarbonat .
Systematik und Wasserstoffaddition der Anionen: Hidroxidodioxidocarbonato (-1) -natrium , Wasserstoff (trioxidocarbonato) -natrium .
Informell: Backpulver, Backpulver .
Woher kommen die Begriffe "Hydroxy" und "Dioxid"? "Hydroxy" bezieht sich auf die im Anion HCO 3 - (O 2 C-OH) verbleibende -OH-Gruppe und "Dioxid" auf die beiden anderen Sauerstoffatome, an denen die C = O-Doppelbindung "schwingt" (Resonanz).
Aus diesem Grund ist die systematische Nomenklatur, obwohl sie genauer ist, für diejenigen, die in die Welt der Chemie eingeweiht sind, etwas kompliziert. Die Zahl (-1) entspricht der negativen Ladung des Anions.
Ein anderes Beispiel
Salz: Mg (H 2 PO 4 ) 2
Nomenklaturen
Traditionell: Magnesiumsäurephosphat .
Zusammensetzung: Magnesiumdihydrogenphosphat (beachten Sie die beiden Protonen).
Systematik und Wasserstoffaddition der Anionen: Dihidroxidodioxidofosfato (-1) magnesium , Bis magnesium .
Wenn wir die systematische Nomenklatur neu interpretieren, haben wir, dass das Anion H 2 PO 4 - zwei OH-Gruppen hat, so dass die beiden verbleibenden Sauerstoffatome Oxide bilden (P = O).
Ausbildung
Wie entstehen Säuresalze? Sie sind das Produkt der Neutralisation, dh der Reaktion einer Säure mit einer Base. Da diese Salze saure Protonen aufweisen, kann die Neutralisation nicht vollständig, sondern teilweise sein; ansonsten wird das neutrale Salz erhalten, wie aus den chemischen Gleichungen hervorgeht:
H 2 A + 2 NaOH => Na 2 A + 2H 2 O (vollständig)
H 2 A + NaOH => NaHA + H 2 O (teilweise)
Ebenso können nur polyprotische Säuren partielle Neutralisationen aufweisen, da die Säuren HNO 3 , HF, HCl usw. nur ein einziges Proton aufweisen. Hier ist das saure Salz NaHA (was fiktiv ist).
Wenn die diprotische Säure H 2 A (genauer gesagt ein Hydracid) nicht mit Ca (OH) 2 neutralisiert worden wäre , wäre das entsprechende Calciumsalz Ca (HA) 2 erzeugt worden . Wenn Mg (OH) 2 verwendet würde , würde Mg (HA) 2 erhalten werden ; wenn LiOH verwendet wurde, LiHA; CsOH, CsHA und so weiter.
Daraus wird hinsichtlich der Bildung geschlossen, dass das Salz aus dem aus der Säure stammenden Anion A und dem zur Neutralisation verwendeten Metall der Base besteht.
Phosphate
Phosphorsäure (H 3 PO 4 ) ist eine polyprotische Oxosäure, weshalb eine große Menge an Salzen daraus abgeleitet wird. Mit KOH, um es zu neutralisieren und so seine Salze zu erhalten, haben wir:
H 3 PO 4 + KOH => KH 2 PO 4 + H 2 O.
KH 2 PO 4 + KOH => K 2 HPO 4 + H 2 O.
K 2 HPO 4 + KOH => K 3 PO 4 + H 2 O.
KOH neutralisiert eines der sauren Protonen von H 3 PO 4 und wird durch das K + -Kation im Kaliumsäurephosphatsalz (gemäß traditioneller Nomenklatur) ersetzt. Diese Reaktion findet so lange statt, bis die gleichen KOH-Äquivalente zugegeben werden, um alle Protonen zu neutralisieren.
Es ist dann ersichtlich, dass bis zu drei verschiedene Kaliumsalze gebildet werden, jedes mit seinen jeweiligen Eigenschaften und möglichen Verwendungen. Das gleiche Ergebnis konnte unter Verwendung von LiOH erhalten werden, wobei Lithiumphosphate erhalten wurden; oder Sr (OH) 2 , um Strontiumphosphate zu bilden, und so weiter mit anderen Basen.
Citrat
Zitronensäure ist eine Tricarbonsäure, die in vielen Früchten enthalten ist. Daher hat es drei -COOH-Gruppen, was drei sauren Protonen entspricht. Wie Phosphorsäure kann es auch hier je nach Neutralisationsgrad drei Arten von Citrat erzeugen.
Auf diese Weise werden unter Verwendung von NaOH Mono-, Di- und Trinatriumcitrat erhalten:
OHC 3 H 4 (COOH) 3 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + H 2 O.
OHC 3 H 4 (COONa) (COOH) 2 + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + H 2 O.
OHC 3 H 4 (COONa) 2 (COOH) + NaOH => OHC 3 H 4 (COONa) 3 + H 2 O.
Die chemischen Gleichungen sehen angesichts der Struktur der Zitronensäure kompliziert aus, aber wenn sie dargestellt werden, wären die Reaktionen genauso einfach wie die für Phosphorsäure.
Das letzte Salz ist neutrales Natriumcitrat, dessen chemische Formel Na 3 C 6 H 5 O 7 lautet . Und die anderen Natriumcitrat sind: Na 2 C 6 H 6 O 7 , Natriumsäurecitrat (oder Dinatriumcitrat); und NaC 6 H 7 O 7 , Natriumdisäurecitrat (oder Mononatriumcitrat).
Dies ist ein klares Beispiel für saure organische Salze.
Beispiele
Viele Säuresalze kommen in Blumen und vielen anderen biologischen Substraten sowie in Mineralien vor. Es wurden jedoch Ammoniumsalze weggelassen, die im Gegensatz zu den anderen nicht von einer Säure, sondern von einer Base stammen: Ammoniak.
Wie ist es möglich? Dies ist auf die Neutralisationsreaktion von Ammoniak (NH 3 ) zurückzuführen, einer Base, die das Ammoniumkation (NH 4 + ) deprotoniert und produziert . NH 4 + sowie die anderen Metallkationen können jedes der sauren Protonen der Hydracid- oder Oxacid-Spezies perfekt ersetzen.
Im Fall von Ammoniumphosphaten und -citraten reicht es aus, K und Na durch NH 4 zu ersetzen , und es werden sechs neue Salze erhalten. Gleiches gilt für Kohlensäure: NH 4 HCO 3 (saures Ammoniumcarbonat) und (NH 4 ) 2 CO 3 (Ammoniumcarbonat).
Saure Salze von Übergangsmetallen
Übergangsmetalle können auch Teil verschiedener Salze sein. Sie sind jedoch weniger bekannt und die dahinter stehenden Synthesen weisen aufgrund der unterschiedlichen Oxidationszahlen einen höheren Komplexitätsgrad auf. Beispiele für diese Salze umfassen die folgenden:
Salz: AgHSO 4
Nomenklaturen
Traditionell: Saures Silbersulfat .
Zusammensetzung: Silberhydrogensulfat .
Systematik: Silberwasserstoff (Tetraoxidosulfat) .
Salz: Fe (H 2 BO 3 ) 3
Nomenklaturen
Traditionell: Eisen (III) -säureborat .
Zusammensetzung: Eisen (III) -dihydrogenoborat .
Systematik: Eisen Tris (III) .
Salz: Cu (HS) 2
Nomenklaturen
Traditionell: Saures Kupfer (II) sulfid .
Zusammensetzung: Kupfer (II) schwefelwasserstoff .
Systematisch: Bis (schwefelwasserstoff) von Kupfer (II) .
Salz: Au (HCO 3 ) 3
Nomenklaturen
Traditionell: Saures Gold (III) carbonat .
Zusammensetzung: Goldhydrogencarbonat (III) .
Systematik: Golden Tris (III) .
Und so auch bei anderen Metallen. Der große strukturelle Reichtum an Säuresalzen liegt mehr in der Natur des Metalls als in der des Anions; da es nicht viele Hydracide oder Oxacide gibt, die existieren.
Säurecharakter
Saure Salze führen im Allgemeinen, wenn sie in Wasser gelöst werden, zu einer wässrigen Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 7. Dies gilt jedoch nicht für alle Salze.
Warum nicht? Weil die Kräfte, die das saure Proton an das Anion binden, nicht immer gleich sind. Je stärker sie sind, desto geringer wird die Tendenz sein, sie der Mitte zu geben; Ebenso gibt es eine entgegengesetzte Reaktion, die diese Tatsache rückläufig macht: die Hydrolysereaktion.
Dies erklärt, warum NH 4 HCO 3 , obwohl es ein saures Salz ist, alkalische Lösungen erzeugt:
NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O +
HCO 3 - + H 2 O H 2 CO 3 + OH -
HCO 3 - + H 2 O <=> CO 3 2– + H 3 O +
NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH -
In Anbetracht der vorherigen Gleichgewichtsgleichungen zeigt der basische pH-Wert an, dass die Reaktionen, die OH - produzieren , bevorzugt gegenüber denen ablaufen, die H 3 O + produzieren , eine Indikatorspezies einer Säurelösung.
Es können jedoch nicht alle Anionen hydrolysiert werden (F - , Cl - , NO 3 - usw.); Dies sind diejenigen, die aus starken Säuren und Basen stammen.
Anwendungen
Jedes Säuresalz hat seine eigenen Verwendungszwecke für verschiedene Bereiche. Sie können jedoch eine Reihe gängiger Verwendungen für die meisten von ihnen zusammenfassen:
- In der Lebensmittelindustrie werden sie als Hefen oder Konservierungsmittel sowie in Süßwaren, in Mundhygieneprodukten und bei der Herstellung von Arzneimitteln verwendet.
- Hygroskopische Stoffe sollen Feuchtigkeit und CO 2 in Räumen oder unter Bedingungen aufnehmen, die dies erfordern.
-Kalium- und Calciumsalze finden im Allgemeinen Verwendung als Düngemittel, Nährstoffkomponenten oder Laborreagenzien.
-Als Zusatzstoffe für Glas, Keramik und Zemente.
- Bei der Herstellung von Pufferlösungen, die für alle Reaktionen wichtig sind, die auf plötzliche Änderungen des pH-Werts reagieren. Zum Beispiel Phosphat- oder Acetatpuffer.
- Und schließlich bieten viele dieser Salze feste und leicht handhabbare Formen von Kationen (insbesondere Übergangsmetalle) mit großer Nachfrage in der Welt der anorganischen oder organischen Synthese.
Verweise
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie. (8. Aufl.). CENGAGE Learning, S. 138, 361.
- Brian M. Tissue. (2000). Fortgeschrittene Gleichgewichte bei schwacher Säure und schwacher Base. Entnommen aus: Tissuegroup.chem.vt.edu
- C. Speakman & Neville Smith. (1945). Säuresalze organischer Säuren als pH-Standards. Nature Band 155, Seite 698.
- Wikipedia. (2018). Säuresalze. Entnommen aus: en.wikipedia.org
- Identifizierung von Säuren, Basen und Salzen. (2013). Entnommen aus: ch302.cm.utexas.edu
- Saure und basische Salzlösungen. Entnommen aus: chem.purdue.edu
- Joaquín Navarro Gómez. Saure Salzsalze. Entnommen aus: formulacionquimica.weebly.com
- Enzyklopädie der Beispiele (2017). Säuresalze. Wiederhergestellt von: examples.co