Что такое кислотные соли?
Соли образуются в результате реакции кислоты и основания, известной как реакция нейтрализации. Кислоты могут быть монопротонными, дипротическими или полипротонными, что означает, что молекула кислоты может пожертвовать один, два или несколько протонов, когда она реагирует с основной молекулой - протоны обычно принимают форму иона водорода (H + ). Монопротонные кислоты, такие как соляная кислота (HCl) и азотная кислота (HNO 3 ), могут образовывать только один тип соли, хлориды и нитраты, соответственно, но дипротоновая и полипротонная кислоты могут образовывать более одного. Например, серная кислота (H 2 SO 4 ) является дипротичной, поскольку она может отдавать один или два иона H + и может образовывать две серии солей, гидросульфаты и сульфаты. Когда кислота, реагируя с основанием, жертвует меньше, чем максимальное количество доступных протонов, это называется частичной нейтрализацией, и в результате получается соль кислоты.
Если серную кислоту нейтрализуют путем добавления основного гидроксида натрия (NaOH), сначала образуется кислая соль гидросульфата натрия: H 2 SO 4 + NaOH -> NaHSO 4 + H 2 O. Если добавлено больше гидроксида натрия, нейтральная соль образуется сульфат натрия: NaHSO 4 + NaOH -> Na 2 SO 4 + H 2 O. Ортофосфорная кислота (H 3 PO 4 ) является трипротонной и, таким образом, образует три ряда солей: дигидрофосфаты, гидрофосфаты и фосфаты, из которых первый две являются кислотными солями.
Кислотные соли не обязательно являются кислотными. Гидрокарбонат натрия (NaHCO 3 ), или бикарбонат натрия, можно рассматривать как кислотную соль угольной кислоты - слабой дипротоновой кислоты - и гидроксида натрия - сильного основания - и его можно приготовить путем барботирования диоксида углерода (CO 2 ) в раствор гидроксида натрия. Сначала образуется карбонат натрия: 2NaOH + CO 2 -> Na 2 CO 3 + H 2 O. По мере добавления CO 2 он вступает в реакцию с карбонатом натрия с образованием гидрокарбоната натрия: Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O -> 2NaHCO 3 . Эта кислотная соль является слабощелочной в растворе, благодаря тому, что анион HCO 3 - образует в воде углекислоту (H 2 CO 3 ) и гидроксильные ионы (OH - ), давая избыток гидроксильных ионов.
Есть много приложений для кислых солей. Использование бикарбоната натрия или «пищевой соды» в качестве разрыхлителя в выпечке хорошо известно; он легко реагирует со слабыми кислотами с выделением углекислого газа, образуя пузырьки в смеси для кекса. Гидросульфат натрия, также называемый бисульфатом натрия, образует сильно кислый раствор в воде и иногда используется в качестве заменителя серной кислоты для различных целей, таких как чистовая обработка металлов, снижение pH в плавательных бассейнах и в наборах детской химии. , Кислотные соли, особенно гидрофосфаты и дигидрофосфаты, также широко используются в буферных растворах.