- Struttura chimica
- Nomenclatura dei sali acidi
- Sali idrici acidi
- Sali di acidi ternari
- Un altro esempio
- Formazione
- Fosfati
- Citrati
- Esempi
- Sali acidi di metalli di transizione
- Carattere acido
- applicazioni
- Riferimenti
I sali acidi o ossi sono quelli derivati dalla neutralizzazione parziale degli idroalici e degli ossoacidi. Pertanto, i sali binari e ternari possono essere trovati in natura, sia inorganici che organici. Sono caratterizzati dalla disponibilità di protoni acidi (H + ).
A causa di ciò, le loro soluzioni generalmente portano ad ottenere mezzi acidi (pH <7). Tuttavia, non tutti i sali acidi presentano questa caratteristica; alcuni infatti danno origine a soluzioni alcaline (basiche, con pH> 7).
Bicarbonato di sodio
Il più rappresentativo di tutti i sali acidi è quello che è comunemente noto come bicarbonato di sodio; noto anche come lievito in polvere (immagine in alto), o con i rispettivi nomi disciplinati dalla nomenclatura tradizionale, sistematica o compositiva.
Qual è la formula chimica del bicarbonato di sodio? NaHCO 3 . Come si può vedere, ha solo un protone. E come viene legato questo protone? Ad uno degli atomi di ossigeno, formando il gruppo idrossido (OH).
Quindi i due atomi di ossigeno rimanenti sono considerati ossidi (O 2– ). Questa visione della struttura chimica dell'anione consente di nominarlo in modo più selettivo.
Struttura chimica
I sali acidi hanno in comune la presenza di uno o più protoni acidi, oltre a quella di un metallo e di un non metallo. La differenza tra quelli che provengono dagli idracidi (HA) e dagli ossoacidi (HAO) è, logicamente, l'atomo di ossigeno.
Tuttavia, il fattore chiave che determina quanto sia acido il sale in questione (il pH che produce una volta disciolto in un solvente), risiede nella forza del legame tra il protone e l'anione; dipende anche dalla natura del catione, come nel caso dello ione ammonio (NH 4 + ).
La forza HX, essendo X l'anione, varia a seconda del solvente che dissolve il sale; che è generalmente acqua o alcool. Quindi, dopo alcune considerazioni di equilibrio in soluzione, si può dedurre il grado di acidità dei sali citati.
Più protoni ha l'acido, maggiore è il numero possibile di sali che possono emergere da esso. Per questo in natura sono presenti molti sali acidi, la maggior parte dei quali giacciono disciolti nei grandi oceani e nei mari, nonché componenti nutrizionali dei suoli oltre agli ossidi.
Nomenclatura dei sali acidi
Come si chiamano i sali acidi? La cultura popolare si è presa la responsabilità di assegnare nomi profondamente radicati ai sali più comuni; tuttavia, per il resto di loro, poco conosciuti, i chimici hanno escogitato una serie di passaggi per dare loro nomi universali.
A tal fine, la IUPAC ha raccomandato una serie di nomenclature, che, sebbene si applichino allo stesso modo per idracidi e ossacidi, presentano leggere differenze se utilizzate con i loro sali.
È necessario padroneggiare la nomenclatura degli acidi prima di passare alla nomenclatura dei sali.
Sali idrici acidi
Gli idracidi sono essenzialmente il legame tra l'idrogeno e un atomo non metallico (dei gruppi 17 e 16, ad eccezione dell'ossigeno). Tuttavia, solo quelli che hanno due protoni (H 2 X) sono in grado di formare sali acidi.
Quindi, nel caso dell'idrogeno solforato (H 2 S), quando uno dei suoi protoni viene sostituito da un metallo, ad esempio il sodio, abbiamo NaHS.
Come si chiama il sale NaHS? Ci sono due modi: nomenclatura tradizionale e composizione.
Sapendo che è un solfuro e che il sodio ha solo una valenza di +1 (perché è del gruppo 1), continuiamo di seguito:
Sale: NaHS
Nomenclature
Composizione: sodio idrogeno solforato .
Tradizionale: Sodio acido solfidrico .
Un altro esempio può essere anche Ca (HS) 2 :
Sale: Ca (HS) 2
Nomenclature
Composizione: bis (acido solfidrico) di calcio .
Tradizionale: solfuro di calcio acido .
Come si può vedere, vengono aggiunti i prefissi bis-, tris, tetrakis, ecc., In base al numero di anioni (HX) n , dove n è la valenza dell'atomo di metallo. Quindi, applicando lo stesso ragionamento per Fe (HSe) 3 :
Sale: Fe (HSe) 3
Nomenclature
Composizione: Tris (idrogenoselenide) di ferro (III) .
Tradizionale: solfuro di ferro acido (III) .
Poiché il ferro ha principalmente due valenze (+2 e +3), è indicato tra parentesi con numeri romani.
Sali di acidi ternari
Chiamati anche ossisali, hanno una struttura chimica più complessa rispetto ai sali idracidi acidi. In questi, l'atomo non metallico forma doppi legami con l'ossigeno (X = O), classificati come ossidi, e singoli legami (X-OH); quest'ultimo è responsabile dell'acidità del protone.
Le nomenclature tradizionali e di composizione mantengono le stesse norme degli ossoacidi e dei rispettivi sali ternari, con la sola particolarità di evidenziare la presenza del protone.
D'altra parte, la nomenclatura sistematica considera i tipi di legami XO (di addizione) o il numero di ossigeni e protoni (quello dell'idrogeno degli anioni).
Tornando con il bicarbonato di sodio, viene chiamato come segue:
Sale: NaHCO 3
Nomenclature
Tradizionale: carbonato di sodio .
Composizione: sodio idrogenocarbonato .
Sistematica e aggiunta di idrogeno degli anioni: Hidroxidodioxidocarbonato (-1) sodio , idrogeno (trioxidocarbonato) sodio .
Informale: bicarbonato di sodio, bicarbonato di sodio .
Da dove vengono i termini "idrossi" e "diossido"? "Hydroxy" si riferisce al gruppo -OH che rimane nell'anione HCO 3 - (O 2 C-OH), e "biossido" agli altri due ossigeno su cui "risuona" il doppio legame C = O (risonanza).
Per questo motivo la nomenclatura sistematica, anche se più esatta, è un po 'complicata per chi è iniziato al mondo della chimica. Il numero (-1) è uguale alla carica negativa dell'anione.
Un altro esempio
Sale: Mg (H 2 PO 4 ) 2
Nomenclature
Tradizionale: fosfato diacido di magnesio .
Composizione: magnesio diidrogeno fosfato (notare i due protoni).
Sistematica e aggiunta di idrogeno degli anioni: dihidroxidodioxidofosfato (-1) magnesio , bis magnesio .
Reinterpretando la nomenclatura sistematica, abbiamo che l'anione H 2 PO 4 - ha due gruppi OH, quindi i due atomi di ossigeno rimanenti formano ossidi (P = O).
Formazione
Come si formano i sali acidi? Sono il prodotto della neutralizzazione, cioè della reazione di un acido con una base. Poiché questi sali hanno protoni acidi, la neutralizzazione non può essere completa, ma parziale; altrimenti si ottiene il sale neutro, come si può vedere nelle equazioni chimiche:
H 2 A + 2NaOH => Na 2 A + 2H 2 O (completo)
H 2 A + NaOH => NaHA + H 2 O (parziale)
Allo stesso modo, solo gli acidi poliprotici possono avere neutralizzazioni parziali, poiché gli acidi HNO 3 , HF, HCl, ecc., Hanno un solo protone. Qui, il sale acido è NaHA (che è fittizio).
Se invece di neutralizzare l'acido diprotico H 2 A (più precisamente un idracido), con Ca (OH) 2 , si sarebbe generato il corrispondente sale di calcio Ca (HA) 2 . Se si usasse Mg (OH) 2 , si otterrebbe Mg (HA) 2 ; se è stato utilizzato LiOH, LiHA; CsOH, CsHA e così via.
Da ciò si conclude, per quanto riguarda la formazione, che il sale è costituito dall'anione A che proviene dall'acido, e dal metallo della base utilizzato per la neutralizzazione.
Fosfati
L'acido fosforico (H 3 PO 4 ) è un oxoacido poliprotico, motivo per cui ne derivano una grande quantità di sali. Usando KOH per neutralizzarlo e ottenere così i suoi sali, abbiamo:
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 neutralizza uno dei protoni acidi di H 3 PO 4 , sostituendolo con il catione K + nel sale fosfato diacido di potassio (secondo la nomenclatura tradizionale). Questa reazione continua a verificarsi fino a quando non vengono aggiunti gli stessi equivalenti KOH per neutralizzare tutti i protoni.
Si può quindi vedere che si formano fino a tre diversi sali di potassio, ciascuno con le sue rispettive proprietà e possibili usi. Lo stesso risultato potrebbe essere ottenuto utilizzando LiOH, dando fosfati di litio; o Sr (OH) 2 , per formare fosfati di stronzio, e così via con altre basi.
Citrati
L'acido citrico è un acido tricarbossilico presente in molti frutti. Pertanto, ha tre gruppi -COOH, che è uguale a tre protoni acidi. Anche in questo caso, come l'acido fosforico, è in grado di generare tre tipi di citrati a seconda del grado di neutralizzazione.
In questo modo, utilizzando NaOH, si ottengono citrati mono, di- e trisodici:
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
Le equazioni chimiche sembrano complicate data la struttura dell'acido citrico, ma se rappresentate, le reazioni sarebbero semplici come quelle per l'acido fosforico.
L'ultimo sale è citrato di sodio neutro, la cui formula chimica è Na 3 C 6 H 5 O 7 . E gli altri citrati di sodio sono: Na 2 C 6 H 6 O 7 , citrato acido di sodio (o citrato disodico); e NaC 6 H 7 O 7 , citrato diacido di sodio (o citrato monosodico).
Questi sono un chiaro esempio di sali organici acidi.
Esempi
Molti sali acidi si trovano nei fiori e in molti altri substrati biologici, oltre che nei minerali. Sono stati però omessi i sali di ammonio che, a differenza degli altri, non derivano da un acido ma da una base: l'ammoniaca.
Come è possibile? È dovuto alla reazione di neutralizzazione dell'ammoniaca (NH 3 ), una base che deprotona e produce il catione ammonio (NH 4 + ). NH 4 + , così come gli altri cationi metallici, possono sostituire perfettamente qualsiasi protone acido delle specie idracide o ossiacide.
Nel caso dei fosfati di ammonio e dei citrati, è sufficiente sostituire NH 4 con K e Na e si otterranno sei nuovi sali. Lo stesso vale per l'acido carbonico: NH 4 HCO 3 (carbonato di ammonio acido) e (NH 4 ) 2 CO 3 (carbonato di ammonio).
Sali acidi di metalli di transizione
Anche i metalli di transizione possono far parte di vari sali. Tuttavia, sono meno conosciuti e le sintesi dietro di loro presentano un grado di complessità maggiore a causa dei diversi numeri di ossidazione. Esempi di questi sali includono quanto segue:
Sale: AgHSO 4
Nomenclature
Tradizionale: solfato d'argento acido .
Composizione: solfato di idrogeno d'argento .
Sistematica: idrogeno d'argento (tetraossidosolfato) .
Sale: Fe (H 2 BO 3 ) 3
Nomenclature
Tradizionale: borato diacido di ferro (III) .
Composizione: ferro (III) diidrogenoborato .
Sistematica: Iron Tris (III) .
Sale: Cu (HS) 2
Nomenclature
Tradizionale: solfuro di rame acido (II) .
Composizione: Rame (II) idrogeno solforato .
Sistematica: Bis (idrogeno solforato) di rame (II) .
Sale: Au (HCO 3 ) 3
Nomenclature
Tradizionale: carbonato acido oro (III) .
Composizione: Idrogenocarbonato d'oro (III) .
Sistematica: Golden Tris (III) .
E così con altri metalli. La grande ricchezza strutturale dei sali acidi risiede più nella natura del metallo che in quella dell'anione; poiché non ci sono molti idracidi o ossacidi che esistono.
Carattere acido
I sali acidi generalmente quando disciolti in acqua danno origine a una soluzione acquosa con un pH inferiore a 7. Tuttavia, questo non è strettamente vero per tutti i sali.
Perchè no? Perché le forze che legano il protone acido all'anione non sono sempre le stesse. Più sono forti, minore sarà la tendenza a darlo al centro; Allo stesso modo, c'è una reazione opposta che fa regredire questo fatto: la reazione di idrolisi.
Questo spiega perché NH 4 HCO 3 , pur essendo un sale acido, genera soluzioni alcaline:
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 -
Date le precedenti equazioni di equilibrio, il pH basico indica che le reazioni che producono OH - avvengono preferenzialmente a quelle che producono H 3 O + , specie indicatore di una soluzione acida.
Tuttavia, non tutti gli anioni possono essere idrolizzati (F - , Cl - , NO 3 - , ecc.); Questi sono quelli che provengono da acidi e basi forti.
applicazioni
Ogni sale acido ha i suoi usi per diversi campi. Tuttavia, possono riassumere una serie di usi comuni per la maggior parte di essi:
-Nell'industria alimentare sono usati come lieviti o conservanti, così come nella pasticceria, nei prodotti per l'igiene orale e nella fabbricazione di medicinali.
-Quelli che sono igroscopici hanno lo scopo di assorbire umidità e CO 2 in spazi o condizioni che lo richiedono.
-I sali di potassio e calcio trovano generalmente usi come fertilizzanti, componenti nutrizionali o reagenti di laboratorio.
-Come additivi per vetro, ceramica e cementi.
-Nella preparazione di soluzioni tampone, indispensabili per tutte quelle reazioni sensibili a sbalzi di pH. Ad esempio, tamponi fosfato o acetato.
-E, infine, molti di questi sali forniscono forme solide e facilmente gestibili di cationi (in particolare metalli di transizione) con grande richiesta nel mondo della sintesi inorganica o organica.
Riferimenti
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