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I sali sono composti chimici che derivano dagli acidi per sostituzione di uno o più ioni H+ con cationi metallici. I sali sono composti che possono presentare solubilità diverse in acqua (alcuni sono molto solubili, altri poco solubili), ma la frazione di un sale che si scioglie in acqua è comunque totalmente dissociata negli ioni che lo costituiscono. In altre parole i sali sono tutti elettroliti forti.
Si dicono elettroliti tutti i composti chimici che in acqua si dissociano in ioni.
Sono detti forti gli elettroliti che si dissociano completamente, deboli quelli che si dissociano parzialmente.
Il termine "elettrolita" deriva dal fatto che solo i composti chimici che in acqua si dissociano producendo ioni sono in grado di dare "elettrolisi", processo di cui ci occuperemo in seguito.
Per costruire la formula chimica di un sale è necessario
1) procedere alla dissociazione dell'acido
2) sostituire agli ioni H+ il catione metallico
3) scrivere gli opportuni indici, in modo da rendere neutra la molecola (si utilizzerà il nox del metallo come indice dell'anione e viceversa)
4) procedere alla eventuale semplificazione degli indici
Esemplifichiamo la procedura costruendo il sale di sodio dell'acido carbonico
1) dissociamo l'acido carbonico
H2CO3 → 2H+ + CO32-
2) lo ione sodio Na+ va a prendere il posto degli idrogeni
Na CO3
3) il nox del sodio (+1) diventa l'indice dell'anione, mentre il nox dell'anione (-2) diventa l'indice del catione.
Na2CO3
4) gli indici sono già semplificati
Proviamo ora a costruire il sale d'alluminio dell'acido solforico
1) dissociamo l'acido solforico
H2SO4 → 2H+ + SO42-
2) lo ione alluminio Al3+ va a prendere il posto degli idrogeni
Al SO4
3) il nox del alluminio (+3) diventa l'indice dell'anione, mentre il nox dell'anione (-2) diventa l'indice del catione.
Al2(SO4)3
Si noti che l'anione proveniente dalla dissociazione dell'acido è stato messo tra parentesi, infatti l'indice 3 si riferisce a tutto l'anione. Il sale in tal modo risulta neutro, infatti nella molecola sono presenti 2 ioni Al3+, per un totale di 6 cariche positive e 3 anioni SO42-, per un totale di 6 cariche negative.
4) gli indici sono già semplificati
I sali si possono formare sia utilizzando un anione proveniente da un acido completamente dissociato, ed in tal caso sono detti sali neutri, sia da un acido parzialmente dissociato. In tal caso l'anione possiede ancora atomi di idrogeno nella sua molecola e il sale che si forma è detto sale acido.
Ad esempio l'acido ortofosforico può formare tre tipi di sali utilizzando gli anioni provenienti dalle tre dissociazioni successive
H3PO4 → H+ + H2PO4- anione biacido
H2PO4- → H+ + HPO42- anione monoacido
HPO42- → H+ + PO43- anione neutro
Se ora vogliamo costruire i tre sali di calcio utilizzando i tra anioni, otterremo (il calcio ha nox +2)
Ca(H2PO4)2 sale biacido
CaHPO4 sale monoacido
Ca3(PO4)2 sale neutro
I nomi dei sali si formano da quelli degli acidi corrispondenti cambiando le desinenze secondo tale schema
OSO ® ITO
ICO ® ATO
IDRICO ® URO
ad esempio i sali dell'acido solforoso si chiamano "solfiti", quelli dell'acido carbonico "carbonati", quelli dell'acido solfidrico "solfuri". Alcuni sali acidi utilizzano ancora la vecchia denominazione. Ad esempio il carbonato monoacido di sodio NaHCO3 è detto anche bicarbonato di sodio.
La formula chimica di un sale si può costruire come abbiamo appena esposto, ma i sali si producono attraverso numerose reazioni chimiche. Vediamo le principali.
Possiamo riassumere le principali reazioni di salificazione attraverso il seguente schema
Metallo
Ossido
Idrossido |
|
Non metallo
Anidride
Acido |
1) metallo + non metallo → sale
2K + F2 → 2KF (fluoruro di potassio)
2) ossido + anidride → sale
MgO + SO3 → MgSO4 (solfato di magnesio)
3) idrossido + acido → sale + acqua
Ca(OH)2 + H2CO3 → CaCO3 + H2O (carbonato di calcio)
4) ossido + acido → sale + acqua
Na2O + H2SO3 → Na2SO3 + H2O (solfito di sodio)
5) anidride + idrossido → sale + acqua
P2O5 + 2KOH → 2KPO3 + H2O (metafosfato di potassio)
Altri processi di salificazione
La salificazione può avvenire per sostituzione dell'idrogeno di un acido o dello ione metallico di un sale da parte di un metallo più elettropositivo (scambio semplice)
a) acido + metallo → sale + idrogeno
H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2↑ (solfato di zinco)
lo zinco, più elettropositivo dell'idrogeno, tende a cedergli i suoi elettroni. L'idrogeno diventa neutro e si libera come gas H2, mentre lo zinco diventa un catione e sostituisce l'idrogeno nell'acido trasformandolo in un sale. Gli acidi tendono dunque ad attaccare i metalli più elettropositivi dell'idrogeno, corrodendoli.
b) sale + metallo → sale + metallo
ZnSO4 + 2Na → Na2SO4 + Zn (solfato di sodio)
il sodio, più elettropositivo dello zinco, lo sostituisce nel sale, cedendogli i suoi elettroni e trasformandosi in ione sodio. Si libera zinco metallico.
La salificazione può avvenire infine per doppio scambio tra un acido e un sale e tra due sali.
c) acido + sale → sale + acido
H2SO4 + CaCO3 → H2CO3 + CaSO4 (solfato di calcio)
L'acido forte (acido solforico) sposta l'acido debole (acido carbonico) dai suoi sali (carbonati). Il processo è legato al diverso grado di dissociazione dei due acidi. Infatti lo ione carbonato, prodotto dalla dissociazione del carbonato di sodio, tende a ridare l'acido carbonico indissociato utilizzando gli ioni H+ provenienti dalla dissociazione dell'acido solforico.
d) sale + sale → sale + sale
NaCl + AgNO3 → AgCl ↓ + NaNO3
Mentre il cloruro di sodio e il nitrato di argento sono molto solubili, il cloruro di argento è poco solubile. gli ioni Ag+ e Cl- presenti in soluzione tendono perciò a precipitare sotto forma di cloruro di argento, mentre in soluzione rimane il nitrato di sodio.
Sali basici
Oltre ai sali neutri e ai sali acidi esistono anche sali basici. Essi si formano quando in una reazione tra un idrossido ed un acido (o un'anidride) l'idrossido non si dissocia completamente e nella molecola del sale sono quindi presenti uno o più gruppi ossidrili
Mg(OH)2 + HCl → MgOHCl + H2O (cloruro monobasico di magnesio)
Bi(OH)3 + HNO3 → Bi(OH)2NO3 + H2O nitrato bibasico di bismuto)
Come abbiamo già detto la maggior parte dei sali sono elettroliti forti e in acqua si dissociano completamente negli ioni costituenti.
Per scrivere correttamente la dissociazione di un sale è necessario riconoscere nella molecola gli anioni provenienti dall'acido e i cationi provenienti dalla base, con i rispettivi indici e cariche elettriche.
A destra della freccia di reazione verranno perciò scritti il catione e l'anione, ciascuno con le rispettive cariche, preceduti da un coefficiente pari all'indice con cui compaiono nel sale.
Ad esempio se vogliamo dissociare il carbonato di sodio Na2CO3, scriveremo
Na2CO3 → 2Na+ + CO32-
E' necessario quindi sapere che il sodio è presente con nox +1, mentre l'anione proviene dall'acido carbonico H2CO3 e quindi è l'anione bivalente carbonato CO32- (anche senza riconoscere l'acido era comunque possibile dedurre la carica dell'anione notando che è necessario un anione per neutralizzare due ioni Na+). L'indice 2 del sodio nel sale diventa poi il suo coefficiente come ione dissociato.
Proviamo ora a dissociare l'ortofosfato biacido di calcio Ca(H2PO4)2
Ca(H2PO4)2 → Ca2+ + 2H2PO4-
Anche qui è necessario sapere che il calcio è presente con nox +2, mentre l'anione proviene dall'acido ortofosforico H3PO4 e quindi è l'anione monovalente fosfato biacido H2PO4- (anche senza riconoscere l'acido era comunque possibile dedurre la carica dell'anione notando che sono necessari due anioni per neutralizzare lo ione positivo Ca2+). L'indice 2 dell'anione solfato biacido nel sale diventa poi il suo coefficiente come ione dissociato.
Fonte: http://www.pianetachimica.it/didattica/documenti/Chimica_Generale.doc
Sito web da visitare: http://www.pianetachimica.it
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