6. Нейтрализация. Амфотерные окислы

Если известное количество кислоты соединяется с основанием такой же силы, то такое химическое изменение называется нейтрализацией. Напр. в раствор азотной кислоты прибавляется раствор едкого калия до тех пор, пока индикатор не покажет нейтральное состояние раствора (лакмус окрасится в фиолетовый цвет, метилоранж - в цвет лука). Таким образом нейтрализацию азотной кислоты можно выразить химическим уравнением: HNO₃ + КОН = KNО₃ + Н₂О. Вещество, образовавшееся в результате нейтрализации, не имеет ни кислотных, ни щелочных свойств и называется солью. Если выпарить образовавшийся раствор, то получится азотнокислый калий, KNO3, соль азотной кислоты.

Как видно, можно теоретически вывести любую соль любой кислоты простой заменой водорода в кислоте соответствующим металлом. По количеству водорода, который можно заменить металлом, мы различаем кислоты одноосновные (HNO₃, HF, HCl), двуосновные (Н₂СО₃, H₂SО₄) и трехосновные (Н₃РО₄). Но основность кислоты не должна непременно согласоваться с числом атомов водорода в ее молекуле. Напр. фосфористая кислота, Н₃РО₃ - двуосновная и т. п.

Основность оснований дается числом гидроксилов (т. е. -ОН групп) в молекуле основания. В таком случае КОН - одноосновное основание, Са(ОН)₂ - двуосновное, Fe(OH)₃ - трехосновное и т. д.

Кроме окислов кислотных и основных, мы знаем еще окислы амфотерные. Их гидраты в воде нерастворимы. Их амфотерность проявляется в том, что с кислотами они реагируют как основания, а с основаниями - как кислоты. Это видно из уравнения:

Zn(OH)₂ + 2 HNO₃ = 2 H₂О + Zn(NO₃)₂ (азотнокислый цинк),

Zn(OH)₂ + 2 КОН = 2 Н₂О + K₂ZnО₂ (цинкат калия),

Аl(ОН)₃ + 3 HCl = 3 Н₂О + АlСl₃ (хлористый алюминий),

Аl(ОН)₃ + КОН = 2 Н₂O + КАlO₂ (алюминиевокислый калий).

Наконец нам известны и такие окислы (СО, NO, СlО₂), из которых нельзя получить ни кислоты, ни основания.

Формула соли выводится так же, как формула бинарных соединений, т. е. валентность должна равняться основности кислоты. Напр.:

Если все атомы водорода в кислоте заменить металлом, то образуются нормальные соли. Если же заменяется только часть атомов водорода кислоты, то образуются кислые или вторичные соли (т. е. кислоты одноосновные дают соли нормальные, кислоты двуосновные - соли кислые и нормальные, а кислоты трехосновные дают все три вида). Кислые соли получаются, следовательно, в результате частичной нейтрализации кислоты. Напр. H₂SО₄ + КОН = Н₂О + KHSО₄ (кислый сернокислый калий). Аналогично частичной нейтрализацией оснований образуются основные соли. Напр. Fe(OH)₃ + HNO₃ = Н₂О + Fe(OH)₂NO₃ (основное азотнокислое железо).