Солі: середні й кислі, номенклатура

Сіль — це складна речовина, що складається з катіонів металічного елемента (або катіона амонію NH₄⁺) й аніонів кислотного залишку. З погляду електролітичної дисоціації сіль — це електроліт, який у водному розчині дисоціює на катіони металу (амонію) й аніони кислотного залишку. Наприклад:

Al₂(SO₄)₃ → 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻

Сіль можна уявити як продукт заміщення атомів Гідрогену в кислоті атомами металу або як продукт заміщення груп OH в основі кислотними залишками. Іншими словами, сіль можна «зібрати» з кислоти й основи:

NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

Фізичні властивості солей

За звичайних умов солі — це тверді кристалічні речовини йонної будови. Вони мають високі температури плавлення. Розчинність у воді різна — її визначають за таблицею розчинності. Деякі солі мають характерне забарвлення:

• Солі Купруму(II) в розчині мають блакитний колір; мідний купорос CuSO₄·5H₂O — синій кристалічний порошок, а безводний CuSO₄ — білий.

• Розчини солей Феруму(III) мають жовто-бурий колір.

Поширення солей у природі

Багато солей трапляються в природі у вигляді мінералів і гірських порід. Ось найвідоміші:

Як бачиш, солі — надзвичайно поширений клас сполук, без яких неможливе життя на Землі. Від кухонної солі на нашому столі до вапнякових скель — усюди солі.

Залежно від того, чи всі атоми Гідрогену в кислоті заміщено металом, солі поділяють на середні та кислі.

Середні солі

Середня сіль — це продукт повного заміщення атомів Гідрогену кислоти атомами металу. У кислотному залишку середньої солі немає атомів Гідрогену. Приклади:

• Na₂SO₄ — натрій сульфат (утворений з H₂SO₄, обидва атоми Гідрогену заміщено)

• K₃PO₄ — калій ортофосфат (утворений з H₃PO₄, усі три атоми Гідрогену заміщено)

• CaCO₃ — кальцій карбонат (утворений з H₂CO₃)

• NH₄Cl — амоній хлорид (утворений з HCl)

• FeCl₃ — ферум(III) хлорид (утворений з HCl)

Кислі солі

Кисла сіль — це продукт часткового заміщення атомів Гідрогену багатоосновної кислоти металом. У кислотному залишку кислої солі залишається один або кілька атомів Гідрогену. Приклади:

• NaHSO₄ — натрій гідрогенсульфат (один атом Гідрогену з H₂SO₄ залишився)

• Ca(HCO₃)₂ — кальцій гідрогенкарбонат (один атом Гідрогену в кожному HCO₃⁻ з H₂CO₃)

• KH₂PO₄ — калій дигідрогенортофосфат (два атоми Гідрогену з H₃PO₄ залишилися)

• Na₂HPO₄ — натрій гідрогенортофосфат (один атом Гідрогену з H₃PO₄ залишився)

• NaHS — натрій гідрогенсульфід (один атом Гідрогену з H₂S залишився)

Які кислоти утворюють кислі солі?

Кислі солі утворюють лише багатоосновні кислоти — ті, що містять два або більше атомів Гідрогену, здатних заміщуватися на метал. Одноосновні кислоти (HCl, HNO₃, CH₃COOH) кислих солей не утворюють, бо в них лише один атом Гідрогену — якщо його замістити, вийде середня сіль, а якщо не замістити — залишиться кислота.

Утворення кислих солей

Кисла сіль утворюється в надлишку багатоосновної кислоти або кислотного оксиду. Наприклад, якщо до сульфатної кислоти додати мало лугу, утвориться кисла сіль:

NaOH + H₂SO₄ → NaHSO₄ + H₂O

Якщо ж лугу достатньо, утворюється середня сіль:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

Докладніше про співвідношення реагентів і перетворення кислих солей на середні ти дізнаєшся в наступному уроці.

Як розпізнати сіль серед формул?

Щоб визначити, чи є сполука сіллю, знайди в її складі катіон металу (або NH₄⁺) і кислотний залишок. Зверни увагу:

• NaHCO₃ — це кисла сіль, а не кислота, хоча містить Гідроген. Чому? Тому що в ній є катіон Натрію Na⁺ і кислотний залишок HCO₃⁻.

• NaOH — це основа (гідроксид), а не сіль, бо містить гідроксильну групу OH⁻.

• Na₂O — це оксид, а не сіль, бо складається лише з металу й Оксигену.

• NH₄Cl — це сіль (амоній хлорид), хоча не містить металу. Катіон амонію NH₄⁺ виконує роль металу.

У сучасній українській номенклатурі назву солі будують за схемою:

Назва металічного елемента (з римською цифрою, якщо ступінь окиснення змінний) + назва кислотного залишку

Назви середніх солей

Розгляньмо приклади:

Назви кислих солей

Кислі солі мають префікс «гідроген-» (якщо в залишку один атом Гідрогену) або «дигідроген-» (якщо два атоми Гідрогену). Приклади:

Як скласти формулу солі за назвою

Щоб скласти формулу, дотримуйся алгоритму:

1. Визнач заряд катіона. Наприклад, Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Fe³⁺, NH₄⁺.

2. Визнач заряд аніона (кислотного залишку). Наприклад, SO₄²⁻, PO₄³⁻, NO₃⁻, HCO₃⁻.

3. Знайди найменше спільне кратне (НСК) зарядів. Воно покаже, скільки потрібно катіонів і аніонів, щоб сума зарядів дорівнювала нулю.

4. Запиши індекси. Якщо складний йон (SO₄²⁻, PO₄³⁻, HCO₃⁻) треба взяти кілька разів, бери його в дужки.

Розгляньмо конкретні приклади:

Перевірка: сума зарядів у формулі має дорівнювати нулю. Для Al₂(SO₄)₃: 2·(+3) + 3·(−2) = 6 − 6 = 0. Для Ca(HCO₃)₂: (+2) + 2·(−1) = 2 − 2 = 0.

Побутові назви солей

У довідці НМТ немає назв кислотних залишків і побутових назв солей, тому їх варто запам'ятати:

Приклад 1. Логічні пари: формула — назва

У завданні на логічні пари тобі потрібно зіставити три формули (1–3) із п'ятьма назвами (А–Д), серед яких дві зайві. Розгляньмо приклад:

Умова: Установи відповідність між формулою солі та її назвою.

Розв'язання:

1. Формула NaHSO₃ містить катіон Na⁺ і кислотний залишок HSO₃⁻ (гідрогенсульфіт). Отже, назва — натрій гідрогенсульфіт. Це відповідає варіанту Б.

2. Формула Fe₂(SO₄)₃ містить катіон Fe³⁺ (ступінь окиснення +3, бо 2·(+3) + 3·(−2) = 0) і сульфат-аніон SO₄²⁻. Назва — ферум(III) сульфат. Це відповідає варіанту В.

3. Формула KH₂PO₄ містить катіон K⁺ і кислотний залишок H₂PO₄⁻ (дигідрогенортофосфат). Назва — калій дигідрогенортофосфат. Це відповідає варіанту Г.

Відповідь: 1 — Б, 2 — В, 3 — Г.

Варіанти А (натрій гідрогенсульфат, NaHSO₄) і Д (калій гідрогенортофосфат, K₂HPO₄) — зайві. Їх додано, щоб перевірити, чи розрізняєш ти сульфіт і сульфат, а також дигідроген- і гідроген-.

Приклад 2. Вибір кислої солі

Умова: Яка з наведених сполук є кислою сіллю?

• А CaCO₃

• Б Ca(HCO₃)₂

• В NH₄Cl

• Г CH₃COONa

Розв'язання:

1. CaCO₃ — кальцій карбонат. У кислотному залишку CO₃²⁻ немає Гідрогену. Це середня сіль.

2. Ca(HCO₃)₂ — кальцій гідрогенкарбонат. У залишку HCO₃⁻ є атом Гідрогену. Це кисла сіль.

3. NH₄Cl — амоній хлорид. Атоми Гідрогену є в катіоні амонію NH₄⁺, але не в кислотному залишку Cl⁻. Це середня сіль.

4. CH₃COONa — натрій ацетат (сіль оцтової кислоти). У залишку CH₃COO⁻ немає Гідрогену, здатного заміщуватися (оцтова кислота одноосновна). Це середня сіль.

Відповідь: Б Ca(HCO₃)₂.

Типова помилка — обрати NH₄Cl через наявність Гідрогену. Але Гідроген у катіоні амонію не робить сіль кислою: кисла сіль — це коли Гідроген лишається в кислотному залишку, а не в катіоні.

Приклад 3. Формула алюміній сульфату

Умова: Яка формула відповідає алюміній сульфату?

• А AlSO₄

• Б Al₃(SO₄)₂

• В Al₂(SO₄)₃

• Г Al₂SO₄

Розв'язання:

1. Визначаємо заряд катіона: Алюміній у сполуках має ступінь окиснення +3, отже, катіон Al³⁺.

2. Визначаємо заряд аніона: сульфат-аніон — SO₄²⁻.

3. Знаходимо найменше спільне кратне зарядів: НСК(3, 2) = 6.

4. Кількість катіонів: 6 ÷ 3 = 2. Кількість аніонів: 6 ÷ 2 = 3.

5. Записуємо формулу: Al₂(SO₄)₃. Сума зарядів: 2·(+3) + 3·(−2) = 0.

Відповідь: В Al₂(SO₄)₃.

Чому інші варіанти неправильні? AlSO₄ — сума зарядів (+3) + (−2) ≠ 0. Al₃(SO₄)₂ — сума зарядів 3·(+3) + 2·(−2) = 9 − 4 = +5 ≠ 0. Al₂SO₄ — сума зарядів 2·(+3) + (−2) = +4 ≠ 0.

Приклад 4. Кислота, яка не утворює кислих солей

Умова: Яка з наведених кислот не утворює кислих солей?

• А H₂SO₄

• Б H₃PO₄

• В HNO₃

• Г H₂CO₃

Розв'язання:

1. H₂SO₄ — двоосновна кислота, утворює кислі солі (наприклад, NaHSO₄).

2. H₃PO₄ — триосновна кислота, утворює дві кислі солі (NaH₂PO₄, Na₂HPO₄).

3. HNO₃ — одноосновна кислота, має лише один атом Гідрогену. Якщо його замістити — вийде середня сіль (NaNO₃). Якщо не замістити — залишиться кислота. Кислих солей не утворює.

4. H₂CO₃ — двоосновна кислота, утворює кислі солі (наприклад, NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂).

Відповідь: В HNO₃.

Запам'ятай: кислі солі утворюють лише багатоосновні кислоти (H₂SO₄, H₂CO₃, H₃PO₄, H₂S тощо). Одноосновні кислоти (HCl, HNO₃, HBr, HI, CH₃COOH) кислих солей не утворюють.

Розгляньмо типові помилки, яких припускаються учні під час роботи з солями.

• Називають NaHCO₃ натрій карбонатом, а Na₂CO₃ — питною содою. Правильно: NaHCO₃ — натрій гідрогенкарбонат (питна сода — побутова назва), а Na₂CO₃ — натрій карбонат (кальцинована сода). Не плутай ці дві сполуки!

• Вважають NH₄Cl кислою сіллю через атоми Гідрогену в катіоні амонію. Насправді NH₄Cl — середня сіль. Кисла сіль — це коли Гідроген лишається в кислотному залишку (наприклад, HCO₃⁻, HSO₄⁻), а не в катіоні.

• Складають «кислі солі» одноосновних кислот: NaHCl, KHNO₃. Одноосновні кислоти (HCl, HNO₃) не утворюють кислих солей. Формули NaHCl або KHNO₃ не існують — це хибні записи.

• Пишуть CaHCO₃ замість Ca(HCO₃)₂, забуваючи, що заряд HCO₃⁻ дорівнює −1. Кальцій має заряд +2, тому потрібно два гідрогенкарбонат-іони, щоб сума зарядів дорівнювала нулю. Пиши Ca(HCO₃)₂, беручи складний йон у дужки.

• Пропускають римську цифру для Феруму чи Купруму (ферум хлорид) або ставлять її для Натрію. Ферум і Купрум мають змінний ступінь окиснення, тому римська цифра обов'язкова: FeCl₂ — ферум(II) хлорид, FeCl₃ — ферум(III) хлорид. Натрій, Калій, Кальцій мають сталий ступінь окиснення — римська цифра не потрібна.

• Плутають гідрогенортофосфат HPO₄²⁻ і дигідрогенортофосфат H₂PO₄⁻. Запам'ятай: префікс «ди-» означає два атоми Гідрогену. H₂PO₄⁻ — дигідрогенортофосфат (заряд −1), HPO₄²⁻ — гідрогенортофосфат (заряд −2). Не плутай їхні назви й заряди!

Тема «Солі» (пункт 2.2.4 програми НМТ) є однією з ключових. У демоваріанті 2026 року вона фігурує в завданнях № 11 і № 12.

Формати завдань

• Завдання № 11 і № 12 — вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г). Кожне оцінюється в 1 бал. Тематика: № 11 — основність кислоти, середні й кислі солі, солі органічних кислот; № 12 — добір реагенту, що по-різному діє на розчини натрій карбонату й натрій силікату.

• Завдання № 19–20 — встановлення відповідності (логічні пари): до кожного з трьох фрагментів (1–3) треба дібрати один із п'яти варіантів (А–Д, дві букви зайві). Кожна правильна пара дає 1 бал, максимум — 3 бали. У демоваріанті 2026 року це були якісні реакції органічних сполук (№ 19) і гідроліз солей (№ 20), тож формули й назви солей знадобляться й там. Вправи «формула — назва» в цьому уроці — тренувальні.

Що можна і не можна використовувати

У довідці НМТ є таблиця розчинності, де катіони й аніони подано лише формулами (наприклад, SO₄²⁻, PO₄³⁻, CO₃²⁻); кислих аніонів (HCO₃⁻, HSO₄⁻, H₂PO₄⁻) у таблиці немає. Назв кислотних залишків і побутових назв солей у довідці немає — їх треба знати напам'ять.

Стратегія виконання

1. У назві солі спершу знайди префікс «гідроген-» чи «дигідроген-» — це ознака кислої солі.

2. Визнач суфікс кислотного залишку (-ід, -іт, -ат) — він підкаже, яка кислота утворила сіль.

3. Склади формулу за зарядами йонів: заряд катіона × кількість = заряд аніона × кількість.

4. Перевір, чи сума зарядів дорівнює нулю.

• Сіль — складна речовина, що складається з катіонів металу (або амонію NH₄⁺) й аніонів кислотного залишку.

• Середня сіль — продукт повного заміщення атомів Гідрогену кислоти металом; кисла сіль — продукт часткового заміщення, у кислотному залишку лишається Гідроген.

• Кислі солі утворюють лише багатоосновні кислоти (H₂SO₄, H₃PO₄, H₂CO₃, H₂S). Одноосновні кислоти (HCl, HNO₃) кислих солей не утворюють.

• Назва солі: назва металічного елемента (з римською цифрою, якщо ступінь окиснення змінний) + назва кислотного залишку.

• Кислі солі мають префікс «гідроген-» (один атом H) або «дигідроген-» (два атоми H) перед назвою залишку.

• Індекси у формулі визначають за зарядами йонів через найменше спільне кратне. Кілька складних йонів беруть у дужки: Al₂(SO₄)₃, Ca(HCO₃)₂, Ca₃(PO₄)₂.