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固體硫酸鹽(PbSO4)

英文:Salt)在化學中,是指一類金屬離子銨根離子(NH4+)與酸根離子或非金屬離子結合的化合物,如硫酸鈣氯化銅醋酸鈉,一般來說鹽是複分解反應的生成物,如硫酸氫氧化鈉生成硫酸鈉,也有其他的反應可生成鹽,例如置換反應

鹽分為單鹽合鹽,單鹽分為正鹽酸式鹽鹼式鹽,合鹽分為複鹽錯鹽。其中酸式鹽除含有金屬離子與酸根離子外還含有氫離子,鹼式鹽除含有金屬離子與酸根離子外還含有氫氧根離子,複鹽溶於水時,可生成與原鹽相同離子的合鹽;錯鹽溶於水時,可生成與原鹽不相同的複雜離子的合鹽-絡合物

通常在標準狀況下,不可溶的鹽會是固態,但也有例外,例如熔鹽英語Molten salt離子液體。可溶鹽的溶液熔鹽英語Molten salt有導電性,因此可作為電解質。包括細胞細胞質血液尿液礦泉水中都含有許多不同的鹽類。

強鹼弱酸鹽是強鹼弱酸反應的鹽,溶於水顯鹼性,如碳酸鈉。而強酸弱鹼鹽是強酸弱鹼反應的鹽,溶於水顯酸性,如氯化鐵

鹽的分類[編輯]

單鹽[編輯]

正鹽是一鹽類的一種,既不含能電離的氫離子,又不含氫氧根離子。 正鹽是酸和鹼完全中和的產物[1],但正鹽的水溶液不一定顯中性,如Na2CO3(碳酸鈉)溶液顯鹼性,(NH4)2SO4(硫酸銨)溶液顯酸性。酸跟鹼完全中和生成的鹽中,不會有酸中的氫離子,也不會有鹼中的氫氧根離子,只有金屬陽離子和酸根離子,這樣的鹽為正鹽。生成正鹽的反應。

酸式鹽

酸式鹽是鹽類的一種,由陽離子和多元的不完全電離酸根陰離子組成。由於陰離子中含有在水中可電離的原子,因此被稱作「酸式」鹽[1]。但實際上,只有強酸(如硫酸)及少部分中強酸(如磷酸)的酸式鹽呈酸性,大多數弱酸的酸式鹽都因陰離子的水解而顯鹼性

要注意的是,酸式鹽在以離子晶體形式存在時,陰離子並不電離出氫離子,氫離子是酸式酸根離子的一部分。在熔融狀態下,酸根離子也不電離。

鹼式鹽是鹽類的一種,除了含有金屬離子和酸根離子外,還含有氫氧根或氧離子的鹽類;也可認為是鹼的氫氧根沒有被酸完全中和所得的產物。 含羥基的鹼式鹽又稱為羥基鹽,可視為金屬離子、氫氧根及陰離子合成的鹽類,如鹼式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)、鹼式氯化鎂(Mg(OH)Cl)等為羥基鹽。

含氧基的鹼式鹽稱為氧化鹽,可視為金屬離子、氧離子(O2-)及陰離子合成的鹽類。如鹼式碳酸鉍(Bi2O2(CO3))即為氧化鹽。

合鹽[編輯]

  • 復鹽:

復鹽是指含有兩種或以上的同種晶型的簡單鹽類[1],屬於化合物,溶於水會離解出所有的離子。復鹽通常可由混合這兩種鹽飽和溶液並結晶而製得。在自然界中廣泛存在,如明礬就是天然而有廣泛應用的複鹽。

屬性[編輯]

顏色[編輯]

鹽的顏色可以是純潔透明的(如氯化鈉)、不透明的或者是帶有金屬光澤的(如黃鐵礦)。大多數情況下鹽表面的透明或不透明只和構成該鹽的單晶體有關。當光線照射到鹽上時,就會被晶界(晶體之間的邊界)反射回來,大的晶體就會呈現出透明狀,多晶體聚集在一起則會看起來更像白色粉末一樣。

鹽有許多顏色,例如:

大部分礦物質、無機色素以及很多人工合成的有機染料都是鹽,有一些鹽能夠呈現出其它顏色是過渡元素的d軌道存在未成對電子導致的。

味道[編輯]

不同的鹽可以激發不同的味覺,例如鹹味(氯化鈉)、甜味(乙酸鉛[2],若食用會導致鉛中毒)、酸味(酒石酸氫鉀)、苦味(硫酸鎂)或鮮味谷氨酸鈉[3]

氣味[編輯]

強酸或強鹼鹽(強鹽)是不可揮發的,且沒有氣味。而弱酸或弱鹼鹽(弱鹽)則會根據共軛酸鹼對而產生不同的氣味(例如醋酸鹽則會有醋酸的味道,氰化氫則會有苦杏仁味等),此外弱酸或弱鹼鹽還會揮發和分解,並且由於水解反應和弱鹽合成的反應是可逆反應,因此當有水分存在時會加速弱鹽的分解。

溶解度[編輯]

許多離子化合物都可以溶解在水或是類似的溶劑中,化合物的溶解度和組成的陰離子和陽離子以及溶劑都有關,因此有一特定的關係。陽離子當中,所有離子、離子及離子的鹽均可溶於水;而陰離子中,硝酸鹽離子及碳酸氫鹽離子的鹽類可在水中溶解。除了硫酸鋇硫酸鈣硫酸鉛外,大部份的硫酸鹽離子的鹽類也都可以溶於水。不過若離子之間的鍵結很強,產生高度穩定的固體,在水中也就不易溶解,例如大部份的碳酸鹽就不溶於水,例如碳酸鉛碳酸鋇等。

系統命名法[編輯]

一般而言,無氧酸鹽的名字是非金屬元素名稱在前,金屬元素名稱在後,兩者名字之間添加「化」,稱為「某化某」。如果是含氧酸鹽,則鹽的名稱為酸的名稱後面之間添加元素名稱,稱為「某酸某」。如果某種金屬元素有多個化合價,那麼低化合價形成的鹽的名稱是在金屬元素名稱前添加「亞」,例如銅元素的氯化物中,如果銅的化合價為+2價,那麼形成的鹽CuCl2稱為「氯化銅」,如果化合價為+1價,形成的鹽CuCl稱為「氯化亞銅」。

含有相同陽離子或陰離子的一類鹽一般都會統稱為「某鹽」,例如「鈉鹽」、「硫酸鹽」等。

常見的形成鹽類的陽離子包括:

常見的形成鹽類的陰離子包括:

有機離子的鹽類[編輯]

一般鹽類會歸類為無機化合物,但也有一些有機化合物的鹽類,例如有機酸的鹽類就是有機化合物。其中較重要的是羧酸鹽,例如乙酸根CH3COO和鈉離子Na+會形成乙酸鈉,和銅離子Na+會形成乙酸銅。乙酸只有一個COOH基,只帶-1價,檸檬酸有三個COOH基,帶-3價,形成的鹽類有檸檬酸鈉檸檬酸鈣根,乙酸鹽和檸檬酸鹽的陰離子和陽離子都以離子鍵鍵結,不像一般有機化合物以間用共價鍵鍵結,因此稱為鹽類。

這些鹽類中較常用的是羧酸鹽,其中也包括脂肪酸鹽。像肥皂就是由許多不同分子量脂肪酸鈉及脂肪酸鉀的混合物。這類長鏈脂肪酸的鹽類就沒有晶體的結構。

類似硫酸根SO42−磺酸根R-O-SO3也是有機酸根的一種,磺酸鹽是洗髮精及沐浴乳中常見的表面活性劑。醇類的酸性很弱,一般不會稱為酸,不過其羥基氫被金屬取代後會形成醇鹽。醇鹽在水中會水解,產生對應的醇類,以下是醇鹽和金屬鹼酐水解反應的比較。

水解反應
乙醇鈉 \mathrm {C_2H_5ONa + H_2O \longrightarrow \ C_2H_5OH + Na^+ + OH^-}
氧化鈉 \mathrm {Na_2O + H_2O \longrightarrow \ 2 \ Na^+ + 2 \ OH^-}
季銨陽離子的結構

也有些有機的陽離子會形成鹽類,例如類似銨根離子(NH4+)的季銨陽離子,季銨陽離子是由一個氮原子和四個烷基(R-)組成,帶一個正電荷。例如溴化十六烷基三甲銨中,十六烷基三甲銨離子是陽離子,和陰離子溴離子形成鹽類。實用的季銨鹽類也有類似的結構,季銨陽離子中只有一個長鏈的烷基,當溶於水中,陽離子有表面活性劑的作用。這類物質在生物體新陳代謝中有重要的作用,例如維生素B中的膽鹼就是季銨鹽類。

在氨分子(NH3)中加入一個氫離子(H+)就變成銨離子(NH4+),同樣的在有機中加入一個氫離子就變成陽離子。例如一級胺(R-NH2H,R為烷基)加入一個氫離子就變成陽離子(R-NH3+)這類的化合物比原來的化合物極性要強,因此在水中的溶解度比原來的化合物要高。例如一些含氮的藥物會和鹽酸反應來產生鹽酸胺類化合物,人體對於這類化合物的吸收度比原來的含氮藥物要好。也有些藥物是和溴化氫氟化氫反應成類似的藥物。

內鹽也稱為兩性離子,是一種特殊的化合物,化合物中同時有帶正電及帶負電的原子,但是帶正電和負電的原子不同(在一些定義中限定是未具有相鄰正負電荷的化合物)[4],像許多胺基酸都屬於內鹽。若胺基酸中包含羧基(-COO−)和一個胺基(-NH3+),就是內鹽,會在不同的反應中呈酸性或是鹼性。不過內鹽和一般電解質不同,溶於水中只有微弱的導電性(兩性物質)。

有機陰離子和陽離子的例子[編輯]

有機化合物的陰離子
分類 舉例 結構
羧酸根 乙酸根
Acetate-anion-canonical-form-2D-skeletal.png
棕櫚酸根
Palmitat-Ion.svg
檸檬酸
Citrat-Ion.svg
有機硫化物 十二烷基硫酸根
Laurylsulfat-Ion.svg
醇鹽 乙醇鹽英語Ethanolate
Ethanolat-Ion.svg
有機化合物的陽離子
分類 舉例 結構
季銨陽離子 溴化十六烷基三甲銨
Cetyltrimethylammonium-Ion.svg
膽鹼
Cholin.svg
胺類 苯胺鹽類
Anilin-Ion.svg
有機化合物的內鹽
分類 舉例 結構
Betaine英語Betaine 甜菜鹼
Betain2.svg
胺基酸 丙胺酸
Alanin-Zwitterion.svg

製備[編輯]

鹽可以通過化學反應而製備,包括有:

鹽的性質[編輯]

在化學上,鹽是由陽離子(正電荷離子)與陰離子(負電荷離子)所組成之中性(不帶電荷)離子化合物

酸+鹽→新鹽+新酸(強酸→弱酸)這裡的鹽可以是不溶性鹽。
2HCl+Na2CO3→H2O+CO2↑+2NaCl
碳酸不穩定會繼續分解成二氧化碳
鹼(可溶)+鹽(可溶)→新鹼+新鹽
2NaOH+CuSO4→Cu(OH)2↓+Na2SO4
鹽(可溶)+鹽(可溶)→兩種新鹽
CuSO4+BaCl2→BaSO4↓+CuCl2
鹽+金屬(某些)→新金屬+新鹽 反應中的金屬一定要比鹽中的金屬活潑才可以把它給置換出來。請看金屬活動性
Zn+CuSO4→ZnSO4+Cu

參見[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 魏明通. 普通化學. 五南圖書出版股份有限公司. 2006: 24–. ISBN 978-957-11-4349-1. 
  2. ^ Nicholas Wade. 地球身世之謎. 知書房出版集團. 2004: p.159. ISBN 9578320477. 
  3. ^ Y. Kawamura and M.R. Kare (編). 鮮味,基本味道. New York,NJ: Marcel Dekker. 1987. 
  4. ^ (英文)國際純粹與應用化學聯合會."zwitterionic compounds/zwitterions".化學術語總目錄 在線版本.