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鹽 (化學)

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固體硫酸鹽(PbSO4)
固體硫酸鹽(PbSO4)

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

鹽分為單鹽和合鹽,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,例如熔鹽離子液體。可溶鹽的溶液熔鹽有導電性,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

單鹽

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(碳酸鈉)溶液顯鹼性,(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

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()、鹼式氯化鎂()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()即為氧化鹽。

合鹽

  • 複鹽:

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。

絡鹽

錯鹽有配位單元的化合物。

屬性

顏色

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

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],若大量食用會導致鉛中毒)、酸味(酒石酸氫鉀)、苦味(硫酸鎂)或鮮味穀氨酸鈉[3]

氣味

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

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。而鹵素鹽(氯、溴、碘),則汞、銅、銀、鉈、鉛不溶。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。 鹽的溶解性口訣:

鉀鈉銨鹽都易溶,

硝酸鹽遇水無影蹤,

硫酸鹽不溶鉛和鋇,

鹽酸鹽不溶銀亞汞,

碳酸鹽除鉀鈉銨外都不溶。

系統命名法

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

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Cu2+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
氧化鈉
季銨陽離子的結構
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)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為烷基)加入一個氫離子就變成陽離子()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()和一個胺基(),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

有機化合物的陰離子
分類 舉例 結構
羧酸根 乙酸根
棕櫚酸根
檸檬酸
有機硫化物 十二烷基硫酸根
醇鹽 乙醇鹽
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
膽鹼
胺類 苯胺鹽類
有機化合物的內鹽
分類 舉例 結構
Betaine英語Betaine 甜菜鹼
胺基酸 丙胺酸

製備

鹽可以通過化學反應而製備,包括有:

鹽的性質

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)這裏的鹽可以是不溶性鹽。
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
鹽(可溶)+鹽(可溶)→兩種新鹽
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

參見

參考資料

  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. ^ 國際純化學和應用化學聯合會."zwitterionic compounds/zwitterions".《化學術語總目錄》在線版.(英文)
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鹽 (化學)
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