Muối (hóa học)

Muối CaCO3 hay còn được gọi là đá vôi

Muối kali dicromat với màu đỏ cam đặc trưng của anion dicromat.

Trong hóa học, muối là một hợp chất hóa học bao gồm một tổ hợp ion của các cation và anion. Muối bao gồm số lượng liên quan của các cation (ion mang điện tích dương) và anion (ion mang điện tích âm) để sản phẩm là trung hòa về điện (không có điện tích thực). Các ion thành phần này có thể là vô cơ, chẳng hạn như clorua (Cl ^-), hoặc hữu cơ, chẳng hạn như axetat (CH
₃CO⁻
₂); và có thể là dạng đơn nguyên tử, chẳng hạn như florua (F ^-) hoặc đa nguyên tử, chẳng hạn như sunfat (SO²⁻
₄).

Khi các muối hòa tan trong nước, chúng được gọi là chất điện phân, và có khả năng dẫn điện, một đặc điểm giống với các muối nóng chảy. Hỗn hợp của nhiều ion khác nhau ở dạng hòa tan trong tế bào chất của tế bào, trong máu, nước tiểu, nhựa cây và nước khoáng — thường không tạo nên muối sau khi nước bốc hơi hết. Tuy nhiên, hàm lượng muối trong chúng được tính theo lượng ion có mặt trong đó.

Phân loại

Các loại muối có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Muối tạo ra ion hydroxit khi hòa tan trong nước được gọi là muối kiềm. Muối tạo ra dung dịch có tính axit là muối axit. Muối trung hòa là những muối không có tính axit và không có tính bazơ. Zwitterin chứa một anion và một trung tâm cation trong cùng một phân tử, nhưng không được coi là muối. Ví dụ về zwitterions bao gồm axit amin, nhiều chất chuyển hóa, peptit và protein.

Tính chất

BMIM ⁺ PF ₆ ^-, một chất lỏng ion

Màu sắc

Các muối rắn có xu hướng trong suốt chẳng hạn như natri clorua. Trong nhiều trường hợp, độ mờ hoặc độ trong suốt biểu kiến chỉ liên quan đến sự khác biệt về kích thước của các đơn tinh thể riêng lẻ. Vì ánh sáng phản xạ từ ranh giới hạt (ranh giới giữa các tinh thể), các tinh thể lớn hơn có xu hướng trong suốt, trong khi các tập hợp đa tinh thể trông giống như bột trắng.

Muối tồn tại ở nhiều màu sắc khác nhau, phát sinh từ anion hoặc cation. Ví dụ:

• natri cromat có màu vàng do ion cromat
• kali dicromat có màu da cam do ion dicromat
• coban nitrat có màu đỏ do mang màu của coban ngậm nước (II) ([Co (H ₂ O) ₆ ] ²⁺).
• đồng sunfat có màu xanh lam vì mang đồng (II) mang màu
• thuốc tím có màu tím của anion pemanganat.
• niken clorua thường có màu xanh lục của [NiCl ₂ (H ₂ O) ₄ ]
• natri clorua, magie sunfat heptahydrat không màu hoặc trắng vì các cation và anion thành phần không hấp thụ trong phần nhìn thấy của quang phổ

Một số khoáng chất là muối vì chúng sẽ bị hòa tan trong nước. Tương tự như vậy, các chất màu vô cơ có xu hướng không phải là muối, vì tính không hòa tan là cần thiết cho độ bền. Một số thuốc nhuộm hữu cơ là muối, nhưng chúng hầu như không hòa tan trong nước.

Hương vị

Các loại muối khác nhau có thể tạo ra tất cả năm vị cơ bản, ví dụ, mặn (natri clorua), ngọt (chì diacetat, sẽ gây ngộ độc chì nếu ăn phải), chua (kali bitartrat), đắng (magie sulfat), và vị ngọt hoặc mặn (bột ngọt).

Mùi

Muối của axit mạnh và bazơ mạnh (" muối mạnh ") không bay hơi và thường không có mùi, trong khi muối của axit yếu hoặc bazơ yếu (" muối yếu ") có thể có mùi giống như mùi của axit liên hợp (ví dụ, các axetat như axit axetic (giấm) và xyanua như hydro xyanua (hạnh nhân)) hoặc bazơ liên hợp (ví dụ, muối amoni như amoniac) của các ion thành phần. Sự phân hủy một phần hay chậm thường được tăng tốc khi có nước, vì quá trình thủy phân là nửa còn lại của phương trình phản ứng thuận nghịch tạo thành muối yếu.

Tính tan

Nhiều hợp chất ion thể hiện khả năng hòa tan đáng kể trong nước hoặc các dung môi phân cực khác. Không giống như các hợp chất phân tử, các muối phân ly trong dung dịch thành các thành phần anion và cation. Năng lượng mạng tinh thể, lực kết dính giữa các ion này trong chất rắn, quyết định độ hòa tan. Độ hòa tan phụ thuộc vào mức độ tương tác của mỗi ion với dung môi, do đó, các mẫu nhất định trở nên rõ ràng. Ví dụ, muối natri, kali và amoni thường hòa tan trong nước. Các ngoại lệ đáng chú ý bao gồm amoni hexachloroplatinate và kali cobaltinitrit. Hầu hết các nitrat và nhiều sunfat đều tan trong nước. Các trường hợp ngoại lệ bao gồm bari sunfat, canxi sunfat (tan ít) và chì (II) sunfat, trong đó sự kết đôi 2 + / 2− dẫn đến năng lượng mạng tinh thể cao. Vì những lý do tương tự, hầu hết các muối cacbonat kim loại không tan trong nước. Một số muối cacbonat hòa tan là: natri cacbonat, kali cacbonat và amoni cacbonat.

Tính dẫn điện

Hình chiếu cạnh của một phần cấu trúc tinh thể của muối truyền điện tích hexametylen TTF / TCNQ.

Muối là chất cách điện đặc trưng. Muối nóng chảy hoặc dung dịch của muối thì dẫn điện. Vì lý do này, muối hóa lỏng (nóng chảy) và dung dịch có chứa muối hòa tan (ví dụ, natri clorua trong nước) được gọi là chất điện ly.

Điểm nóng chảy

Đặc trưng của muối có nhiệt độ nóng chảy cao. Ví dụ, natri clorua nóng chảy ở 801 °C. Một số muối có năng lượng mạng tinh thể thấp là chất lỏng ở hoặc gần nhiệt độ phòng. Chúng bao gồm muối nóng chảy, thường là hỗn hợp của muối và chất lỏng ion, thường chứa cation hữu cơ. Những chất lỏng này thể hiện các đặc tính khác thường như dung môi.

Danh pháp

Tên của muối bắt đầu bằng tên của cation (ví dụ, natri hoặc amoni), sau đó là tên của anion (ví dụ, clorua hoặc axetat). Các muối thường chỉ được gọi bằng tên của cation (ví dụ, muối natri hoặc muối amoni) hoặc theo tên của anion (ví dụ, muối clorua hoặc muối axetat).

Các cation tạo muối phổ biến bao gồm:

• Amoni NH⁺
  ₄
• Canxi Ca²⁺
  
• Sắt Fe²⁺
  và Fe³⁺
  
• Magie Mg²⁺
  
• Kali K⁺
  
• Pyridinium C
  ₅H
  ₅NH⁺
  
• Amoni bậc bốn NR⁺
  ₄, R là một nhóm alkyl hoặc một nhóm aryl
• Natri Na⁺
  
• Đồng Cu²⁺
  

Các anion tạo muối thông thường (axit mẹ trong ngoặc đơn nếu có) bao gồm:

• Axetat CH
  ₃COO⁻
  (axit axetic)
• Cacbonat CO²⁻
  ₃ (axit cacbonic)
• Clorua Cl⁻
  (axit clohydric)
• Citrate HOC(COO⁻
  )(CH
  ₂COO⁻
  )
  ₂(axit xitric)
• Xyanua C≡N⁻
  (axit hydrocyanic)
• Florua F⁻
  (axit flohydric)
• Nitrat NO⁻
  ₃(axit nitric)
• Nitrit NO⁻
  ₂ (axit nitơ)
• Oxi O²⁻
  
• Phốt phát PO³⁻
  ₄ (axit photphoric)
• Sulfat SO²⁻
  ₄ (axit sunfuric)

Các muối có số lượng nguyên tử hydro thay đổi được thay thế bằng các cation so với axit mẹ của chúng có thể được gọi là một bazơ, ba bazơ hoặc ba bazơ, xác định rằng một, hai hoặc ba nguyên tử hydro đã được thay thế; muối đa bazơ dùng để chỉ những muối có nhiều hơn một nguyên tử hydro được thay thế. Những ví dụ bao gồm:

• Natri photphat đơn bazơ (NaH₂PO₄)
• Natri photphat di bazơ (Na₂HPO₄)
• Natri photphat (Na₃PO₄)

Điều chế

Chì (II) sunfat (PbSO₄)

Muối được hình thành do phản ứng hóa học giữa:

• Một bazơ và một axit, ví dụ NH ₃ + HCl → NH ₄ Cl
• Một kim loại và một axit, ví dụ: Mg + H ₂ SO ₄ → MgSO ₄ + H ₂
• Một kim loại và một phi kim loại, ví dụ: Ca + Cl₂ → CaCl ₂
• Một bazơ và một anhydrit axit, ví dụ, 2 NaOH + Cl ₂ O → 2 NaClO + H ₂ O
• Một axit và một anhydrit bazơ, ví dụ, 2 HNO ₃ + Na ₂ O → 2 NaNO ₃ + H ₂ O
• Trong phản ứng phản ứng tổng hợp muối khi hai muối khác nhau được trộn lẫn trong nước, các ion của chúng tái kết hợp với nhau, và muối mới không hòa tan và kết tủa. Ví dụ:

  Pb (NO₃)₂ + Na₂SO₄ → PbSO₄ ↓ + 2 NaNO₃

Muối mạnh

Muối mạnh hay muối điện li mạnh là muối hóa học được cấu tạo bởi các chất điện li mạnh. Các hợp chất ion này phân ly hoàn toàn trong nước. Chúng thường không mùi và không bay hơi.

Các muối mạnh bắt đầu bằng Na__, K__, NH ₄ __, hoặc chúng kết thúc bằng __NO ₃, __ClO ₄, hoặc __CH ₃ COO. Hầu hết các kim loại nhóm 1 và 2 đều tạo thành muối mạnh. Các muối mạnh đặc biệt hữu ích khi tạo các hợp chất dẫn điện vì các ion thành phần của chúng cho phép độ dẫn điện lớn hơn.

Muối yếu

Muối yếu hay "muối điện li yếu", như tên gọi cho thấy, được cấu tạo từ các chất điện li yếu. Chúng thường dễ bay hơi hơn muối mạnh. Chúng có thể có mùi tương tự như axit hoặc bazơ mà chúng có nguồn gốc. Ví dụ, natri axetat, NaCH ₃ COO, có mùi tương tự như axit axetic CH ₃ COOH.