Nomenclature des sels acides (oxisal), formation, exemples

Le sels d'acides ou oxisales sont ceux qui dérivent de la neutralisation partielle des hydrazides et des oxoacides. Par conséquent, les sels binaires et ternaires, inorganiques ou organiques, peuvent être trouvés dans la nature. Ils se caractérisent par la disponibilité de protons acides (H⁺).

De ce fait, leurs solutions conduisent généralement à l'obtention de milieux acides (pH <7). Cependant, tous les sels acides ne présentent pas cette caractéristique; certains sont en réalité à l'origine de solutions alcalines (basiques, pH> 7).

Le plus représentatif de tous les sels d’acide est ce que l’on appelle communément le bicarbonate de sodium; également connu sous le nom de poudre à pâte (image du haut), ou avec leurs noms respectifs régis par la nomenclature traditionnelle, systématique ou compositionnelle.

Quelle est la formule chimique du bicarbonate de soude? NaHCO₃. Comme on peut le voir, il n'y a qu'un seul proton. Et comment le proton est-il lié? À l'un des atomes d'oxygène, formant le groupe hydroxyde (OH).

Ainsi, les deux atomes d'oxygène restants sont considérés comme des oxydes (O^2-). Cette vue de la structure chimique de l'anion permet de la nommer de manière plus sélective.

Structure chimique

Les sels acides ont en commun la présence d'un ou plusieurs protons acides, ainsi que d'un métal et d'un non-métal. La différence entre ceux qui proviennent des hydracides (HA) et des oxoacides (HAO) est, logiquement, l’atome d’oxygène.

Cependant, le facteur clé qui détermine l’acidité du sel en question (le pH qu’il produit une fois dissous dans un solvant) dépend de la force de la liaison entre le proton et l’anion; cela dépend aussi de la nature du cation, comme dans le cas de l'ion ammonium (NH₄⁺).

La force H-X, X étant l'anion, varie en fonction du solvant qui dissout le sel; qui est généralement de l'eau ou de l'alcool. A partir de là, après certaines considérations d'équilibre en solution, le niveau d'acidité des sels mentionnés peut être déduit.

Plus l'acide contient de protons, plus il y a de sels possibles. Pour cette raison dans la nature, il existe de nombreux sels acides, dont la plupart sont dissous dans les grands océans et les mers, ainsi que des composants nutritionnels des sols et des oxydes.

Index

• 1 structure chimique
• 2 Nomenclature des sels acides
  • 2.1 Sels d’acide hydrique
  • 2.2 Sels d'acide ternaire
  • 2.3 Autre exemple
• 3 formation
  • 3.1 Phosphates
  • 3.2 Citrates
• 4 exemples
  • 4.1 Sels acides de métaux de transition
• 5 Caractère acide
• 6 utilisations
• 7 références

Nomenclature des sels acides

Comment les sels d'acide sont-ils nommés? La culture populaire a été mandatée pour attribuer des noms profondément enracinés aux sels les plus courants; Cependant, pour les autres, moins connus, les chimistes ont pris une série de mesures pour leur donner des noms universels.

À cette fin, l’UICPA a recommandé une série de nomenclatures qui, bien qu’elles s’appliquent également aux hydroacides et aux oxacides, présentent de légères différences lorsqu’elles sont utilisées avec leurs sels.

Il faut maîtriser la nomenclature des acides avant de passer à la nomenclature des sels.

Sels d'acides acides

Les hydrazides sont essentiellement l'union entre l'hydrogène et un atome non métallique (des groupes 17 et 16, à l'exception de l'oxygène). Cependant, seuls ceux qui ont deux protons (H₂X) sont capables de former des sels d'acides.

Ainsi, dans le cas de l'hydrogène sulfuré (H₂S), quand un de ses protons est remplacé par un métal, le sodium, par exemple, il a NaHS.

Comment s'appelle le sel NaHS? Il y a deux manières: la nomenclature et la composition traditionnelles.

Sachant qu'il s'agit d'un soufre et que le sodium n'a qu'une valence de +1 (parce qu'il provient du groupe 1), nous allons continuer avec ce qui suit:

Sel: NaHS

Nomenclatures

Composition: Hydrogène sulfuré de sodium.

Traditionnel: Sulfure d'acide de sodium.

Un autre exemple peut aussi être Ca (HS)₂:

Sel: Ca (HS)₂

Nomenclatures

Composition: Calcium bis (hydrogène sulfuré).

Traditionnel: Acide calcique de soufre.

Comme on peut le voir, les préfixes bis-, tris, tetraquis, etc. sont ajoutés en fonction du nombre d'anions (HX)._n, où n est la valence de l'atome métallique. Puis, appliquant le même raisonnement pour la foi (HSe)₃:

Sel: Faith (HSe)₃

Nomenclatures

Composition: Tris d'hydrogène (hydrogène) de fer (III).

Traditionnel: Sulfure d'acide de fer (III).

Puisque le fer a principalement deux valences (+2 et +3), il est indiqué entre parenthèses avec des chiffres romains.

Sels d'acide ternaire

Aussi appelé oxisal, ils ont une structure chimique plus complexe que les sels acides. Dans ceux-ci, l'atome non métallique forme des doubles liaisons avec l'oxygène (X = O), cataloguées sous forme d'oxydes, et des liaisons simples (X-OH); ce dernier étant responsable de l'acidité du proton.

Les nomenclatures traditionnelles et compositionnelles respectent les mêmes normes que pour les oxoacides et leurs sels ternaires respectifs, avec la seule distinction de mettre en évidence la présence du proton.

D'autre part, la nomenclature systématique prend en compte les types de liaisons XO (addition) ou le nombre d'oxygène et de protons (l'hydrogène des anions).

En revenant avec le bicarbonate de sodium, il est nommé comme suit:

Sel: NaHCO₃

Nomenclatures

Traditionnel: hydrogénocarbonate de sodium.

Composition: Hydrogénocarbonate de sodium.

Addition systématique et hydrogène des anions: Dioxyde de sodium dioxyde de carbone (-1), Hydrogène de sodium (carbonate de trioxyde).

Informel: Bicarbonate de sodium, bicarbonate de soude.

D'où viennent les termes «hydroxy» et «dioxyde»? «Hydroxy» fait référence au groupe -OH restant dans l'anion HCO₃^- (O₂C-OH), et "dioxyde" aux deux autres oxygènes sur lesquels ils "résonnent" la double liaison C = O (résonance).

Pour cette raison, la nomenclature systématique, même si elle est plus précise, est un peu compliquée pour ceux qui sont initiés dans le monde de la chimie. Le nombre (-1) est égal à la charge négative de l'anion.

Autre exemple

Sel: Mg (H₂PO₄)₂

Nomenclatures

Traditionnel: Phosphate de diacide de magnésium.

Composition: dihydrogénophosphate de magnésium (notez les deux protons).

Addition systématique et hydrogène des anions: dihydroxy dioxydiophosphate de magnésium (-1), bis [dihydrogène (tétraoxydiophosphate) de magnésium].

En interprétant à nouveau la nomenclature systématique, nous avons l'anion H₂PO₄^- a deux groupes OH, donc les deux atomes d'oxygène restants forment des oxydes (P = O).

La formation

Comment se forment les sels acides? Ils sont le produit de la neutralisation, c'est-à-dire de la réaction d'un acide avec une base. Parce que ces sels ont des protons acides, la neutralisation ne peut être complète, mais partielle; sinon le sel neutre est obtenu, comme on peut le voir dans les équations chimiques:

H₂A + 2NaOH => Na₂A + 2H₂O (Complet)

H₂A + NaOH => NaHA + H₂O (partiel)

De plus, seuls les acides polyprotiques peuvent avoir des neutralisations partielles, puisque les acides HNO₃, HF, HCl, etc., n'ont qu'un seul proton. Ici, le sel d'acide est NaHA (qui est fictif).

Si au lieu d'avoir neutralisé l'acide diprotique H₂A (plus précisément, un hydrazide), avec Ca (OH)₂, alors le sel de calcium Ca (HA) aurait été généré₂ correspondant Si Mg (OH) a été utilisé₂, vous obtiendrez Mg (HA)₂; si LiOH, LiHA a été utilisé; CsOH, CsHA, etc.

On en conclut en ce qui concerne la formation que le sel est formé par l'anion A qui provient de l'acide et par le métal de la base utilisée pour la neutralisation.

Phosphates

Acide phosphorique (H₃PO₄) est un oxo-acide polyprotique, de sorte qu'une grande quantité de sels en dérive. En utilisant KOH pour le neutraliser et obtenir ainsi ses sels, vous avez:

H₃PO₄ + KOH => KH₂PO₄ + H₂O

KH₂PO₄ + KOH => K₂HPO₄ + H₂O

K₂HPO₄ + KOH => K₃PO₄ + H₂O

Le KOH neutralise l'un des protons acides de H₃PO₄, remplacée par le cation K⁺ dans le phosphate de potassium diacide (selon la nomenclature traditionnelle). Cette réaction se poursuit jusqu'à ce que les mêmes équivalents de KOH soient ajoutés pour neutraliser tous les protons.

On peut voir alors que jusqu'à trois différents sels de potassium sont formés, chacun avec ses propriétés respectives et ses utilisations possibles. Le même résultat pourrait être obtenu en utilisant LiOH, donnant des phosphates de lithium; ou Sr (OH)₂, pour former des phosphates de strontium, etc. avec d'autres bases.

Citrates

L'acide citrique est un acide tricarboxylique présent dans de nombreux fruits. Par conséquent, il a trois groupes -COOH, qui est égal à trois protons acides. Là encore, outre l'acide phosphorique, il est capable de générer trois types de citrates en fonction du degré de neutralisation.

Ainsi, en utilisant NaOH, on obtient des citrates de mono-, di- et tri-sodium:

OHC₃H₄(COOH)₃ + NaOH => OHC₃H₄(COONa) (COOH)₂ + H₂O

OHC₃H₄(COONa) (COOH)₂ + NaOH => OHC₃H₄(COONa)₂(COOH) + H₂O

OHC₃H₄(COONa)₂(COOH) + NaOH => OHC₃H₄(COONa)₃ + H₂O

Les équations chimiques semblent compliquées étant donné la structure de l'acide citrique, mais pour le représenter, les réactions seraient aussi simples que celles de l'acide phosphorique.

Le dernier sel est le citrate de sodium neutre, dont la formule chimique est Na₃C₆H₅O₇. Et les autres citrates de sodium sont: Na₂C₆H₆O₇citrate acide de sodium (ou citrate disodique); et NaC₆H₇O₇, citrate de sodium diacide (ou citrate de sodium).

Ce sont des exemples clairs de sels d'acides organiques.

Des exemples

De nombreux sels acides sont présents dans les fleurs et de nombreux autres substrats biologiques, ainsi que dans les minéraux.Cependant, les sels d'ammonium ont été omis, ce qui, contrairement aux autres, ne provient pas d'un acide mais d'une base: l'ammoniac.

Comment est-ce possible? C’est dû à la réaction de neutralisation de l’ammoniac (NH₃), base qui déprotonne et produit le cation ammonium (NH₄⁺). Le NH₄⁺Comme les autres cations métalliques, il peut parfaitement remplacer n'importe lequel des protons acides des espèces hydriques ou oxydes.

Dans le cas des phosphates et des citrates d’ammonium, il suffit de remplacer le K et le Na par le NH.₄et six nouveaux sels seront obtenus. La même chose est vraie avec l'acide carbonique: NH₄HCO₃ (carbonate d'acide d'ammonium) et (NH₄)₂CO₃ (carbonate d'ammonium).

Sels acides de métaux de transition

Les métaux de transition peuvent également faire partie de divers sels. Cependant, ils sont moins connus et les synthèses derrière eux présentent une plus grande complexité en raison des différents nombres d'oxydation. Parmi ces sels, les suivants sont comptés comme exemples:

Sel: AgHSO₄

Nomenclatures

Traditionnel: Sulfate d'acide d'argent.

Composition: Hydrogénosulfate d'argent.

Systématique: Hydrogène (tétraoxidosulfate) argent.

Sel: La foi (H₂BO₃)₃

Nomenclatures

Traditionnel: Diacide borate de fer (III).

Composition: Dihydrogéno-borate de fer (III).

Systématique: Tris [fer dihydrogène (trioxidoborate)] (III).

Sel: Cu (HS)₂

Nomenclatures

Traditionnel: Acide sulfurique du cuivre (II).

Composition: Hydrogénosulfure de cuivre (II).

Systématique: Bis (hydrogène sulfuré) cuivre (II).

Sel: Au (HCO)₃)₃

Nomenclatures

Traditionnel: Carbonate d'acide d'or (III).

Composition: Hydrogénocarbonate d'or (III).

Systématique: Tris [hydrogène (trioxyde de carbonate)] de l'or (III).

Et donc avec d'autres métaux. La grande richesse structurelle des sels acides réside davantage dans la nature du métal que dans celle de l'anion; car il n'y a pas beaucoup d'hydracides ou d'oxacides existants.

Caractère acide

Les sels acides se dissolvent généralement dans l'eau et donnent une solution aqueuse ayant un pH inférieur à 7. Cependant, cela n'est pas strictement vrai pour tous les sels.

Pourquoi pas? Parce que les forces qui relient le proton acide à l'anion ne sont pas toujours les mêmes. Plus ils sont forts, plus la tendance à les donner à l'environnement est faible; de même, il y a une réaction contraire qui inverse ce fait: la réaction d'hydrolyse.

Cela explique pourquoi le NH₄HCO₃, en dépit d'être un sel d'acide, génère des solutions alcalines:

NH₄⁺ + H₂O <=> NH₃ + H₃O⁺

HCO₃^- + H₂O <=> H₂CO₃ + OH^-

HCO₃^- + H₂O <=> CO₃^2- + H₃O⁺

NH₃ + H₂O <=> NH₄⁺ + OH^-

Étant donné les équations d'équilibre ci-dessus, le pH de base indique que les réactions qui produisent OH^- se produisent préférentiellement à ceux qui produisent H₃O⁺, espèce indicatrice d'une solution acide.

Cependant, tous les anions ne peuvent pas être hydrolysés (F^-, Cl^-, NON₃^-, etc.) Ce sont ceux qui proviennent d'acides et de bases forts.

Utilise

Chaque sel d'acide a ses propres utilisations destinées à différents domaines. Cependant, ils peuvent résumer un certain nombre d'utilisations courantes pour la plupart d'entre eux:

-Dans l'industrie alimentaire, ils sont utilisés comme levures ou conservateurs, ainsi que dans la cuisson, dans les produits d'hygiène buccale et dans la préparation de médicaments.

- Ceux qui sont hygroscopiques sont destinés à absorber l'humidité et le CO₂ dans des espaces ou des conditions qui l'exigent.

-Les sels de potassium et de calcium sont généralement utilisés comme engrais, composants nutritionnels ou réactifs de laboratoire.

-En tant qu'additifs de verre, de céramique et de ciments.

-Dans la préparation de solutions tampons, indispensable pour toutes les réactions sensibles aux changements brusques de pH. Par exemple, des tampons de phosphates ou d'acétates.

Et enfin, beaucoup de ces sels fournissent des formes solides et facilement gérables de cations (en particulier des métaux de transition) très demandés dans le monde de la synthèse inorganique ou organique.

Références 

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimie (8ème éd.). CENGAGE Learning, p 138, 361.
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3. C. Speakman et Neville Smith. (1945). Sels acides d'acides organiques comme normes de pH. Volume nature 155, page 698.
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6. Solutions salines acides et basiques. Tiré de: chem.purdue.edu
7. Joaquín Navarro Gómez. Sels d'acides acides. Tiré de: formulacionquimica.weebly.com
8. Encyclopédie des exemples (2017). Sels acides Récupéré de: ejemplos.co