Номер 4, страница 53, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Какие виды солей образует фосфорная кислота и какова их растворимость в воде?

Фосфорная (ортофосфорная) кислота, химическая формула которой $H_3PO_4$, является трехосновной кислотой. Это означает, что в ее молекуле есть три атома водорода, которые могут быть замещены на катионы металла или аммония. Замещение может происходить по-разному, что приводит к образованию трех различных типов солей.

Виды солей, образуемые фосфорной кислотой

Образование разных видов солей связано со ступенчатой диссоциацией фосфорной кислоты в водном растворе:

1-я ступень: $H_3PO_4 \rightleftharpoons H^+ + H_2PO_4^-$

2-я ступень: $H_2PO_4^- \rightleftharpoons H^+ + HPO_4^{2-}$

3-я ступень: $HPO_4^{2-} \rightleftharpoons H^+ + PO_4^{3-}$

В зависимости от того, сколько атомов водорода замещено, различают следующие виды солей:

1. Средние (нормальные) соли – фосфаты. Они образуются при полном замещении всех трех атомов водорода в молекуле кислоты. Эти соли содержат фосфат-ион $PO_4^{3-}$. Примеры: фосфат натрия ($Na_3PO_4$), фосфат калия ($K_3PO_4$), фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$).

2. Кислые соли – гидрофосфаты. Они образуются при замещении двух атомов водорода. В их состав входит гидрофосфат-ион $HPO_4^{2-}$. Примеры: гидрофосфат натрия ($Na_2HPO_4$), гидрофосфат магния ($MgHPO_4$).

3. Кислые соли – дигидрофосфаты. Они образуются при замещении только одного атома водорода. Эти соли содержат дигидрофосфат-ион $H_2PO_4^-$. Примеры: дигидрофосфат натрия ($NaH_2PO_4$), дигидрофосфат кальция ($Ca(H_2PO_4)_2$).

Ответ: Фосфорная кислота как трехосновная кислота образует три вида солей: средние (нормальные) соли — фосфаты (содержат ион $PO_4^{3-}$); кислые соли — гидрофосфаты (содержат ион $HPO_4^{2-}$); кислые соли — дигидрофосфаты (содержат ион $H_2PO_4^-$).

Растворимость солей фосфорной кислоты в воде

Растворимость солей фосфорной кислоты зависит как от типа аниона (фосфат, гидрофосфат, дигидрофосфат), так и от катиона металла. Существуют общие правила растворимости:

1. Фосфаты (средние соли): Подавляющее большинство средних фосфатов нерастворимы или малорастворимы в воде. Исключение составляют только фосфаты щелочных металлов (лития, натрия, калия и др.) и аммония ($NH_4^+$). Например, $Na_3PO_4$ и $(NH_4)_3PO_4$ хорошо растворимы, а $Ca_3(PO_4)_2$ и $Ag_3PO_4$ — нерастворимы.

2. Гидрофосфаты: Их растворимость в целом выше, чем у средних фосфатов. Гидрофосфаты щелочных металлов и аммония хорошо растворимы (например, $K_2HPO_4$). Однако гидрофосфаты многих других металлов, в том числе щелочноземельных (например, $CaHPO_4$), малорастворимы в воде.

3. Дигидрофосфаты: Почти все дигидрофосфаты растворимы в воде. Это правило относится не только к солям щелочных металлов, но и к солям большинства других металлов, включая кальций, магний, железо. Например, дигидрофосфат кальция $Ca(H_2PO_4)_2$, являющийся основой удобрения "двойной суперфосфат", хорошо растворим в воде, что обеспечивает его доступность для растений.

Ответ: Растворимость солей фосфорной кислоты в воде возрастает в ряду: фосфаты < гидрофосфаты < дигидрофосфаты. Большинство фосфатов нерастворимы, за исключением солей щелочных металлов и аммония. Большинство дигидрофосфатов, наоборот, хорошо растворимы в воде. Гидрофосфаты занимают промежуточное положение по растворимости.