Sole

1. Co to są sole ?

Jesteśmy już niemalże na samym końcu naszej wędrówki po przeróżnych związkach nieorganicznych, a naszym ostatnim przystankiem są sole. Jeżeli tylko znasz kwasy beztlenowe oraz tlenowe, to bez problemu sobie z nimi poradzisz.

Sole można potraktować jako kombinację wodorotlenku z kwasem, zresztą jest to jedna z metod ich otrzymywania

Sole są zatem połączeniem metalu z resztą kwasu. Dopraw to regułą krzyżową i masz wzór soli.

Definicja soli.

Powyższy schemat[1] to jedynie propozycja, równie dobrze można powiedzieć, że sole to kombinacja tlenku z anionem jakiegoś kwasu, nie ma to większego znaczenia. Zróbmy teraz cztery przykłady, żeby zobaczyć o co chodzi. Przy okazji nauczymy się nazewnictwa soli.

Jak rozpracować sole krok po kroku ?

Możemy zauważyć, że nazwy soli mają końcówkę −ek lub −an. Jeśli mamy sól pochodzącą od kwasu beztlenowego, to jest końcówką −ek, natomiast w przypadku końcówki −an będziemy mieć anion tlenowy. Ja co prawda nie lubię takiego pierdzielenia o końcówkach, bo o wiele łatwiej się uczy na konkretnych przykładach. Jak człowiek popatrzy na trzy przykłady jednego rodzaju soli i trzy przykłady na drugi rodzaj to wchodzi to naturalne. Dlatego poniżej w tabelach mamy jeszcze parę przykładów dla treningu.

Wzór
soli
AgClAg2SNH4FFeBr2 FeBr3
Nazwa
soli
chlorek
srebra
siarczek
srebra
fluorek
amonu
bromek
żelaza (II)
bromek
żelaza (III)
Sole beztlenowe − przykłady wraz z ich nazewnictwem
Wzór
soli
Na3PO4Pb(SO4)2PbSO4K2Cr2O7NH4NO3
Nazwa
soli
fosforan (V)
sodu
siarczan (VI)
ołowiu (IV)
siarczan (VI)
ołowiu (II)
dichromian (VI)
potasu
azotan (V)
amonu
Sole tlenowe − przykłady wraz z ich nazewnictwem

Parę komentarzy na koniec :

➦ Jeżeli dany metal może przyjmować różne wartościowości (np. żelaza na II lub III czy ołów na II lub IV) to należy dopisać jego wartościowość do nazwy soli.

➦ Dokładnie to samo tyczy się anionów od kwasów. Jeśli mamy np. kwas siarkowy (IV) oraz (VI) to należy sprecyzować w nazwie, z którym mamy do czynienia[2].

➦ Zwróć uwagę jeszcze na trudno wyglądający kation amonu o wzorze NH4+ . Na maturze to jest taki jedyny złożony kation. Zobacz, z reguły mamy takie proste kationy, np. Na+ , Fe2+ czy Al3+ . Do złożonych anionów jesteśmy natomiast przyzwyczajeni, przecież mamy OH ,  SO42ー czy PO43ー , więc gdy korzystamy z reguły krzyżowej, to cały taki anion bierze się w nawias. Do kationu musisz podchodzić dokładnie tak samo, czyli będziemy mieć np. NH4Cl czy (NH4)2SO4 . W zrozumieniu pomaga też wyprowadzenie tego jonu wychodząc z amoniaku :

NH3 + H+ ⟶ NH4+

Rozpisanie tego tłumaczy, dlaczego jon NH4+ ma wartościowość I.

2. Podział i właściwości soli

Sole jak już zdążyliśmy zauważyć wcześniej można podzielić na tlenowe oraz beztlenowe. Dodatkowo wyróżnimy sobie wodorosole oraz hydroksosole, które jednak omówimy w osobnym poście. Również sole uwodnione zrobimy osobno, bo tam czeka nas wyjątkowo trochę obliczeń.

Sole mają zwykle budowę jonową , a więc będą występować nie w postaci pojedynczych cząsteczek, tylko w sieci krystalicznej. Nie wszystkie sole musza mieć budowę jonową, zobacz chociażby na chlorek cynku (różnica elektroujemności jest poniżej 1,7).

Jeśli chodzi o wodne roztwory soli to ważna jest także umiejętność oceny ich pH (odczynu). Robiliśmy to już wcześniej, jeśli potrzebujesz przypomnienia to zapraszam tutaj. Dla przećwiczenia poniżej tabela z kilkoma solami, z podpisanym odczynem jej wodnego roztworu.

Sól (NH4)2SO4 Na3PO4 K2SO4 K2S NH4F
Odczynkwasowy zasadowyobojętny zasadowy obojętny
Odczyn wodnego roztworu soli oceniamy poprzez wyszukanie odpowiedniego wodorotlenku i kwasu, od którego pochodzi ta sól. Tutaj znów przyda nam się schemat, który pojawił się na początku tego postu, po prostu teraz będziemy go robić od tyłu.

Sole ulegają dysocjacji (są mocnymi elektrolitami) o ile są rozpuszczalne (pamiętaj o tabeli rozpuszczalności). Nie będziemy już tego jednak omawiać, bo był na ten temat poświęcony osobny post.

3. Słynne dziesięć metod otrzymywania soli

Ja pamiętam jak w gimnazjum przerabialiśmy sole i zerknąłem parę stron do przodu w podręczniku widząc jakieś podsumowanie dziesięciu metod otrzymywania soli. Byłem załamany, że trzeba będzie się tego nauczyć na pamięć i to pewnie jeszcze z numerkami.

Jeśli jednak umiejętnie skorzystamy z naszego schematu tłumaczącego czym są sole, to sami wymyślimy te metody!

Jak można otrzymać sole ? Zwróć uwagę, że celowo strzałki wychodzą z soli (mimo, że to mają być reakcje ich tworzenia), bo chcę podkreślić proces myślowy, a więc że sami możemy do tego dojść !

Zobacz, my chcemy po prostu, żeby kation My+ połączył się z anionem Axー. Więc po prostu szukamy związków, które zawierają taki składnik. Działamy oczywiście zgodnie z regułą krzyżową. No i fakt, że musimy mieć odrobinkę wiedzy chemicznej. No bo jeśli mamy ,,metodę” tworzenia soli jako łączenie metalu z niemetalem to ciężko oczekiwać, żeby w takiej reakcji powstała sól tlenowa, skoro nie używamy w ogóle tlenu?

2Na + Cl2 ⟶ 2NaCl

Zn + I2 ⟶ ZnI2

Kolejna ważna sprawa była już omawiana wcześniej. Popatrz na poniższą reakcję (celem było otrzymanie soli azotanu sodu, czyli NaNO3) i oceń czy ona ma sens :

2NaCl + Ca(NO3)2 ⟶ 2NaNO3 + CaCl2

Może i z wierzchu wydaje się, że wszystko gra, ale łatwo obnażyć głupotę takiej reakcji. Wystarczy zapisać reakcję w postaci jonowej skróconej :

2Na+ + 2Cl + Ca2+ + 2NO3 ⟶ 2Na+ + 2NO3 + Ca2+ + 2Cl

2Na+ + 2Cl + Ca2+ + 2NO32Na+ + 2NO3 + Ca2+ + 2Cl

Olaboga, wszystko się skróciło! Ostatecznie nasza reakcja wygląda tak, że zero = zero. Taka reakcja nie ma sensu, ponieważ nic się nie dzieje. Sole w roztworze wodnym ulegają dysocjacji, więc nie istnieją w postaci cząsteczek tylko jonów. Dlatego nie może nam powstać nowa sól w taki sposób.

Ok, to teraz zastanawiamy się, jak obejść ten problem. Czy są jakieś sole, które nie ulegają dysocjacji? Ano są, to przecież te, które są nierozpuszczalne (osady), co możemy łatwo sprawdzić w tablicy rozpuszczalności ! Dlatego właśnie kryterium niektórych reakcji jest to, żeby powstawał osad.

K2SO4 + BaCl2BaSO4 + 2KCl

FeSO4 + 2NaOH ⟶ Fe(OH)2 + Na2SO4

Gdyby w ostatniej reakcji zamienić siarczan żelaza (II) na siarczan potasu to reakcja nie zachodzi, bo wszystko dobrze dysocjuje.

Jeszcze inne obejście problemu polega na tym, żeby w reakcji wytworzył się gaz, który potem nam ucieka (wylatuje z probówki), więc on nie ma jak do tego probówki wrócić, żeby ewentualnie zaszła reakcja w drugą stronę.

Na2CO3 + 2HCl ⟶ 2NaCl + CO2 + H2O

Gdyby w tej reakcji zamienić węglan sodu na przykład na siarczan sodu, to reakcja by nie zaszła, zobacz sam :

Na2SO4 + 2HCl ⟶ 2NaCl + H2SO4 (nie zachodzi)

2Na+ + SO42ー + 2H+ + 2Cl ⟶ 2Na+ + 2Cl + 2H+ + SO42ー

2Na+ + SO42ー + 2H+ + 2Cl2Na+ + 2Cl + 2H+ + SO42ー

Jak widzisz, mam nieco inne podejście do tematu w kwestii soli. Uczenie się jakichś tam dziesięciu metod jest po prostu zniechęcające do samej chemii, jeśli jednak będziemy korzystać z wiedzy ogólnej to sobie poradzimy. Oczywiście trzeba to wszystko przećwiczyć, dlatego zapraszam do następnego postu.


[1] Kiedy przerabialiśmy wodorotlenki, to zapisywałem je jako E(OH)x . Mam nadzieję jednak, że nie przywiązujesz się do takich wzorów, tak samo jak nie będziesz się przecież przywiązywał do kamienia, kiedy skaczesz do wody. Do czego piję? Do tego, że takie podejście ciągnie Cię w dół. Wcześniej użyłem symbolu E jako pierwiastek, teraz użyłem M, bo chciałem zaakcentować, że jest to metal. Wcześniej użyłem x jako wartościowości tego pierwiastka, teraz jest to y . Patrz na każdy schemat osobno i go analizuj. Bo to wszystko i tak sprowadza się do reguły krzyżowej.

[2] Jeżeli jest napisane sam : ,,kwas siarkowy” lub ,,siarczan potasu” to w domyśle zakłada się kwas/związek, w którym atom centralny ma największą wartościowość. A zatem widząc takie nazwy napiszemy H2SO4 oraz K2SO4 . Przeginając w drugą stronę można z kolei napisać : siarczan (VI) potasu (I). Nie jest to błędne (czyli precyzyjnie zapisywać wszystkie cyferki, nawet jeśli są oczywiste, jak jedynka dla potasu), chociaż mało kto tak robi.

Leave a Reply

%d bloggers like this: