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 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.

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	AgCl	Ag2S	NH4F	FeBr2	FeBr3
Nazwa soli	chlorek srebra	siarczek srebra	fluorek amonu	bromek żelaza (II)	bromek żelaza (III)

Wzór soli	Na3PO4	Pb(SO4)2	PbSO4	K2Cr2O7	NH4NO3
Nazwa soli	fosforan (V) sodu	siarczan (VI) ołowiu (IV)	siarczan (VI) ołowiu (II)	dichromian (VI) potasu	azotan (V) amonu

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^ー ,  SO₄^2ー czy PO₄^3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
Odczyn	kwasowy	zasadowy	obojętny	zasadowy	obojętny

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!

Zobacz, my chcemy po prostu, żeby kation M^y+ połączył się z anionem A^x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?

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^ー + Ca²⁺ + 2NO₃^ー ⟶ 2Na⁺ + 2NO₃^ー + Ca²⁺ + 2Cl^ー

2Na⁺ + 2Cl^ー + Ca²⁺ + 2NO₃^ー ⟶ 2Na⁺ + 2NO₃^ー + Ca²⁺ + 2Cl^ー

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 + BaCl₂ ⟶ BaSO₄↓ + 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⁺ + SO₄^2ー + 2H⁺ + 2Cl^ー ⟶ 2Na⁺ + 2Cl^ー + 2H⁺ + SO₄^2ー

2Na⁺ + SO₄^2ー + 2H⁺ + 2Cl^ー ⟶ 2Na⁺ + 2Cl^ー + 2H⁺ + SO₄^2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.