;
Zaloguj się
 |
 |
| Wpisany przez kg | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sole - otrzymywanie soliRozpoczynając omawianie tego tematu, chciałbym zacząć od sprawy podstawowej jaką jest definicja soli. Okazuje się jednak, że nie jest to wcale takie proste jak by się wydawało, ponieważ każda definicja, którą próbuję podać, pomimo tego, że jest poprawna posiada pewne ograniczenia. Oto tego przykłady:
Bardziej poprawną będzie zatem następująca definicja:
Każdy kwas możemy zapisać ogólnym wzorem HxR (HNO3, H2SO4, HCl, HClO4, H3PO4). Poza nielicznymi wyjątkami (H3PO3, H3PO2) x określa: ♦ wartościowość reszty kwasowej R ♦ liczbę kwasowych atomów wodoru (te atomy wodoru we wzorze konstytucyjnym połączone są z atomem centralnym zawsze poprzez atom tlenu), co równoważne jest liczbie zasadowości, czyli ilości grup OH-, które mogą reagować z kwasem: gdy x=1 kwas jest jednozasadowy
gdy x=2 kwas jest dwuzasadowy gdy x=3 kwas jest trójzasadowy ♦ x określa również wielkość ładunku ujemnego reszty kwasowej R. Sól jest substancją obojętną elektrycznie, więc ujemny ładunek reszty kwasowej R-x musi być równoważony dodatnim ładunkiem kationu metalu Me+y. By tego dokonać przy metalu zapisujemy współczynnik x, a przy reszcie kwasowej współczynnik y, czyli obydwa te współczynniki zapisujemy na krzyż:  Szereg napięciowy
metali 
Otrzymywanie soli - Metody otrzymywania soli.1. Metal + niemetal: Zn + Cl2 → ZnCl2 Metoda ta stosowana może być do otrzymywania większości soli kwasów beztlenowych. Niektórych z nich nawet nie można otrzymać inną drogą. Przykładem tego jest siarczek glinu, który w wodzie natychmiast hydrolizuje do wodorotlenku glinu i siarkowodoru: 2. Metal + kwas Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 Przyglądając się tej reakcji otrzymywania soli, wydaje się ona być bardzo prostą. Jednakże należałoby wziąć pod uwagę reaktywność metali. Wszystkie metale zostały ułożone w pewien szereg, zwany szeregiem napięciowym metali a czasami szeregiem reaktywnośc. Najbardziej reaktywne metale to te, które bardzo chętnie reagują i znajdują się na początku tego szeregu. Pod koniec szeregu znajduje się wodór, który jak nam wiadomo nie jest metalem i oddziela pozostałe metale od metali szlachetnych (Cu, Ag, Hg, Pt, Au). Z szeregu napięciowego metali można wywnioskować, że: 3. Metal + zasada 2Al +2H2O + 2NaOH → 2NaAlO2 + 3H2 Reakcji tej ulegają jedynie nieliczne metale (Al, Zn) 4. Metal + sól Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag Do reakcji tej musimy wziąć metal leżący wyżej i sól metalu leżącego niżej w szeregu napięciowym metali (metal aktywny i sól metalu mniej aktywnego). Uwaga: Metal nie może reagować gwałtownie z wodą, a więc odpadają metale do sodu włącznie. 5. Tlenek metalu + kwas CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O Tlenki metali z grup od 1 do 13 bo tam głównie znajdują się metale mogą reagować z kwasami, przy czym w grupach od 4 do 12 (pierwiastki bloku d), tylko tlenki na najniższych stopniach utlenienia. 6. Tlenek metalu + bezwodnik kwasowy CaO + CO2 → CaCO3 Bezwodnik kwasowy - czyli tlenek, który rozpuszczony w wodzie tworzy kwas, a więc musi to być tlenek niemetalu, ewentualnie tlenek metalu na najwyższym stopniu utlenienia (patrz reakcje tlenek metalu + wodorotlenek ) 7. Tlenek metalu + wodorotlenek Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O W ten sposób mogą reagować tylko tlenki amfoteryczne. Znajdziemy je głównie w grupach od 4 do 13 oraz ostatnie pierwiastki grupy 14. W grupach od 4 do 7 tylko tlenki na pośrednich stopniach utlenienia wykazują charakter amfoteryczny:
8. Wodorotlenek + kwas NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O Wodorotlenki typu Me(OH)y. Z uwagi, że metale znajdują się głównie w grupach od 1 do 13 (w grupie 2 od magnezu w dół, w grupie 13 od glinu w dół), można przyjąć, że y jest równe numerowi grupy dla grup od 1 do 2, oraz 3 dla grupy 13. Dla pozostałych metali (grupy od 3 do 12) wodorotlenki tworzone są tylko dla jonów o najniższym stopniu utlenienia (przeważnie na +2).
9. Wodorotlenek + bezwodnik kwasowy Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O Tlenki pierwiastków z grup od 14 do 17, oraz tlenki metali na najwyższym stopniu utlenienia 10. Wodorotlenek + wodorotlenek Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O 11. Sól + kwas Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O Warunkiem zajścia tej reakcji jest użycie mocnego kwasu i soli słabego kwasu. Mocne kwasy możemy poznać po tym, że atom centralny jest w nich na najwyższym stopniu utlenienia. Innym czynnikiem pozwalającym ocenić moc kwasu jest wielkość różnicy z-x dla kwasu opisanego ogólnym wzorem HxEOz:
Dla kwasów beztlenowych, w układzie okresowym, moc ich rośnie wraz ze wzrostem numeru grupy i numeru okresu. 12. Sól + wodorotlenek CaCl2 + NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl 13. Sól + sól AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3 Warunkiem zajścia reakcji jest wytrącenie się jednej soli w postaci osadu. Pamiętajmy, że wszystkie azotany są dobrze rozpuszczalne w wodzie, natomiast chlorki z wyjątkami. Do tych wyjątków zaliczamy chlorek srebra, talu, rtęci(I) i ołowiu(II). Można bez większego błędu przyjąć, że poza nielicznymi wyjątkami, sole metali leżących w 1 grupie są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Oprócz podanych tutaj reakcji, istnieją specyficzne reakcje, które można zaliczyć do nietypowych i prawdziwe są jedynie dla wąskiej dość grupy pierwiastków. Być może słowny opis reakcji brzmi śmiesznie, ale te reakcje zachodzą sól + kwas = sól + zasada NaAlO2 + HCl + H2O → NaCl + Al(OH)3 Według takiego opisu zachodzą reakcje jedynie z metalami amfoterycznymi kwas + kwas = sól + woda H3AsO3 + 3HCl → AsCl3 + 3H2O Według takiego opisu zachodzą reakcje jedynie z metalami amfoterycznymi, które wykazują jednakże silniejsze właściwości kwasowe niż zasadowe Nazewnictwo soliNazwy soli pochodzących od kwasów beztlenowych tworzymy dodając do nazwy niemetalu końcówkę –ek. Nazwę metalu piszemy w dopełniaczu. Jeżeli zachodzi potrzeba przy nazwie metalu zapisujemy jego wartościowość. Jeżeli nazwa niemetalu kończy się na -ka, litery –ka zamieniamy je na cz. NaCl – Cl: chlor: chlor +ek = chlorek sodu Nazwy soli pochodzących od kwasów tlenowych tworzymy zamieniając końcówkę –owy w nazwie kwasu na –an (słowo kwas pomijamy). Jeżeli zachodzi potrzeba podajemy wartościowość atomu centralnego przy nazwie reszty kwasowej. Nazwę metalu piszemy w dopełniaczu. Jeżeli zachodzi potrzeba przy nazwie metalu zapisujemy jego wartościowość. Jeżeli nazwa kwasu kończy się na -kowy, literę –k zamieniamy na cz. Dla kwasu HmEOn wartościowość atomu centralnego obliczamy z zależności 2n-m: Wodorosole i hydroksosoleWodorosole mogą tworzyć jedynie kwasy dwu lub więcej zasadowe (mające dwa lub więcej atomów wodoru o charakterze kwasowym: HnEOm lub HnR gdzie n>1). Otrzymuje się je w podobnych reakcjach jak sole obojętne, z tym że należy wziąć odpowiednio większą ilość kwasu (lub mniej zasady)
Nazewnictwo wodorosoliNazwy wodorosoli tworzymy dodają do nazwy obojętnej soli przedrostek wodoro- poprzedzony liczebnikiem greckim: di- dla 2 atomów wodorów, tri- dla 3 atomów wodoru: NaH2PO4 – di + wodoro + fosforan(V) = diwodorofosforan(V) sodu Ca(HCO3)2 – wodoro + węglan = wodorowęglan wapnia hydroksosolieHydroksosole mogą tworzyć jedynie wodorotlenki posiadające dwie lub więcej grup hydroksylowych. (Me(OH)n n>1). Otrzymuje się je w podobnych reakcjach jak sole obojętne, z tym że należy wziąć odpowiednio większą ilość zasady (lub mniej kwasu)
Nazewnictwo hydroksosoliNazwy hydrokso soli tworzymy dodając do nazwy soli obojętnej słowo hydrokso, niekiedy poprzedzone liczebnikiem di dla dwóch grup hydroksylowych. Grupę wodorotlenową (hydroksylową) dla wskazania, że należy ona do metalu zapisuje się w nawiasie. Jeżeli zachodzi potrzeba zwielokrotnienia ilości metalu, obejmuję się go razem z grupą wodorotlenową w nawiasie kwadratowym: Wzory strukturalne (konstytucyjne)Wzory konstytucyjne soli tworzymy zastępując atomy wodoru we wzorze kwasu metalem. Przyjmuje się, że w solach występują wiązania jonowe, więc połączenia metal-reszta kwasowa nie zawsze się uwidacznia: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oto przykład wzrostu mocy kwasów w szeregu: 
Zamknij 
