Sole obojętne można otrzymywać wieloma metodami. Najwygodniej uczyć się ich jako powtarzalnych schematów reakcji.
Przy każdej metodzie trzeba sprawdzić warunki: aktywność metalu, charakter tlenku, proporcje reagentów oraz to, czy reakcja wymiany ma produkt usuwany z roztworu.
1
Metal + niemetal
Schemat 1
metal + niemetal → sól
Przykłady
1. 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃
2. 2Al + 3I₂ → 2AlI₃
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Metoda jest stosowana między innymi do otrzymywania halogenków i siarczków.
- Reakcja często wymaga ogrzewania lub zainicjowania.
- W reakcji glinu z jodem katalizatorem jest woda.
2
Metal + kwas
Schemat 1
metal + kwas → sól + wodór
Przykłady
1. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
2. Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Więcej szczegółów znajdziesz w temacie Właściwości kwasów, punkt 2.
- Reakcja może być utrudniona, jeżeli powstająca sól jest trudno rozpuszczalna i tworzy osad.
- W skrajnym przypadku osad blokuje powierzchnię metalu tak mocno, że reakcja praktycznie nie zachodzi.
- Przykład: ołów z kwasem chlorowodorowym szybko pokrywa się trudno rozpuszczalnym PbCl₂, dlatego reakcja jest hamowana, mimo że ołów w szeregu aktywności stoi przed wodorem.
3
Metal + sól
Schemat 1
metal₁ + sól metalu₂ → sól metalu₁ + metal₂
Przykłady
1. Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu↓
2. Zn + FeSO₄ → ZnSO₄ + Fe↓
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Metal wypierający musi być bardziej aktywny od metalu wchodzącego w skład soli.
- Sól wyjściowa i sól powstająca po reakcji powinny być rozpuszczalne w wodzie.
- W zwykłych warunkach metale 1. grupy oraz wapń, stront i bar reagują z wodą, a powstająca zasada może dalej reagować w roztworze. Reakcja więc zachodzi, czasem nawet więcej niż jedna, ale nie według tego schematu. Później dodam tu linki.
4
Niemetal + zasada
Schemat 1
niemetal + zasada → sól + produkty uboczne
Przykłady
1. 3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O
2. Cl₂ + 2KOH → KCl + KClO + H₂O
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Jest to szczególny przypadek reakcji redoks.
- Produkty zależą od rodzaju niemetalu oraz warunków reakcji, na przykład temperatury i stężenia zasady.
- Pierwszy przykład dotyczy reakcji chloru z gorącym roztworem zasady potasowej.
- Drugi przykład dotyczy reakcji chloru z zimnym roztworem zasady potasowej.
Szczególne przypadki
- Nie można stosować jednego ogólnego schematu do wszystkich niemetali.
5
Tlenek zasadowy + tlenek kwasowy
Schemat 1
tlenek zasadowy + tlenek kwasowy → sól
Przykłady
1. CaO + SO₂ → CaSO₃
2. CaO + SO₃ → CaSO₄
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Reakcja zachodzi między odpowiednio dobranym tlenkiem zasadowym i tlenkiem kwasowym.
- Tlenek kwasowy decyduje, jaka powstanie reszta kwasowa: stopień utlenienia atomu centralnego w tlenku, odpowiadającym kwasie i soli pozostaje bez zmian.
6
Tlenek zasadowy + kwas
Schemat 1
tlenek zasadowy + kwas → sól + woda
Przykłady
1. CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O
2. CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O
7
Tlenek amfoteryczny + kwas
Schemat 1
tlenek amfoteryczny + kwas → sól + woda
Przykłady
1. Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
2. ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Tlenek amfoteryczny w reakcji z kwasem zachowuje się jak tlenek zasadowy.
8
Tlenek amfoteryczny + tlenek kwasowy
Schemat 1
tlenek amfoteryczny + tlenek kwasowy → sól
Przykłady
1. Al₂O₃ + 3SO₃ → Al₂(SO₄)₃
2. ZnO + SO₃ → ZnSO₄
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Tlenek amfoteryczny zachowuje się w tej reakcji jak tlenek zasadowy.
- Reakcja może wymagać ogrzewania.
9
Tlenek amfoteryczny + zasada
Schemat 1
tlenek amfoteryczny + zasada → sól + woda
Przykłady
1. ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O
2. Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Taka reakcja zachodzi pod nieobecność wody, nie w roztworze, i wymaga ogrzewania.
- Tlenek amfoteryczny reaguje tutaj jak tlenek kwasowy. Przykład: ZnO odpowiada wodorotlenkowi Zn(OH)₂, który można zapisać w formie kwasu H₂ZnO₂. Po zastąpieniu dwóch atomów wodoru dwoma atomami sodu otrzymujemy Na₂ZnO₂.
10
Tlenek amfoteryczny + tlenek zasadowy
Schemat 1
tlenek amfoteryczny + tlenek zasadowy → sól
Przykłady
1. Al₂O₃ + Na₂O → 2NaAlO₂
2. Al₂O₃ + CaO → Ca(AlO₂)₂
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Tlenek amfoteryczny zachowuje się w tej reakcji jak tlenek kwasowy.
- Reakcja zazwyczaj wymaga ogrzewania.
- Al₂O₃ odpowiada wodorotlenkowi Al(OH)₃, który można zapisać w formie kwasu H₃AlO₃. Po odjęciu wody otrzymujemy kwas metaglinowy HAlO₂, a jego resztą kwasową jest AlO₂⁻. Ładunek kationu decyduje, ile takich reszt trzeba wpisać we wzorze soli.
11
Sól obojętna + kwas
Schemat 1
sól + kwas → nowa sól + nowy kwas
Przykłady
1. Na₂S + 2HCl → 2NaCl + H₂S↑
2. BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Więcej szczegółów znajdziesz w temacie Właściwości kwasów, punkt 8.
- Reakcja wymiany zachodzi, gdy powstaje produkt usuwany z układu, na przykład gaz, osad lub słaby elektrolit.
- W tym przykładzie siarkowodór wydziela się w postaci gazu.
12
Wodorosól + kwas
Schemat 1
wodorosól + kwas → sól obojętna + kwas
Przykłady
1. NaHSO₃ + HBr → NaBr + H₂SO₃
2. NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂CO₃
Szczególne przypadki
- Powstający kwas siarkawy jest nietrwały: H₂SO₃ → SO₂↑ + H₂O.
- Kwas węglowy też jest nietrwały: H₂CO₃ → CO₂↑ + H₂O.
- Sumarycznie reakcję można zapisać: NaHSO₃ + HBr → NaBr + SO₂↑ + H₂O.
13
Kwas + zasada
Schemat 1
kwas + zasada → sól + woda
Przykłady
1. Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O
2. HCl + NaOH → NaCl + H₂O
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Jest to reakcja zobojętniania.
- Aby otrzymać sól obojętną kwasu wieloprotonowego, potrzebna jest odpowiednia ilość zasady do całkowitego zobojętnienia kwasu.
14
Zasada + sól
Schemat 1
zasada + sól → nowa zasada + nowa sól
Przykłady
1. CuCl₂ + Ba(OH)₂ → Cu(OH)₂↓ + BaCl₂
2. NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₄OH
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Reakcja zachodzi, jeżeli powstaje osad albo wodorotlenek amonu.
- W tym przykładzie wytrąca się osad Cu(OH)₂.
- Wodorotlenek amonu jest nietrwały: NH₄OH → NH₃↑ + H₂O.
15
Sól + sól
Schemat 1
sól₁ + sól₂ → sól₃ + sól₄
Przykłady
1. Na₂SiO₃ + CaCl₂ → 2NaCl + CaSiO₃↓
2. BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Reakcja zachodzi w roztworze, jeżeli powstaje osad.
- Możliwość zajścia reakcji można przewidzieć na podstawie tabeli rozpuszczalności.
16
Sól zasadowa + kwas
Schemat 1
sól zasadowa + kwas → sól obojętna + woda
Przykłady
1. (CuOH)Cl + HCl → CuCl₂ + H₂O
2. (MgOH)Cl + HCl → MgCl₂ + H₂O
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Kwas zobojętnia grupę OH obecną w soli zasadowej.
- Przy odpowiedniej ilości kwasu powstaje sól obojętna.
17
Rozkład termiczny soli
Schemat 1
sól → nowa sól + inne produkty
Przykłady
1. 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑
2. 2NaNO₃ → 2NaNO₂ + O₂↑
Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje
- Metoda dotyczy tylko soli ulegających odpowiedniemu rozkładowi podczas ogrzewania.
- Rodzaj produktów zależy od rodzaju ogrzewanej soli.
- Później dodam tu link do odpowiedniego punktu w temacie Właściwości soli.