ChemQ

35 min

Właściwości soli obojętnych

Dysocjacja, reakcje wymiany i rozkład termiczny soli obojętnych.

Teoria

Najważniejsze właściwości soli obojętnych

Sole obojętne składają się z kationów metalu albo jonów amonowych oraz anionów reszty kwasowej.

W zadaniach najważniejsze jest rozpoznanie jonów, przewidywanie osadów i sprawdzanie, czy reakcja wymiany ma powód, aby zajść.

1

Dysocjacja elektrolityczna soli

Schemat 1

sól → kation metalu + anion reszty kwasowej

Przykład 1

Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄²⁻

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Sole rozpuszczalne w wodzie są elektrolitami i w roztworze wodnym dysocjują na jony.
  • Sole trudno rozpuszczalne lub praktycznie nierozpuszczalne dysocjują w bardzo małym stopniu.
2

Reakcja soli z metalami

Schemat 1

metal + sól → nowa sól + nowy metal

Przykład 1

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Reakcja zachodzi w roztworze wodnym, jeżeli użyty metal jest bardziej aktywny od metalu wchodzącego w skład soli.
  • Bardzo aktywne metale, na przykład litowce i berylowce, reagują przede wszystkim z wodą, dlatego tej reguły nie stosuje się bezpośrednio do ich reakcji z wodnymi roztworami soli.
3

Reakcja soli z kwasami

Schemat 1

sól + kwas → nowa sól + nowy kwas

Przykład 1

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Reakcja wymiany w roztworze zachodzi, gdy jednym z produktów jest osad, gaz lub słaby elektrolit.
  • W podanym przykładzie reakcję umożliwia powstanie trudno rozpuszczalnego siarczanu(VI) baru.
4

Reakcja soli z zasadami

Schemat 1

sól + zasada → nowa sól + nowa zasada

Przykład 1

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Reakcja zachodzi, gdy powstaje trudno rozpuszczalny wodorotlenek lub inny produkt usuwany z roztworu.
  • W podanym przykładzie wytrąca się osad wodorotlenku miedzi(II).
5

Reakcja soli z innymi solami

Schemat 1

sól₁ + sól₂ → sól₃ + sól₄

Przykład 1

BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Reakcja zachodzi między odpowiednimi elektrolitami w roztworze wodnym.
  • Jednym z produktów powinien być związek trudno rozpuszczalny lub praktycznie nierozpuszczalny w wodzie.
  • Do przewidywania powstawania osadu wykorzystuje się tabelę rozpuszczalności.
6

Rozkład termiczny soli

Schemat 1

sól → produkty zależne od rodzaju soli i warunków

Przykład 1

CaCO₃ → CaO + CO₂↑

Schemat 2

węglan metalu → tlenek metalu + CO₂↑

Przykłady

1. CaCO₃ → CaO + CO₂↑

2. ZnCO₃ → ZnO + CO₂↑

3. Li₂CO₃ → Li₂O + CO₂↑

Schemat 3

azotan(V) litowca poza litem → azotyn(III) metalu + tlen

Przykłady

1. 2NaNO₃ → 2NaNO₂ + O₂↑

2. 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂↑

Schemat 4

azotan(V) litu lub metalu od magnezu do miedzi → tlenek metalu + NO₂↑ + O₂↑

Przykłady

1. 2LiNO₃ → Li₂O + 4NO₂↑ + O₂↑

2. 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂↑ + O₂↑

Schemat 5

azotan(V) metalu mniej aktywnego niż miedź → metal + NO₂↑ + O₂↑

Przykład 5

2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂↑ + O₂↑

Schemat 6

niektóre siarczany(VI) metali → tlenek metalu + SO₃↑

Przykłady

1. CuSO₄ → CuO + SO₃↑

2. ZnSO₄ → ZnO + SO₃↑

Schemat 7

niektóre siarczany(VI) metali → tlenek metalu + SO₂↑ + O₂↑

Przykład 7

2CuSO₄ → 2CuO + 2SO₂↑ + O₂↑

Schemat 8

wybrane siarczyny(IV) metali → tlenek metalu + SO₂↑

Przykłady

1. CaSO₃ → CaO + SO₂↑

2. ZnSO₃ → ZnO + SO₂↑

Schemat 9

wybrane sole amonowe → produkty zależne od anionu

Przykłady

1. (NH₄)₂CO₃ → 2NH₃↑ + CO₂↑ + H₂O

2. NH₄NO₂ → N₂↑ + 2H₂O

3. NH₄NO₃ → N₂O↑ + 2H₂O

4. (NH₄)₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + N₂↑ + 4H₂O

Schemat 10

chloran(V) metalu alkalicznego → chlorek metalu + tlen

Przykład 10

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑

Schemat 11

manganian(VII) potasu → manganian(VI) potasu + tlenek manganu(IV) + tlen

Przykład 11

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Nie istnieje jeden ogólny schemat rozkładu soli. Produkty zależą od anionu, kationu, temperatury oraz niekiedy od katalizatora i dostępu powietrza.
  • Podane równania zapisuje się z ogrzewaniem nad strzałką. CaCO₃ rozkłada się wyraźnie dopiero przy silnym ogrzewaniu, w pobliżu 900°C. Rozkład KClO₃ prowadzi się w obecności MnO₂, zwykle w zakresie około 300–400°C. MnO₂ jest katalizatorem.
  • W rozkładzie azotanów(V) szereg aktywności jest tylko wskazówką. LiNO₃, a także azotany(V) Ca, Sr i Ba, tworzą tlenki, choć nie wynika to wprost z prostego podziału według położenia metalu w szeregu aktywności.
  • Siarczany(VI) sodu i potasu są znacznie trwalsze termicznie niż CuSO₄ i ZnSO₄. Bezwodny CuSO₄ zaczyna rozkładać się w pobliżu 600–650°C; przy jeszcze silniejszym ogrzewaniu SO₃ może dalej przechodzić w SO₂ oraz O₂.
  • Sole termicznie trwałe nie tworzą jednej małej grupy. W typowych zadaniach za trwałe przy ogrzewaniu uznaje się przede wszystkim większość chlorków, bromków i jodków metali alkalicznych, siarczany(VI), fosforany(V) i krzemiany metali alkalicznych oraz węglany metali 1. grupy z wyjątkiem Li₂CO₃. Nie oznacza to, że każda sól tych anionów jest trwała: o rozkładzie zawsze współdecyduje kation.