Sole i ich zastosowanie
Sole są substancjami jonowymi . Są to związki o wzorze ogólnym Mn Rm przy czym M - oznacza metal , a R - resztę kwasową . Sole można otrzymać wieloma sposobami , wsród których najważniejszymi są :
1. zasada + kwas » sól + woda np: NaOH + HCl+H2O
2. metal + kwas » sol + wodór , np : Zn + 2HCl » ZnCl2 +H2 3. tlenek metalu + kwas » sól + woda np: CuO + H2SO4 »CuSo4+H2O 4. zasada + bezwodnik kwasowy » sol + woda np : Ca(OH)2+CO2»CaCO3+H2O
5. bezwodnik zasadowy + bezwodnik kwasowy » sól
MgO + SO2 » MgSO3
6. metal + niemetal » sól np : 2Na + Cl2 » 2NaCl
( w ten sposób tworzą się sole kwasów beztlenowych ).
Sole są zwykle ciałami stałymi , krystalicznymi , najczęściej białymi , chociaż znanych jest wiele soli o różnych barwach np : niebieskiej ( CuSo4 x 5H2O ), żółtej ( PbI2 ) , czerwonej ( HgI2 ) , czarnej ( CuS ) . Rozpuszczalność soli w wodzie jest bardzo zróżnicowana . Ma na to wpływ zarówno kation jak i anion . Na przykład wszystkie azotany są dobrze rozpuszczalne . Podobnie sole sodu , potasu i amonu . Do najważniejszych soli trudno rozpuszczalnych czyli takich , które strącają się w wodzie w postaci osadów nawet z roztworów rozcieńczonych należą :
· chlorki AgCl , PbCl2
· bramki AgBr, PbBr2
· jodki AgI , PbI2
· fluorki Ca F2
· siarczany Ba SO4 , PbSO4
· azotany AgNO2
· wszystkie siarczany , węglany i fosforany z wyjątkiem soli litowców i amonu .
· wszystkie siarczki z wyjątkiem soli litowców , berylowców i amonu .
Nazwa soli skłaba się z dwóch wyrazów . Pierwszy wyraz określa resztę kwasową . Jeżeli reszta kwasowa pochodzi z kwasu tlenowego , to nazwa reszty kwasowej ma zkończenie - an (np : kwas siarkowy - sól »siarczan ) . Dawniej nazwy niektórych kwasów miały zakończenie - awy a ich sole zakończone na -yn ( np : kwas azotowy - sól »azotyn ) . Obecnie nazwy te nie są zalecane . Sole kwasów beztlenowych mają w nazwie zakończenie - ek np : kwas chlorowodorowy , siarkowodorowy, sole » chlorek i siarczek .
Sole , ktorych resztę kwasową stanowi atom flurowca ( halogenu ) , czyli fluorki , chlorki , bromki i jodki mają wspólną nazwę halogenki .
Sole można podzielić na trzy grupy :
1. Sole obojętne o ogólnym wzorze MnRm np Al2(SO4)3
2. Wodorosole ( „sole kwaśne”) o wzorze ogólnym Mn( Hk R)m , składające się z metalu oraz reszty kwasowej , w skład której wchodzi „ zwykła ” reszta kwasowa oraz atom (atomy) wodoru .
+ 2NaOH » Na2SO4 + 2H2O sól obojetna
H2SO4
+ Na OH » NaHSO4 + H2O wodorosól
3.Hydrosole ( „ sole zasadowe ” , sole wodorotlenkowe ) o wzorze ogólnym M ( OH )k nRm . Składają się one z reszty kwasowej R oraz z tzw : reszty zasadowej , w skład której wchodzi metal i jedna lub kilka grup OH .
+ 2HCl aq » MgCl2 + 2H2O sól obojętna
Mg ( OH )2
+ HCl aq » Mg ( OH ) Cl + H2O hydrosól
Wszystkie sole są mocnymi elektrolitami . Bez względu na rozpuszczalność , ta ilość soli , która przechodzi do roztworu , rozpada się na jony.Wytworzone jony ulegają hydratacji , tzn : przyłączają pewną - zmienną - liczbę cząsteczek wody , a niektóre hydrolizie . Hydroliza jest reakcją między jonami soli i wodą . Reakcji hydrolizy ulegają wszystkie sole z wyjątkiem soli pochodzących od mocnych zasad i mocnych kwasów . Jnne właściwości chemiczne soli to :
- rozkład -większość soli wytrzymuje ogrzewanie do wysokich temperatur , ale niektóre rozkładają się podczas ogrzewania palnikiem gazowym :
2KClO3 » 3O2 + 2KCl
Niektóre sole rozkładają się pod wpływem promieni świetlnych ( tzw rozkład fotochemiczny ) np :
2AgBr » 2Ag + Br2
- wymiana podwójna - dobrze rozpuszczalna sól AB może reagować z inną dobrze rozpuszczalną substancją jonową XY ( solą , kwasem , wodorotlenkiem ) w roztworze
AB + XY » XB + AY
pod warunkiem , że jeden z produktów XB lub AY , strąca się w formie osadu lub jest słabym elektrolitem .
- wymiana pojedyńcza - metal bardziej reaktywny może wyprzeć z roztworu soli metal mniej reaktywny , tzn : dobrze rozpuszczalna sól może reagować z pierwiastkiem chemicznym , np :
Cu SO4 + Zu » Zn SO4 + Cu
Sole są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie . Skorupa ziemska składa się z soli i tlenków . W wodzie morskiej występują różne jony soli ( Na , K , Mg , Cl , SO4 i inne ) . Wiele soli stanowi kopaliny czyli surowce wydobywane z ziemi metodami górniczymi . Przede wszystkim jest to chlorek sodu - sól kamienna - wydobywana w Polsce w okolicach Wieliczki , Bochni i Inowrocławia . Sól kamienna zawiera niewielkie ilości bromków i jodków sodu oraz potasu . Ważnym minerałem jest węglan wapnia CaCO3 i marmuru ( oraz kredy ) , a ponadto dolomit MgCO3 , CaCO3 , stosowany jako kamień budowlany , topnik w metalurgii i składnik różnych materiałów ceramicznych . Do kopalin należą też różne azotany , zwane saletrami , przede wszystkim saletra chilijska - Na NO3 , indyjska KNO3 i wapniowa Ca ( NO3)2 a ponadto fosforan wapnia , Ca3 ( PO4 )2 stanowiący główny składnik fosforytów i apatytów oraz siarczan wapnia Ca SO4 x 2H2O , czyli gips. Sole znalazły liczne zastosowanie , przede wsystkim jako nawozy sztuczne , a ponadto w budownictwie ( CaCO3 i CaSO4 ) , komunikacji ( NaCl , CaCl2 ) , do zabezpieczania dróg przed zamarzaniem , w przemyśle spożywczym ( NaCl i NaNO3 jako konserwanty) i wiele innych .