Sole i ich zastosowanie

Sole i ich zastosowanie

1. Sole- związki chemiczne będące połączeniem atomów metali z resztą kwasową, gdzie z cząsteczki zasady zostały wyparte grupy wodorotlenowe, a z cząsteczek kwasów atomy wodoru, powstają w trakcie zobojętniania( neutralizacji) kwasów i zasad, zwykle ciało stałe, elektrolity(zdysocjowane i stopione przewodzą prąd elektryczny), z wyjątkiem soli silnych kwasów i silnych zasad ulegają hydrolizie.
2. Chlorki- sole silnego kwasu chlorowodorowego, o budowie jonowej, w roztworze wodnym i stopione są elektrolitami, elektroliza prowadzi do rozkładu na gazowy chlor i metal.
2.1 Chlorek amonu
Kryształy sublimujące po ogrzaniu, produkt uboczny w produkcji sody metodą amoniakalną, stosowany do produkcji tzw. suchych ogniw galwanicznych, do oczyszczania powierzchni metali przed lutowaniem; w lecznictwie.
2.2 Chlorek sodu
Sól kamienna, sól kuchenna- tworzy bezbarwne kryształy rozpuszczalne w wodzie, temperatura topnienia 81 C. Czysty chlorek sodowy nie jest higroskopijny, natomiast zanieczyszczony chlorkiem magnezu wykazuje higroskopijność. Jest materiałem wejściowym w przemysłowej produkcji wszystkich innych związków sodu. NaCl pozyskuje się ze złóż sposobem górniczym, a ponadto z wody morskiej (w krajach o ciepłym klimacie stosuje się metodę odparowywania w otwartych basenach, a w klimacie polarnym wymraża). Preparatów chlorku sodu nie daje się oczyścić zwykłym sposobem, za pomocą krystalizacji ze stygnącego roztworu nasyconego na gorąco. Rozpuszczalność NaCl zmienia się nieznacznie wraz z temperaturą. Czysty chlorek sodowy uzyskuje się przez przepuszczenie gazowego chloru przez nasycony roztwór tej soli. Zwiększenie stężenia jonów chlorkowych powoduje przekroczenie iloczynu rozpuszczalności i strącenie krystalicznego chlorku sodowego.
2.3 Chlorek magnezu
Krystaliczne, białe ciało stałe otrzymywane na skalę techniczną. Bezwodny chlorek magnezowy jest silnie higroskopijny. Z nasyconych roztworów wodnych wydziela się w postaci sześciowodnej soli, którą można odwodnić bez rozkładu tylko w atmosferze gazowego chlorowodoru. W zwykłych warunkach w czasie ogrzewania przechodzi on w tlenochlorki o zmiennym składzie. Jest związkiem b. dobrze rozpuszczalnym w wodzie.
3. Azotany(V), sole kwasu azotowego(V), dobrze rozpuszczalne w wodzie, w podwyższonej temperaturze rozkładają się do tlenków metali, tlenków azotu i tlenu (azotany litowców ulegają rozkładowi do azotynów i tlenu). Otrzymywane działaniem kwasu azotowego na metale, tlenki, wodorotlenki, węglany metali. Do najważniejszych azotanów należą: azotan amonu, azotan sodu, azotan potasu, azotan wapnia. Azotany są stosowane najczęściej jako nawozy sztuczne i surowce do produkcji materiałów wybuchowych.
3.1 Azotan amonu, saletra amonowa (NH4NO3), występuje w postaci higroskopijnych, bezbarwnych kryształów rozpuszczalnych w wodzie. Stosowany jest do produkcji nawozów sztucznych oraz materiałów wybuchowych.
3.2 Azotan(V) baru (Ba(NO3)2, silnie trujący związek występujący w postaci białego, drobnokrystalicznego proszku lub bezbarwnych kryształów. Stosowany jest w produkcji ogni sztucznych, ładunków wybuchowych, do wyrobu szkła optycznego i technicznego oraz do przerobu na tlenek i nadtlenek barowy.
3.3Azotan(V) miedzi (Cu(NO3)2, łatwo rozpuszczalna w wodzie i alkoholu biała sól rozkładająca się w temperaturze 170C. Stosowany jest jako zaprawa w przemyśle włókienniczym, w przemyśle ceramicznym do lakierów i emalii, do produkcji farb, do galwanicznego miedziowania żelaza oraz w pirotechnice i lecznictwie.
3.4Azotan srebra (AgNO3), środek trujący, występujący w postaci krystalicznego, białego proszku lub przeźroczystych bezbarwnych kryształów. Rozpuszcza się w wodzie i alkoholu, pod wpływem światła ciemnieje. Działa utleniająco i bakteriobójczo, stosowany jest w przemyśle farmaceutycznym, kinematograficznym, fotograficznym itp.
4. Siarczany(IV), MI2SO3, MIISO3 (wzory ogólne, gdzie M - atom metalu), siarczyny, sole kwasu siarkowego(IV) (siarkawego) HSO3. Na ogół trudno rozpuszczalne w wodzie (wyjątek: siarczany litowców).
Siarczany są bezbarwne, jeśli kation jest bezbarwny. Siarczany rozpuszczalne w wodzie ulegają hydrolizie. Znane są również wodorosiarczany(IV) (wodorosiarczyny) o wzorze MIHSO3 lub MII(HSO3)2.
Siarczany mają własności redukujące, utleniają się tlenem z powietrza. Zakwaszone wydzielają SO2 (dwutlenek siarki). Znajdują zastosowanie jako środki bielące i pestycydy.
4.1Siarczan(IV) sodu, Na2SO3, siarczyn sodu, biała substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, nierozpuszczalna w alkoholu. Jest reduktorem. Tworzy hydrat Na2SO37H2O.
Siarczan sodu można otrzymać w reakcji gazowego SO2 (dwutlenek siarki) z roztworem węglanu sodu lub wodorotlenku sodu.
Znajduje zastosowanie w przemyśle tekstylnym, garbarskim, winiarskim. W fotografice wchodzi w skład utrwalaczy (utrwalacz fotograficzny) i wywoływaczy fotograficznych.
5. Siarczany(VI), MI2SO4, MIISO4 (wzory ogólne, gdzie M - atom metalu), sole kwasu siarkowego(VI) H2SO4. Rozpuszczalne w wodzie (wyjątki: siarczany wapnia i cięższych berylowców oraz siarczany ołowiu).
Są bezbarwne, jeśli kation jest bezbarwny. Łatwo tworzą hydraty i sole podwójne. Znane są również wodorosiarczany(VI) o wzorze MIHSO4 lub MII(HSO4)2.
Siarczany służą do produkcji farb, zapraw farbiarskich, środków do konserwacji drewna, odczynników chemicznych, pestycydów, leków (ałuny, gips, szenity, witriole).
5.1 Siarczan(VI) amonu, (NH4)2SO4, siarczan dwuamonu, maskanit, bezbarwna substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, temperatura topnienia (z rozkładem) 400C. Siarczan amonu można otrzymać w reakcji kwasu siarkowego z amoniakiem lub z gipsu przez działanie nań węglanem amonu. Stosowany jest jako nawóz sztuczny, surowiec do syntezy innych soli amonowych, w galwanotechnice, garbarstwie, przemyśle włókienniczym.
5.2 Siarczan(VI) baru, BaSO4, biel barowa, szpat, bezbarwna substancja krystaliczna lub biały proszek, nierozpuszczalny w wodzie, temperatura topnienia 1580C. Siarczan baru wykazuje odporność na działanie wielu czynników chemicznych, rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym. Otrzymuje się go z barytu lub w reakcji podwójnej wymiany między BaCl2 i Na2SO4. Siarczan baru znajduje zastosowanie jako składnik farb mineralnych (litopony) i pudrów, wypełniacz tworzyw sztucznych, środek kontrastowy w diagnostyce rentgenowskiej przewodu pokarmowego.
5.3 Siarczan(VI) glinu, Al2(SO4)3, trójsiarczan(VI) dwuglinu, biały proszek, rozpuszczalny w wodzie. Temperatura topnienia 770C. Tworzy hydraty. W roztworach wodnych hydrolizuje. Jest otrzymywany przez działanie kwasu siarkowego na niektóre związki glinu, np. wodorotlenek. Stosowany w przemyśle farbiarskim, garbarskim, papierniczym, kosmetycznym, służy również do syntezy innych związków glinu.
5.4 Siarczan(VI) magnezu, MgSO4, epsomit, bezbarwna substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie i glicerolu, nierozpuszczalna w alkoholu, temperatura topnienia 1124C. Siarczan magnezu wchodzi w skład wielu minerałów (np. kizerytu, kainitu) i wód mineralnych. Tworzy hydraty. Siedmiowodny MgSO47H2O nosi nazwę soli gorzkiej (lub angielskiej) i jest stosowany jako środek przeczyszczający, lek przeciwtężcowy, odtrutka na strychninę. Siarczan magnezu ma ponadto zastosowanie w przemyśle papierniczym, włókienniczym, farbiarskim, garbarstwie, hutnictwie.
5.5 Siarczan(VI) miedzi, CuSO4, hydrocjanit, biała substancja krystaliczna, temperatura topnienia 200C. W postaci uwodnionej (CuSO45H2O) tworzy niebieskie kryształy występujące w przyrodzie jako minerał chalkantyt. Siarczan miedzi powstaje w reakcji kwasu siarkowego z metaliczną miedzią lub tlenkiem miedzi(II). Jest stosowany w galwanoplastyce, farbiarstwie, rolnictwie (jako pestycyd), teletechnice, jest również składnikiem farb.
6. Siarczki, MIIS, MI2S, MIHS (wzory ogólne, gdzie M - atom metalu), sole kwasu siarkowodorowego H2S (siarkowodór) o barwie białej, żółtej, czarnej lub bezbarwne. Z wyjątkiem siarczków litowców, są trudno rozpuszczalne w wodzie.
W roztworach wodnych hydrolizują. Mają własności redukujące. W reakcji z siarką przechodzą w wielosiarczki. Siarczki można otrzymać redukując siarczany węglem, stapiając siarkę z metalem, działając siarkowodorem na roztwory zawierające jony metali.
Siarczki są surowcami do produkcji SO2 (dwutlenek siarki) i metali, ponadto są stosowane do produkcji jedwabiu wiskozowego, w garbarstwie, fotografice, w procesach flotacyjnych, jako odczynniki chemiczne (blenda cynkowa, chalkozyn, piryt).
6.1Siarczek sodu, Na2S, biała substancja drobnokrystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, temperatura topnienia 1180C. W wodzie ulega hydrolizie. Tworzy hydraty.
Siarczek sodu w reakcji z siarką przechodzi w wielosiarczki, utleniony daje tiosiarczan Na2S2O3. Można go otrzymać redukując siarczan(VI) sodu węglem.
Siarczek sodu jest stosowany do produkcji jedwabiu wiskozowego, barwników siarkowych, jako odczynnik chemiczny, pestycyd, depilator w przemyśle skórzanym.
7. Węglany, sole i estry kwasu węglowego. Zawierają anion CO32- lub HCO3- ( w wodorowęglanach). Wykazują trwałość znacznie większą niż kwas węglowy. W wodzie rozpuszczalne są tylko węglany litowców oraz wodorowęglany litowców i berylowców. Sole te ulegają hydrolizie.
Ogrzewanie węglanów powoduje ich rozkład na tlenek metalu i dwutlenek węgla (tylko węglany litowców można stopić bez uprzedniego rozkładu) - również w reakcji z kwasami rozkładają się z uwolnieniem tego gazu.
Do ważniejszych należą: węglan amonu, węglan magnezu, węglan potasu, węglan sodu, węglan wapnia.
7.1Węglan amonu, węglan dwuamonu, (NH4)2CO3,, bezbarwna substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, w temperaturze 60C ulega rozkładowi na amoniak, dwutlenek węgla i wodę.
Węglan amonu można otrzymać w reakcji podwójnej wymiany między siarczanem amonu a węglanem wapnia.
Jest odczynnikiem laboratoryjnym, składnikiem mieszanin oziębiających i środków gaśniczych, znajduje ponadto zastosowanie w lecznictwie, w przemyśle winiarskim, włókienniczym, ceramicznym, gumowym, spożywczym.
7.2Węglan magnezu, MgCO3, biały, lekki proszek, trudno rozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w rozcieńczonych kwasach i roztworach soli amonowych. Powstaje w reakcji siarczanu magnezu z węglanem sodu.
Stosowany w przemyśle gumowym, szklarskim, w lecznictwie i kosmetyce, do wyrobu atramentów, a także innych związków magnezu.
7.3 Węglan potasu, węglan dwupotasu, potaż, K2CO3, biała substancja krystaliczna, dobrze rozpuszczalna w wodzie, o temperaturze topnienia 891C. Tworzy hydraty, posiada własności higroskopijne, w roztworach wodnych hydrolizuje.
Pod wpływem kwasów ulega rozkładowi wydzielając dwutlenek węgla. Otrzymywany jest przez wprowadzanie dwutlenku węgla do wodnego roztworu wodorotlenku potasu.
Stosowany w przemyśle szklarskim, ceramicznym, do produkcji środków piorących, do otrzymywania innych związków potasu.
7.4 Węglan sodu, węglan dwusodu, soda, soda amoniakalna, soda kalcynowana, Na2CO3, biała substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, o temperaturze topnienia 853C. Tworzy hydraty, posiada własności higroskopijne, w roztworach wodnych hydrolizuje.
Pod wpływem kwasów ulega rozkładowi wydzielając dwutlenek węgla. Na skalę przemysłową węglan sodu otrzymuje się metodą amoniakalną Solvaya, której zasadniczymi etapami są: wprowadzanie dwutlenku węgla do roztworu chlorku sodu nasyconego amoniakiem, w wyniku czego powstaje wodorowęglan sodu oraz termiczny rozkład (kalcynacja) odsączonego wodorowęglanu z utworzeniem węglanu sodu.
Stosowany w przemyśle szklarskim, do produkcji środków piorących i papieru, do zmiękczania wody, jako odczynnik laboratoryjny i topnik.
7.5 Węglan wapnia, CaCO3, biała substancja krystaliczna, trudno rozpuszczalna w wodzie - rozpuszcza się w wodzie nasyconej dwutlenkiem węgla (przechodząc w wodorowęglan wapnia) lub w roztworze chlorku amonu (przechodząc w chlorek wapnia).
W wysokich temperaturach, a także pod wpływem kwasów ulega rozkładowi z wydzieleniem dwutlenku węgla. W przyrodzie występuje w postaci minerałów: aragonitu i kalcytu.
Stosowany do wyrobu papieru, kitu, past do zębów, farb, gumy, wapna palonego, cementu, kredy do pisania.
8. Fosforany(V), sole kwasu ortofosforowego. Dobrze rozpuszczalne w wodzie są fosforany I-rzędowe (H2PO4-) oraz fosforany II- (HPO42-) i III-rzędowe (PO43-) metali alkalicznych. Odwadnianie fosforanów I i II-rzędowych prowadzi do łańcuchowych poliortofosforanów i pierścieniowych polimetafosforanów. Do najważniejszych fosforanów należą apatyty i fosforyty, z których produkowane są nawozy sztuczne. II-rzędowy fosforan sodowy wykorzystywany jest do lutowania i spawania. I-rzędowy fosforan amonowy jest składnikiem artykułów spożywczych. Roztwory fosforanu potasowego (I- i II-rzędowego) stosowane są jako bufory. Fosforan sodowo-amonowy NaNH4HPO4 4H2O służy do sporządzania barwnych pereł. Niektóre fosforany wykorzystywane są także do zmiękczania wody oraz impregnowania tkanin i drewna.
8.1 Fosforan dwuamonowy ((NH4)2HPO4), bezbarwna substancja krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie, na powietrzu wietrzeje tracąc amoniak. Fosforan dwuamonowy wykorzystywany jest m.in. jako nawóz sztuczny, apretura do tkanin, odczynnik laboratoryjny, topnik w procesie lutowania, do impregnacji drewna.
8.2 Fosforan dwusodowy (Na2HPO4 • 12H2O), bezbarwna substancja krystaliczna o odczynie zasadowym, bez zapachu, rozpuszczalna w wodzie. Fosforan dwusodowy wykorzystywany jest m.in. jako nawóz sztuczny, do impregnacji tkanin, drewna i papieru, do produkcji pigmentów, detergentów, proszków do pieczenia, do zmiękczania wody.