SPOSOBY OTRZYMYWANIA SOLI
Aby poprawnie zapisywać reakcje otrzymywania soli musisz znać: wzory i nazwy kwasów, tlenki kwasowe (czyli tlenki, które w reakcji z wodą utworzą konkretny kwas) oraz tlenki metali. Konieczna jest też znajomość tworzenia wzorów wodorotlenków (zasad).
Przy ustalaniu wzorów wodorotlenków, tlenków oraz soli pamiętaj o uwzględnieniu wartościowości (rzymskie cyfry pisane do góry, które potem robimy "na krzyż").
Wodorotlenki to związki chemiczne, które mają w swojej cząsteczce grupę OH (która jest jednowartościowa) np. wodorotlenek potasu to KOH (zarówno K jak i OH jest jednowartościowe)
Zasady to wodorotlenki dobrze rozpuszczalne w wodzie np. KOH, NaOH (zazwyczaj w szkole podstawowej ograniczamy się do tych dwóch zasad)
Tlenki metali to związki chemiczne metalu i tlenu (tlen jest zawsze dwuwartościowy) np. tlenek potasu to K2O (K ma wartościowość I, a tlen ma wartościowość II).
Tlenki kwasowe to tlenki niemetali i wzory zależą od użytego kwasu:
W szkole podstawowej poznajemy 9 metod otrzymywania soli.
1. reakcja zobojętnienia - jest to reakcja opisana w temacie 2 tego działu. W tej reakcji kwas reaguje z zasadą (wodorotlenkiem dobrze rozpuszczalnym w wodzie). W wyniku tej reakcji powstaje sól i woda
kwas + zasada à sól + woda (H2O)
np. H2SO4 + 2KOH à K2SO4 + 2H2O
2. metal + niemetal → sól kwasu beztlenowego
powyższa metoda pozwala na otrzymanie soli pochodzącej od kwasu beztlenowego (HCl, HBr, HI, HF, H2S). Niemetal, który użyjemy w tej reakcji to tak na prawdę reszta kwasowa kwasu np. jeżeli sól pochodzi od kwasu HCl, to użytym niemetalem będzie Cl itd. Pamiętać należy jedynie o tym, że Cl, Br, I oraz F występują w postaci cząsteczki dwuatomowej. Dlatego w tej reakcji zapisywać je będziemy w postaci Cl2, Br2, I2, F2.
Otrzymajmy powyższą metodą sól o nazwie chlorek potasu (KCl). W tej soli metalem jest K, a resztą kwasową (niemetalem) jest Cl:
K + Cl2 à KCl
nie zgadza się liczba atomów chloru, a więc reakcję należy uzupełnić (dobrać współczynniki stechiometryczne):
2K + Cl2 à 2KCl
3. tlenek metalu + tlenek niemetalu à sól
ta metoda pozwala na otrzymanie soli kwasów tlenowych (tych, które mają O w swojej cząsteczce)
przykład: węglan sodu czyli Na2CO3 . Jest to sól pochodząca od kwasu węglowego (H2CO3). W tabeli zamieszczonej na początku tego tematu widzimy, że tlenek kwasowy tego kwasu to CO2. W tej soli, metalem jest sód Na, a więc tlenek metalu, który użyjemy to tlenek sodu Na2O:
Na2O + CO2 à Na2CO3
reakcja jest już uzupełniona a więc nie trzeba nic "dopisywać"
4. wodorotlenek metalu + tlenek niemetalu à sól + H2O
ta metoda umożliwia otrzymanie soli pochodzących od kwasów tlenowych (tak jak metoda 3). W tej metodzie użyjemy dokładnie tego samego tlenku kwasowego co w metodzie 3, natomiast zamiast tlenku metalu - tutaj mamy wodorotlenek metalu i dla przykładu z punktu 3 tym wodorotlenkiem będzie wodorotlenek sodu NaOH:
NaOH + CO2 à Na2CO3 + H2O
reakcję należy uzupełnić:
2NaOH + CO2 à Na2CO3 + H2O
5. metal + kwas à sól + H2
tutaj sprawa jest prosta - używamy metalu który występuje w danej soli oraz kwasu z którego wywodzi się ta sól... ale... musimy zwrócić uwagę na jedną rzecz: tą metodą otrzymamy jednie sole, które w swojej budowie mają metal bardziej aktywny chemicznie od wodoru (metal musi być "silniejszy" od H aby wyprzeć go z roztworu w postaci H2)
UWAGA! przy H2 pojawia się często strzałka do góry, która oznacza, że jest to produkt gazowy :)
O tym czy dany metal jest bardziej aktywny chemiczne od wodoru, mówi szereg aktywności chemicznej metali:
przykład: aby otrzymać sól o nazwie węglan sodu (Na2CO3) należy do sodu dodać kwas węglowy:
Na + H2CO3 à Na2CO3 + H2
reakcję należy uzupełnić:
2Na + H2CO3 à Na2CO3 + H2
6.
REAKCJA ZOBOJĘTNIANIA
Reakcja zobojętniania to reakcja otrzymywania soli.
Kwas, który ma odczyn kwasowy, reaguje z zasadą (zasada to mocny wodorotlenek), której odczyn jest zasadowy. W wyniku tej reakcji powstaje sól o odczynie obojętnym oraz woda.
Reakcja zobojętniania przebiega według poniższego schematu:
Np. w reakcji kwasu bromowodorowego HBr z zasadą potasową KOH, powstaje woda oraz sól - bromek potasu (przy ustalaniu wzoru soli musisz pamiętać o uwzględnieniu wartościowości - w przypadku bromku potasu zarówno K jak i Br są jednowartościowe):
poniżej mała ściągawka:
W reakcji należy dobrać współczynniki stechiometryczne (liczba atomów po lewej stronie równania musi być taka sama jak po stronie prawej). W powyższej reakcji wszystko się zgadza, a więc nie trzeba uzgadniać reakcji. Powyższy zapis nazywa się zapisem cząsteczkowym reakcji chemicznej.
W reakcji zobojętniania, oprócz zapisu cząsteczkowego, należy również wykonać zapis jonowy. W tym zapisie kwas, zasadę oraz sól zapisujemy w formie jonowej (tak jak przy dysocjacji):
Kwasy dysocjują na kationy wodoru (H+) oraz aniony reszty kwasowej (Br-). Zasady dysocjują na kationy metalu (K+) oraz anion wodorotlenkowy (OH-), natomiast sole dysocjują na kationy metalu (K+) oraz aniony reszty kwasowej (Br-). O ilości "plusów" i "minusów" mówi wartościowość danego pierwiastka lub grupy.
Jeżeli w równaniu reakcji chemicznej po lewej i prawej stronie równania reakcji chemicznej występują te same jony to możemy je skrócić. Otrzymamy w ten sposób zapis w formie jonowej skróconej:
Zapis jonowy skrócony będzie identyczny dla każdej reakcji zobojętnienia :)
Poćwiczmy razem i napiszmy reakcję zobojętnienia kwasu siarkowego (VI) z zasadą sodową:
SOLE
Wzór ogólny soli:
M to metal, którego wartościowość odczytywana jest zazwyczaj z układu okresowego. Metale należące do pierwszej grupy układu okresowego mają wartościowość równą I. Metale leżące w drugiej grupie mają wartościowość równą II. Metale, które znajdziemy w grupach od 13 do 18 mają wartościowość równą: numer grupy minus 10 (np. Al jest w 13 okresie, a jego wartościowość to 3).
Jeżeli dany pierwiastek ma kilka wartościowości (np. żelazo), wówczas w nazwie soli należy podać wartościowość jaka nas interesuje np. chlorek żelaza (III) - w tym przypadku wartościowość żelaza to III.
R to reszta kwasowa, która pochodzi od kwasu. Reszta kwasowa to część kwasu, która obejmuje wszystko za wyjątkiem wodoru. Np. HCl to kwas chlorowodorowy. Reszta kwasowa tego kwasu to wszystko poza wodorem (H) czyli Cl. Wartościowość reszty kwasowej jest równa liczbie wodorów w tym kwasie i dla kwasu HCl, wartościowość reszty kwasowej Cl jest równa I.
Napiszmy wzór sumaryczny soli o nazwie chlorek sodu.
Wzory zaczynamy pisać od końca jego nazwy, a więc w tym przypadku zaczynamy od chlorku. Chlorek to reszta kwasowa kwasu chlorowodorowego. Wzór tej reszty kwasowej to Cl, a jej wartościowość jest równa I. Oprócz chlorku, w nazwie widzimy sód czyli Na, który jest również jednowartościowy:
NaI ClI
wartościowości należy zapisać "na krzyż". Natomiast w tym przypadku mamy wartościowości równe I, których nie piszemy w chemii, a wzór sumaryczny chlorku sodu to NaCl.
siarczek magnezu
siarczek to reszta kwasowa pochodząca od kwasu siarkowodorowego, której wzór to S i jest to reszta kwasowa o wartościowości II. Magnez to Mg i jest to pierwiastek zlokalizowany w 2 grupie układu okresowego, a więc jego wartościowość jest również równa II:
MgII SII
Jeżeli można obie wartościowości skrócić przez tą samą liczbę - należy to zrobić. W tym przypadku obie wartościowości dzielimy przez dwa:
MgII I SII I
otrzymaliśmy w ten sposób wzór MgS.
węglan glinu
węglan pochodzi od kwasu węglowego, a jego wzór to CO3 . Wartościowość tej reszty kwasowej jest równa II. Oprócz węglanu, w nazwie jest glin czyli Al o wartościowości równej III:
AlIII CO3II
teraz wartościowości zapisujemy "na krzyż". To co "stoi" przy Al (czyli III), wędruje za resztę kwasową - jeżeli zapisujemy cokolwiek za resztą kwasową pochodzącą od kwasu tlenowego, wówczas całą resztę kwasową należy zapisać w nawiasie. II natomiast "wędruje" za Al:
Al2(CO3)3
Napiszmy teraz nazwy soli na podstawie ich wzorów sumarycznych:
KBr
nazwę zaczynamy pisać "od końca". Powyższa sól ma drugim miejscu ma Br i jest to reszta kwasowa kwasu bromowodorowego HBr. Nazwa tej reszty kwasowej to bromek. Oprócz Br, we wzorze soli widzimy K czyli potas, a więc nazwa tej soli to bromek potasu.
Fe2(SO3)3
ustalmy najpierw wartościowość metalu. Na samym końcu widzimy "3", która pochodzi od wartościowości żelaza (a więc Fe ma wartościowość III). Żelazo może mieć wartościowość II lub III i należy to uwzględnić w nazwie tego związku chemicznego. Reszta kwasowa natomiast pochodzi od kwasu siarkowego (IV) i jej nazwa to siarczan (IV). W związku z tym nazwa powyższej soli to siarczan (IV) żelaza (III).