Metody otrzymywania soli.
1. Metal + niemetal:
Zn + Cl2 → ZnCl2
2Al + 3S → Al2S3
Metoda ta stosowana może być do otrzymywania większości soli kwasów beztlenowych. Niektórych z nich nawet nie można otrzymać inną drogą. Przykładem tego jest siarczek glinu, który w wodzie natychmiast hydrolizuje do wodorotlenku glinu i siarkowodoru: Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2S
2. Metal + kwas
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Najbardziej reaktywne metale to te, które bardzo chętnie reagują i znajdują się na początku szeregu. Pod koniec szeregu znajduje się wodór, który nie jest metalem i oddziela pozostałe metale od metali szlachetnych (Cu, Ag, Hg, Pt, Au). Można wywnioskować, że:
♦ metal który jest bardziej reaktywny jest w stanie wyprzeć metal mniej reaktywny z jego soli i go zastąpić. Metal bardziej reaktywny utleni się, a ten mniej reaktywny ulegnie redukcji.
♦ tylko metale, które w szeregu napięciowym leżą nad wodorem są w stanie wyprzeć wodór z kwasu. Tylko metale reaktywne (nieszlachetne) reagują z kwasem wydzielającym wodór. Metale szlachetne albo wcale nie reagują z kwasami (kwasy beztlenowe), albo reagują w sposób, który redukuje atom centralny kwasu.
Cu + HCl → reakcja nie zachodzi (miedź w szeregu aktywności metali leży za wodorem)
Al + HNO3 stęż. → reakcja nie zachodzi
Pb + H2SO4 stęż. → reakcja nie zachodzi
3. Metal + zasada
2Al +2H2O + 2NaOH → 2NaAlO2 + 3H2 Reakcji tej ulegają jedynie nieliczne metale (Al, Zn)
4. Metal + sól
Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Do reakcji tej musimy wziąć metal leżący wyżej i sól metalu leżącego niżej w szeregu napięciowym metali (metal aktywny i sól metalu mniej aktywnego). Uwaga: Metal nie może reagować gwałtownie z wodą, a więc odpadają metale do sodu włącznie.
5. Tlenek metalu + kwas
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
Tlenki metali z grup od 1 do 13, bo tam głównie znajdują się metale, które mogą reagować z kwasami, przy czym w grupach od 4 do 12, tylko tlenki o najniższych stopniach utlenienia.
6. Tlenek metalu + bezwodnik kwasowy
CaO + CO2 → CaCO3
MgO + SO3 → MgSO4
Bezwodnik kwasowy to tlenek, który rozpuszczony w wodzie tworzy kwas, a więc musi to być tlenek niemetalu, ewentualnie tlenek metalu na najwyższym stopniu utlenienia (patrz reakcje tlenek metalu + wodorotlenek )
7. Tlenek metalu + wodorotlenek
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
ZnO + 2KOH → K2ZnO2 + H2O
W ten sposób mogą reagować tylko tlenki amfoteryczne. Znajdziemy je głównie w grupach od 4 do 13 oraz ostatnie pierwiastki grupy 14. W grupach od 4 do 7 tylko tlenki na pośrednich stopniach utlenienia wykazują charakter amfoteryczny: tlenki zasadowe MnO, Mn2O3, CrO; tlenki atmosferyczne MnO2, Cr2O3; tlenki kwasowe Mn2O7, CrO3.
8. Wodorotlenek + kwas
NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O
Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O
Wodorotlenki typu Me(OH)y. Z uwagi, że metale znajdują się głównie w grupach od 1 do 13 (w grupie 2 od magnezu w dół, w grupie 13 od glinu w dół), można przyjąć, że y jest równe numerowi grupy dla grup od 1 do 3, oraz 3 dla grupy 13. Dla pozostałych metali (grupy od 3 do 12) wodorotlenki tworzone są tylko dla jonów o najniższym stopniu utlenienia (przeważnie na +2).Grupa I. LiOH, NaOH, KOH, CsOH; Grupa II. Mg(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2; Grupa XIII. Al(OH)3, Ga(OH)3.
9. Wodorotlenek + bezwodnik kwasowy
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
Tlenki pierwiastków z grup od 14 do 17, oraz tlenki metali na najwyższym stopniu utlenienia
10. Wodorotlenek + wodorotlenek
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O
11. Sól + kwas
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + HCl
Warunkiem zajścia tej reakcji jest użycie mocnego kwasu i soli słabego kwasu. Mocne kwasy możemy poznać po tym, że atom centralny jest w nich na najwyższym stopniu utlenienia. Innym czynnikiem pozwalającym ocenić moc kwasu jest wielkość różnicy z-x dla kwasu opisanego ogólnym wzorem HxEOz:
z-x | moc kwasu | przykłady kwasów |
---|---|---|
0 | bardzo słabe | HClO, H3BO3 |
1 | słabe | HClO2, H2CO3, R-CO2H |
2 | mocne | H2SO4, HNO3 |
3 | bardzo mocne | HClO4, HMnO4 |
Dla kwasów beztlenowych, w układzie okresowym, moc ich rośnie wraz ze wzrostem numeru grupy i numeru okresu.
Oto przykład wzrostu mocy kwasów w szeregu:
HF ‹ HCl ‹ HBr ‹ HI
H2O ‹ H2S ‹ H2Se ‹ H2Te
12. Sól + wodorotlenek
CaCl2 + NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl
NH4Cl + KOH → KCl + NH3 + H2O
13. Sól + sól
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl
Warunkiem zajścia reakcji jest wytrącenie się jednej soli w postaci osadu. Wszystkie azotany są dobrze rozpuszczalne w wodzie, natomiast chlorki z wyjątkami: chlorek srebra, talu, rtęci(I) i ołowiu(II). Poza nielicznymi wyjątkami, sole metali leżących w 1 grupie są dobrze rozpuszczalne w wodzie.
14. Kwas + sól = sól + zasada
NaAlO2 + HCl + H2O → NaCl + Al(OH)3
Według takiego opisu zachodzą reakcje jedynie z metalami amfoterycznymi
15. Kwas + kwas = sól + woda
H3AsO3 + 3HCl → AsCl3 + 3H2O
Według takiego opisu zachodzą reakcje jedynie z metalami amfoterycznymi, które wykazują jednakże silniejsze właściwości kwasowe niż zasadowe
Wodorosole
Wodorosole mogą tworzyć jedynie kwasy dwu lub więcej zasadowe (mające dwa lub więcej atomów wodoru o charakterze kwasowym: HnEOm lub HnR gdzie n>1). Otrzymuje się je w podobnych reakcjach jak sole obojętne, z tym że należy wziąć odpowiednio większą ilość kwasu (lub mniej zasady)
metal + kwas
Zn + 2H2SO4 → Zn(HSO4)2 + H2
tlenek metalu + kwas
MgO + H2SO4 → Mg(HSO4)2 + H2O
wodorotlenek + kwas
NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O
Kwas + sól słabego kwasu
NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl
sól + tlenek niemetalu
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
tlenek metalu + kwas
MgO + HCl → Mg(OH)Cl
Wodorotlenek + tlenek metalu
2Ca(OH)2 + CO2 → [Ca(OH)2]CO3 + H2O
wodorotlenek + kwas
Cu(OH)2 + HCl → Cu(OH)Cl + H2O
wodorotlenek + sól słabej zasady
Ba(OH)2 + NH4Cl → Ba(OH)Cl + NH3 + H2O