SOLE

Sole

Są to związki chemiczne, których cząsteczki zawierają atom (grupę atomów) metalu lub grupę amonową NH4 oraz resztę kwasową. Wzór ogólny soli: MaRb [ M – metal, R – reszta kwasowa, a – liczba atomów metalu w cząsteczce soli (wartościowość reszty kwasowej), b – liczba reszty kwasowej w cząsteczce soli ( wartościowość metalu)]

W języku potocznym słowo sól ma tylko jedno znaczenie: oznacza sól kuchenną. W chemii nieorganicznej oprócz kwasów, wodorotlenków i innych substancji są sole, i to one dominują ilościowo. Liczba soli przekracza znacznie liczbę kwasów i wodorotlenków, gdyż powstają one właśnie w wyniku reakcji kwasów z wodorotlenkami.

Sole są to związki chemiczne powstałe w wyniku reakcji zobojętniania, takich jak oddziaływanie na siebie kwasów i zasad, złożone z kationu i tak zwanej reszty kwasowej. Sole jako związki jonowe są elektrolitami; w wodzie ulegają dysocjacji elektrolitycznej; z wyjątkiem soli mocnych kwasów i mocnych zasad, które w roztworze wodnym wykazują odczyn obojętny, pozostałe typy soli ulegają hydrolizie wskazując odczyn kwaśny lub zasadowy. W określonych warunkach powstają:

- sole obojętne (Na2So4)

- sole kwaśne (wodorosole) pochodne kwasów wielozasadowych (NaHSo4)

- sole zasadowe, pochodne zasad wielowodorotlenowych (Mg(OH)Cl)

- sole podwójne powstałe przez połączenie się ze sobą dwu lub więcej cząsteczek soli prostych (KCl*MgSo4*H2O)

W JAKICH OKOLICZNOŚCIACH SPOTYKAMY SIĘ NA CO DZIEŃ Z SOLAMI

Zimą zaśnieżone i zlodzone powierzchnie posypywane są solą, aby spowodować obniżenie temperatury zamarzania wody i śniegu z wodą. Takie postępowanie bardzo szkodzi nie tylko karoseriom samochodów, gdyż słona woda powoduje szybką korozję, ale także powoduje obumieranie (usychanie) drzew rosnących w pobliżu. Warto dodać, że dla zdrowia ludzkiego nadmiar soli w pożywieniu jest szkodliwy. Z soli składa się też kamień kotłowy, który nie tylko gromadzi się w kotłach, a nawet w zwykłym czajniku, ale także w kaloryferach, powodując słabsze działanie grzewcze. Warstwa kamienia kotłowego jest izolatorem dla gorącej wody płynącej w radiatorach centralnego ogrzewania. Stają się one przez to mniej gorące i słabiej ogrzewają pomieszczenia . Sole bywają rozpuszczalne, jak chociażby te najbardziej znane z życia codziennego- sól kuchenna, czyli chlorek sodu, tak zwana soda, czyli wodorowęglan sodu. Nawozy sztuczne to też sole. Bywają też sole trudno i bardzo trudno rozpuszczalne, jak na przykład minerały, z których zbudowane są skały i kamienie. Cement po stwardnieniu jest w dużym stopniu mieszaniną soli. Solą jest też gips. Powszechnie znane jest zastosowanie gipsu w medycynie (do unieruchamiania złamanych kości) oraz w gospodarstwie domowym (do wypełniania ubytków w ścianach czy odlewania niewielkich przedmiotów). Jest to siarczan wapnia, ale w kryształach występuje jako sól dwuwodna . Jeżeli go wyprażymy, to tracimy dwie cząsteczki wody i staje się substancją silnie higroskopijną, co oznacza, że ma silną skłonność do łączenia się z wodą. Ściąga także z powietrza parę wodną. Dlatego gips zakupiony do celów gospodarskich powinien być przechowywany w bardzo szczelnych naczyniach. W przeciwnym razie szybko „skamienieje” i nie będzie się nadawać do użytku. Użyteczność jego polega na tym, że gips bezwodny wymieszany z wodą tężeje, gdyż zachodzi reakcja tworzenia się cząsteczek siarczanu wapnia dwuwodnego. Gdy po stężeniu wyschnie, wówczas staje się twardą skorupą. Dlatego stosowany jest nie tylko w gospodarstwie domowym, na przykład do mocowania haków w ścianie, ale także w lecznictwie przy złamaniach kończyn: umożliwia łatwe ich unieruchomienie.

Sole można otrzymać wieloma sposobami , wsród których najważniejszymi są :

1. METAL + KWAS à SÓL + WODÓR^ , reakcja wypierania wodoru, nie ulęgają jej metale szlachetne i półmetale oraz kwas azotowy, np.:

zapis słowny: magnez + kwas siarkowy (VI) = siarczan (VI) magnezu + wodór^

zapis cząsteczkowy: Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2^

zapis jonowy: Mg + 2H+ + SO42- = Mg+ + SO42- + H2^

skrócony zapis jonowy: Mg + H2 = Mg+ + H2^

2. ZASADA + KWAS à SÓL + WODA , reakcja zobojętniania, np.:

zapis słowny: wodorotlenek magnezu + kwas fosforowy (V) = fosforan (V) magnezu + woda

zapis cząsteczkowy: 3Mg(OH)2 +2H3PO4 = Mg3 (PO4)2 + 6H2O

zapis jonowy: 3Mg2+ + 6OH- + 6H+ + 2PO43- = 3Mg2+ + PO43- + 6H2O

skrócony zapis jonowy: 6OH- + 6H+ = 6H2O

3. TLENEK METALU + KWAS à SÓL + WODA np.:

zapis słowny: tlenek glinu + kwas węglowy = węglan glinu + woda

zapis cząsteczkowy: Al2O3 + 3H2CO3 = Al2(CO3)3 + 3H2O

4. SÓL + KWAS à INNA SÓL + INNY KWAS , reakcja zachodzi tylko wtedy gdy powstaje sól trudno rozpuszczalna wodzie, np.:

zapis słowny: chlorek baru + kwas siarkowy (VI) = siarczan (VI) baru + kwas solny

zapis cząsteczkowy: BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl

zapis jonowy: Ba2+ + 2Cl- + 2H+ + SO42- = BaSo4 + 2H+ + 2Cl-

skrócony zapis jonowy: Ba2+ + SO42- = BaSo4

5. SÓL 1 + ZASADA 1 à SÓL 2 + ZASADA 2 , reakcja zachodzi tylko wtedy gdy powstaje sól trudno rozpuszczalna wodzie, np.:

zapis słowny: siarczan (VI) miedzi (II) + wodorotlenek sodu = siarczan (VI) sodu + wodorotlenek miedzi (II)

zapis cząsteczkowy: 2NaOH + CuSO4 = Na2SO4 + Cu(OH)2

zapis jonowy: 2Na+ + 2OH- + Cu2+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + Cu(OH)2

skrócony zapis jonowy: 2OH- + Cu2+ = Cu(OH)2

6. SÓL 1 + SÓL 2 à SÓL 3 + SÓL 4 , reakcja zachodzi tylko wtedy gdy powstaje sól trudno rozpuszczalna wodzie, np.:

zapis słowny: węglan sodu + chlorek wapnia = chlorek sodu + węglan wapnia

zapis cząsteczkowy: Na2Co3 + CaCl = NaCl + CaCO3

7. WODOROTLENEK + TLENEK KWASOWY à SÓL + WODA , np.:

zapis słowny: wodorotlenek wapnia + tlenek siarki (VI) = siarczan (VI) wapnia + woda

zapis cząsteczkowy: Ca(OH)2 + SO3 = CaSO4 + H2O

.

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 .

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

dysocjacja soli

Są sole nierozpuszczalne i rozpuszczalne, Sole rozpuszczalne w wodzie ulęgają dysocjacji jonowej pod wpływem cząsteczek wody na kationy (+) i aniony (-). Kationami są dodatnie jony metalu, wartość ich ładunku zależy od wartościowości metalu. Anionami są ujemne jony reszty kwasowej, wartość ich ładunku zależy od wartościowości reszty kwasowej.

Ogólne równanie dysocjacji soli: MaRb à aMb+ + bRa- , np.:

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO42- , 1 cząsteczka siarczanu (VI) glinu pod wpływem H2O dysocjuje na 2 kationy glinu i 3 aniony siarczanowe (VI)

RODZAJE SOLI I ICH ZASTOSOWANIE

ALGINIANY, sole kwasu alginowego wykazujące w roztworach dużą lepkość; alginiany są wykorzystywane do produkcji deserów błyskawicznych, na przykład budyni, galaretek, także jako środki zagęszczające sosów, soków, alginiany są stosowane przemyśle farmaceutycznym , gumowym, do produkcji klejów itp.

AZOTANY, azotany (V), azotany (III) :

1) związki nieorganiczne, sole kwasu azotowego (V) HNO3; bezbarwne, rozpuszczalne w wodzie substancje krystaliczne; utleniacze; szeroko stosowane, głównie jako nawozy- tak zwane saletry, oraz do produkcji materiałów wybuchowych; najważniejsze azotany: amonu NH4NO3, potasu KNO3, sodu NaNO3, wapnia Ca(NO3)2, oraz stosowany do srebrzenia, wyrobu luster, emulsji fotograficznych i w lecznictwie (pod nazwą lapis)- azotan srebra AgNO3.

2) związki organiczne, estry kwasu azotowego (V) o ogólnym wzorze R-ONO2; mają właściwości wybuchowe ; na przykład nitrogliceryna, nitroceluloza; stosowane do wyrobu materiałów wybuchowych, wyrobów lakierniczych oraz w lecznictwie.

3) sole (związki nieorganiczne) i estry (związki organiczne) kwasu azotowego (III) HNO2; używane głównie w przemyśle chemicznym oraz w lecznictwie

SOLE POTASOWO-MAGNEZOWE, skały potasowe pochodzenia chemicznego, składające się głównie z chlorków i siarczanów potasu i magnezu (na przykład kizeryt, kainit, tenaryd); używane do produkcji nawozów sztucznych.

AZYDKI, związki nieorganiczne, sole kwasu azotowodorowego HN3; łatwo ulegają rozkładowi; stosowane jako detonatory, na przykład azydki ołowiu Pb(N3)2.

BERYL, pierwiastek chemiczny o liczbie atomów 4; srebrzysty, kruchy, dość twardy metal na powietrzu ulega pasywacji; z wodą nie reaguje, roztwarza się w kwasach (oprócz azotowego) i stężonych zasadach; pochłania neutrony- jest stosowany jako moderator w reaktorach jądrowych; w postaci folii używany na okienka lamp rentgenowskich ; jego sole są trujące

CHLORANY, chlorany (V), sole kwasu chlorowego (V) HClO3; silne utleniacze; stosowane w produkcji zapałek, ogni sztucznych, materiałów wybuchowych; najważniejsze chlorany: potasu KClO3, sodu NaClO3.

CHLORKI:

1) związki nieorganiczne, których cząsteczki zawierają chlor na 1 stopniu utlenienia; chlorki metali są solami kwasu solnego HCl; substancje krystaliczne, zwykle dobrze rozpuszczalne w wodzie; ważniejsze chlorki: sodu NaCl, potocznie zwany solą kuchenną, stosowany jako przyprawa i środek konserwacyjny, potasu KCl- nawóz sztuczny, wapnia- CaCl2, higroskopijny, stosowany do osuszania gazów i cieczy oraz do sporządzania mieszanin oziębiających, srebra AgCl światłoczuły, stosowany do wyrobu niektórych emulsji fotograficznych, rtęci (I) Hg2Cl2 (kalomel)stosowany do produkcji elektrod i chlorek rtęci (II) HgCl2 (sublimat) używany jako katalizator, oba chlorki rtęci są stosowane jako pestycydy w lecznictwie; solą kwasu solnego jest też chlorek amonu NH4Cl (salmiak), stosowany między innymi do produkcji suchych ogniw galwanicznych, oczyszczania metali przed lutowaniem; spośród chlorków niemetali ważne są między innymi chlorki: fosforu używane w przemyśle farmaceutycznym, krzemu SiCl4, siarki, na przykład dwuchlorek S2Cl2 dobry rozpuszczalnik siarki

2) nazwa związków organicznych zawierających chlor, na przykład chlorek etylu C2H5Cl. Chlorki zarówno organiczne jak i organiczne są szeroko stosowane w syntezie chemicznej

CHOLINA, organiczna zasada azotowa występująca w tkankach roślin i zwierząt; składnik fosfolipidów (lecytyny) neurohormonu acetylocholiny; sole choliny są stosowane w leczeniu schorzeń wątroby i naczyń krwionośnych

CHROMIANY, chromiany (VI), związki nieorganiczne, sole kwasu chromowego (VI) H2CrO4; żółte substancje krystaliczne; silne utleniacze; chromiany ołowiu PbCrO4 i baru BaCrO4 stosowane w produkcji farb.

CYJANKI, związki nieorganiczne, sole kwasu cyjanowodorowego HCN; silne trucizny; ich wodne roztwory roztwarzają złoto i srebro; stosowane przy wydobywaniu tych pierwiastków ze złóż, w galwanotechnice, do tępienia szkodników, w syntezie organicznej; najważniejsze cyjanki: sodu NaCN, potasu KCN, wapnia Ca(CN)2; cyjanki organiczne noszą nazwę nitryli.

DWUCHROMIANY, dwuchromiany (VI), związki nieorganiczne, sole kwasu dwuchromowego (VI) H2CrO7, substancja krystaliczna o barwie pomarańczowej; utleniacze; stosowane w grabarstwie, fotografii, analizie chemicznej; najważniejszy- dwuchromian potasu K2Cr2O.

FLUORKI:

1) związki nieorganiczne: fluorki metali- sole kwasu fluorowodorowego HF, zwykle trujące substancje krystaliczne, stosowane do impregnacji drewna (fluorki sodu i cynku), jako topnik (fluorek wapnia), katalizatory w syntezie organiczne (fluorki glinu i boru), otrzymywania fluorowodoru i innych; fluorki niemetali- zwykle gazy na przykład SiF4.

2) związki organiczne pochodne węglowodorów, o cząsteczkach zawierających fluor, na przykład fluorek etylu.

JODKI:

1) związki nieorganiczne, których cząsteczki zawierają jod na- I stopniu utlenienia, najważniejsze są jodki metali- sole kwasu jodowodorowego HI; substancje krystaliczne stosowane do wyrobu materiałów światłoczułych (na przykład jodki srebra), w analizie chemicznej, lecznictwie (jodki sodu i potasu.)

2) związki organiczne, pochodne węglowodorów zawierające jod, na przykład jodek metylu CH3I, stosowane w syntezie organicznej.

FOSFORANY, fosforany (V), pochodne nieorganiczne- sole, i organiczne- estry kwasów fosforowych, najważniejsze są ortofosforany (V)- pochodne kwasu ortofosforowego (V) H3PO4; sole stosowane są głównie do produkcji sztucznych nawozów fosforowych, estry- jako pestycydy, fosforany organiczne występują w komórkach zwierzęcych (fosfolipidy, fosfoproteiny)

PIORUNIANY, związki nieorganiczne, sole kwasu piorunowego HCNO; substancje krystaliczne, trujące, silnie wybuchowe; stosowane jako detonatory do wyrobu spłonek, na przykład pioruniany srebra AgCNO

RODANKI, izotiocyjaniany, związki nieorganiczne, sole kwasu rodanowego HNCS; substancje krystaliczne; rodanki potasu KNCS i amonu NH4NCS są stosowane między innymi w farbiarstwie, analizie chemicznej.

SIARCZANY, siarczany (VI), pochodne nieorganiczne- sole i organiczne- estry kwasu siarkowego (kwasu siarkowego (VI)); mogą być obojętne M2SO4 (gdzie M- metal na stopniu utlenienia I) i (RO)2SO2 (R- alkil) lub kwaśne wodorosiarczany MHSO4 i HOSO2OR; sole są ciałami krystalicznymi, mają szerokie zastosowanie między innymi jako nawozy sztuczne- główni siarczany amonu (NH4)2SO4, siarczany potasu K2SO4; w produkcji szkieł- siarczan sodu Na2SO4, siarczan potasu; jako pigmenty do produkcji farb i wypełniacze do gumy, papieru- siarczan baru BaSO4 i wapnia CaSO4; w lecznictwie- siarczan magnezu (pod nazwą sól gorzka) i siarczan sodu (pod nazwą sól glauberska); do impregnacji drewna, ochrony roślin- siarczan miedzi CuSO4; estry są na ogół syropowatymi cieczami, najważniejsze siarczany to: metylu i etylu, stosowane w syntezie organicznej (do alkilowania)

STEARYNOWY KWAS, CH3(CH2)16COOH, związek organiczny nasycony kwas tłuszczowy; główny składnik tłuszczów (występuje w postaci glicerydu), jego sole i estry są stosowane między innymi do produkcji mydeł, wyrobów lakierowych, w przemyśle kosmetycznym i gumowym

WĘGLANY, pochodne nieorganiczne- sole i organiczne- estry kwasu węglowego; obojętne zawierają resztę kwasową CO⅔, kwaśne- wodorowęglany resztę HCO3, sole są krystaliczne; podczas ogrzewania rozkładają się z wydzieleniem dwutlenku węgla; rozpowszechnione w przyrodzie, na przykład węglan wapnia CaCO3 stosowany w budownictwie (wapień, marmur); szeroko wykorzystywane w przemyśle, głównie węglan sodu Na2CO3 (soda) oraz węglan potasu K2CO3 (potaż); estry są cieczami o przyjemnym zapachu, stosowanymi w syntezach organicznych; poliestry kwasu węglowego- poliwęglany są ważnymi tworzywami sztucznymi.

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

Metal Niemetal

O₂ O₂

Tlenek metalu SÓL Tlenek niemetalu

(tlenek zasadowy) (tlenek kwasowy)

H₂O H₂O

Wodorotlenek Kwas

kwas + sól

sól + sól

Sole

Sole są to związki zbudowane z przynajmniej jednego atomu metalu i przynajmniej jednej reszty kwasowej

MxRy – M- atom metalu R-reszta kwasowa X i Y - liczba naturalna 1,2,3... ilość atomów metalu równa wartościowości reszty kwasowej

Sole dzielimy na: - Sole obojętne (MxRy) - Wodorosole (Mx(HR)y) - Hydroksosole ([Me(OH)x]yRz)

Otrzymywanie: 1. Kwas + zasada sól+ woda 2. Zasada + tlenek niemetalu (bezwodnik kwasowy) sól + woda 3. Kwas + tlenek metalu (bezwodnik zasadowy) sól + woda 4. Kwas + metal sól + wodór 5. Tlenek niemetalu (bezwodnik kwasowy) + tlenek metalu (bezwodnik zasadowy) Sól 6. Niemetal + metal sól 7. Kwas1 + sól1 kwas2 + sól2 8. Sól1 + sól2 Sól3 + sól4

Właściwość fizyczne: Są to na ogół ciała stałe, o krystalicznej budowie, najczęściej spotykane zabarwienie to białe, jednak znane są również sole o różnych barwach, np.: CuS - czarna barwa PbI2 - żółta KMnO4 - fioletowa

Właściwości chemiczne: W odróżnieniu od kwasów i zasad, sole mają tzw. charakter obojętny. Ich wodne roztwory nie powinny więc zmieniać barwy po dodaniu np. fenoloftaleiny, jednak wiele soli ulega hydrolizie, a odczyn ich roztworów może być kwaśny lub zasadowy.

Zastosowanie: Jako kopalniane surowce dla przemysłu hutniczego, metalurgicznego, górnictwa czy budownictwa.