Otrzymywanie soli i reakcje strąceniowe - Chemia Nowej Ery 8

1.Tlenek ołowiu(II) w dawnym malarstwie

Żółty tlenek ołowiu(II) $\ce{PbO}$ był dawniej pigmentem do farb. Z czasem reagował z siarkowodorem $\ce{H2S}$ z powietrza i zamieniał się w czarny siarczek ołowiu(II) $\ce{PbS}$, dlatego stare obrazy ciemniały. Dziś się go nie używa, bo związki ołowiu(II) są toksyczne.

2.Reakcje tlenków metali z kwasem chlorowodorowym - doświadczenie

Do kwasu chlorowodorowego dodaje się biały tlenek magnezu i czarny tlenek miedzi(II), a probówki ogrzewa. Z tlenkiem magnezu powstaje bezbarwny roztwór, a z tlenkiem miedzi(II) - roztwór niebieski. Wniosek: tlenki metali reagują z kwasami.

3.Równania reakcji tlenku magnezu i tlenku miedzi(II) z kwasem chlorowodorowym

$\ce{MgO + 2HCl -> MgCl2 + H2O}$ (powstaje chlorek magnezu i woda); $\ce{CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O}$ (powstaje chlorek miedzi(II) i woda).

4.Otrzymywanie soli z tlenku metalu i kwasu

Ogólny przebieg: tlenek metalu (tlenek zasadowy) + kwas → sól + woda. Reakcja tlenku metalu z kwasem jest jednym ze sposobów otrzymywania soli.

5.Tlenek zasadowy

Tlenek metalu, który reaguje z kwasem (a nie reaguje z zasadą), tworząc sól. Są to tlenki metali 1. i 2. grupy układu okresowego (bez $\ce{BeO}$) oraz np. $\ce{MnO}$, $\ce{Ni2O3}$, $\ce{Ag2O}$. Niektóre tlenki zasadowe reagują z wodą, tworząc zasady.

6.Reakcja tlenku węgla(IV) z wodą wapienną - doświadczenie

Do probówki z klarowną wodą wapienną wprowadza się rurką tlenek węgla(IV). Zawartość probówki mętnieje. Wniosek: tlenek węgla(IV) przereagował z wodą wapienną - powstał trudno rozpuszczalny węglan wapnia.

7.Równanie reakcji wodorotlenku wapnia z tlenkiem węgla(IV)

$\ce{Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 v + H2O}$ - powstaje węglan wapnia (osad) i woda. Reakcja wodorotlenku metalu z tlenkiem niemetalu zachodzi wtedy, gdy tlenek niemetalu jest tlenkiem kwasowym.

8.Tlenek kwasowy

Tlenek, najczęściej niemetalu, który reaguje z zasadą (a nie reaguje z kwasem), tworząc sól. Niektóre tlenki kwasowe, np. $\ce{CO2}$, $\ce{SO2}$, $\ce{SO3}$, $\ce{N2O5}$, reagują też z wodą, tworząc kwasy.

9.Otrzymywanie soli z wodorotlenku i tlenku kwasowego

Ogólny przebieg: wodorotlenek + tlenek niemetalu (tlenek kwasowy) → sól + woda, np. $\ce{2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O}$. To jeden ze sposobów otrzymywania soli.

10.Tlenki zasadowe a tlenki kwasowe

Tlenki zasadowe to tlenki metali, które reagują z kwasami, np. $\ce{MgO}$, $\ce{CaO}$. Tlenki kwasowe to tlenki najczęściej niemetali, które reagują z zasadami, np. $\ce{CO2}$, $\ce{SO2}$. W obu przypadkach powstają sól i woda.

11.Twardnienie zaprawy wapiennej i fresku

Wodorotlenek wapnia (wapno gaszone) w zaprawie lub tynku reaguje z tlenkiem węgla(IV) z powietrza. Powstaje węglan wapnia, który nadaje tynkom twardość, a we fresku - malowidle na mokrym tynku - trwale wiąże farbę.

12.Reakcje strąceniowe

Reakcje chemiczne, w których wyniku powstają produkty średnio lub trudno rozpuszczalne w wodzie. Produkt wytrąca się jako osad, który w równaniu oznacza się strzałką w dół: ↓.

13.Siarczan(VI) baru w diagnostyce medycznej

$\ce{BaSO4}$ jest solą trudno rozpuszczalną w wodzie i nie reaguje z kwasem solnym w żołądku, więc można go bezpiecznie wprowadzić do żołądka i jelit. Bar bardzo dobrze pochłania promienie rentgenowskie, dzięki czemu na zdjęciu widać kształt narządów.

14.Reakcja azotanu(V) srebra(I) z kwasem chlorowodorowym - doświadczenie

Po dodaniu roztworu azotanu(V) srebra(I) do kwasu chlorowodorowego strąca się biały, serowaty osad, który po pewnym czasie ciemnieje pod wpływem światła (reakcja fotochemiczna). Osad to trudno rozpuszczalny chlorek srebra(I) $\ce{AgCl}$.

15.Równania reakcji azotanu(V) srebra(I) z kwasem chlorowodorowym

Cząsteczkowo: $\ce{AgNO3 + HCl -> AgCl v + HNO3}$. Jonowo: $\ce{Ag+ + NO3- + H+ + Cl- -> AgCl v + H+ + NO3-}$. Jonowo skrócony: $\ce{Ag+ + Cl- -> AgCl v}$.

16.Zapis substancji średnio i trudno rozpuszczalnych w równaniach jonowych

Wzory substancji średnio lub trudno rozpuszczalnych w wodzie, np. $\ce{AgCl}$, zapisuje się cząsteczkowo, bo przyjmujemy, że nie ulegają dysocjacji elektrolitycznej. Na jony rozpisuje się tylko substancje rozpuszczone, które dysocjują.

17.Reakcja soli z kwasem - ogólny przebieg

sól 1 + kwas 1 → sól 2↓ + kwas 2. Jony tworzące osad łączą się ze sobą, a pozostałe jony zostają w roztworze. To jeden ze sposobów otrzymywania soli.

18.Reakcja siarczanu(VI) sodu z wodą wapienną - doświadczenie

Do wody wapiennej dodaje się kroplami roztwór siarczanu(VI) sodu i odstawia probówkę. Zawartość probówki mętnieje. Wniosek: zaszła reakcja strąceniowa, a osad to siarczan(VI) wapnia $\ce{CaSO4}$.

19.Równania reakcji siarczanu(VI) sodu z wodorotlenkiem wapnia

Cząsteczkowo: $\ce{Na2SO4 + Ca(OH)2 -> CaSO4 v + 2NaOH}$. Jonowo: $\ce{2Na+ + SO4^2- + Ca^2+ + 2OH- -> CaSO4 v + 2Na+ + 2OH-}$. Jonowo skrócony: $\ce{Ca^2+ + SO4^2- -> CaSO4 v}$.

20.Reakcja soli z zasadą - ogólny przebieg

sól 1 + zasada → sól 2 + wodorotlenek - zachodzi, jeżeli jeden z produktów jest trudno rozpuszczalny w wodzie, np. $\ce{Na2SO3 + Ba(OH)2 -> BaSO3 v + 2NaOH}$. To jeden ze sposobów otrzymywania soli.

21.Reakcja azotanu(V) wapnia z fosforanem(V) sodu - doświadczenie

Do roztworu fosforanu(V) sodu dodaje się kroplami roztwór azotanu(V) wapnia. Strąca się biały osad. Wniosek: zaszła reakcja strąceniowa, a osad to trudno rozpuszczalny fosforan(V) wapnia $\ce{Ca3(PO4)2}$.

22.Równania reakcji fosforanu(V) sodu z azotanem(V) wapnia

Cząsteczkowo: $\ce{2Na3PO4 + 3Ca(NO3)2 -> Ca3(PO4)2 v + 6NaNO3}$. Jonowo: $\ce{6Na+ + 2PO4^3- + 3Ca^2+ + 6NO3- -> Ca3(PO4)2 v + 6Na+ + 6NO3-}$. Jonowo skrócony: $\ce{3Ca^2+ + 2PO4^3- -> Ca3(PO4)2 v}$.

23.Reakcja soli z inną solą - ogólny przebieg

sól 1 + sól 2 → sól 3↓ + sól 4, np. $\ce{Fe(NO3)2 + K2S -> FeS v + 2KNO3}$ (powstaje osad siarczku żelaza(II)). To jeden ze sposobów otrzymywania soli.

24.Trzy rodzaje reakcji strąceniowych

Sól może się strącać w reakcji soli z kwasem (np. osad $\ce{AgCl}$), soli z zasadą (np. osad $\ce{CaSO4}$) i soli z inną solą (np. osad $\ce{Ca3(PO4)2}$). Zawsze jeden z produktów jest średnio lub trudno rozpuszczalny w wodzie.

25.Przewidywanie wyniku reakcji strąceniowej

1) Wypisz jony obecne w obu roztworach. 2) Połącz kation jednej substancji z anionem drugiej. 3) Sprawdź w tabeli rozpuszczalności, czy nowa substancja jest trudno (T) lub średnio (S) rozpuszczalna - wtedy strąca się osad. 4) Zapisz równanie cząsteczkowe, jonowe i jonowe skrócone.

26.Przewidywanie osadów soli srebra i ołowiu(II)

Po zmieszaniu roztworu azotanu(V) srebra z roztworem chlorku, bromku lub jodku sodu strąca się osad, bo te sole srebra są trudno rozpuszczalne (T). Z azotanem(V) ołowiu(II) też powstaje osad, bo te sole ołowiu(II) są średnio rozpuszczalne (S). Azotan(V) sodu jest dobrze rozpuszczalny (R), więc zostaje w roztworze.

27.Sole w organizmie - łzy

Łzy są słone, bo są wodnym roztworem przede wszystkim chlorku sodu. Zawierają też m.in. kationy potasu, wapnia i amonu oraz aniony wodorowęglanowe.

28.Sole w środowisku przyrodniczym

Sole są składnikami skał i minerałów, a morza, oceany i słone jeziora to wodne roztwory soli. W przyrodzie występują m.in. chlorki, węglany, siarczany(VI), fosforany(V) i azotany(V).

29.Halit, kalcyt i anhydryt

Halit to minerał chlorku sodu $\ce{NaCl}$, tworzący złoża soli kamiennej. Kalcyt to węglan wapnia $\ce{CaCO3}$ - podstawowy budulec skał wapiennych (wapieni). Anhydryt to siarczan(VI) wapnia $\ce{CaSO4}$ ze skał gipsowych; łatwo wchłania wodę, a jego objętość może wzrosnąć aż o 60%.

30.Fosforan(V) wapnia i azotan(V) sodu w przyrodzie

Fosforan(V) wapnia $\ce{Ca3(PO4)2}$ występuje m.in. jako skała oraz jako budulec zębów i kości zwierząt. Azotan(V) sodu $\ce{NaNO3}$, nazywany saletrą chilijską, występuje jako minerał nitronatryt. Siarczan(VI) wapnia występuje oprócz anhydrytu także jako gips krystaliczny.

31.Właściwości soli

Sole to substancje stałe o budowie krystalicznej, bezbarwne (po rozdrobnieniu białe) lub barwne, np. ciemnofioletowy manganian(VII) potasu. Mają wysokie temperatury topnienia i różną rozpuszczalność w wodzie, np. $\ce{NaCl}$ - dobrą, $\ce{CaCO3}$ - trudną. Sole dobrze rozpuszczalne dysocjują na jony, a niektóre sole są higroskopijne, np. $\ce{NaNO3}$.

32.Mieszanina oziębiająca

Mieszanina substancji, która samorzutnie utrzymuje niską temperaturę, np. pokruszony lód z chlorkiem sodu albo z chlorkiem wapnia.

33.Wpływ chlorku sodu i chlorku wapnia na lód - doświadczenie

Do pokruszonego lodu o temperaturze 0 °C dodaje się chlorek sodu albo chlorek wapnia i miesza. Lód zaczyna się topić, a temperatura obu mieszanin spada poniżej 0 °C. Wniosek: te sole powodują stopienie lodu i tworzą z nim mieszaninę oziębiającą.

34.Zjawisko endotermiczne

Zjawisko fizyczne, które przebiega z pobieraniem ciepła z otoczenia. Zachodzi np. wtedy, gdy chlorek sodu lub chlorek wapnia tworzą roztwór z lodem - pochłaniają ciepło, więc otoczenie się oziębia.

35.Solanka

Wodny roztwór soli, wykorzystywany do celów leczniczych - działa korzystnie m.in. na układ nerwowy i oddechowy oraz zwiększa odporność. Przy tężniach (np. w Ciechocinku) solanka spływa po gałązkach i odparowuje, tworząc specyficzny mikroklimat.

36.Zastosowania soli

Chlorki: roztwór fizjologiczny i sól kuchenna ($\ce{NaCl}$). Azotany(V): nawozy sztuczne, pirotechnika, konserwowanie żywności. Węglany: produkcja szkła, leki na nadkwasotę. Siarczany(VI): nawozy, bandaże usztywniające złamane kości. Fosforany(V): nawozy fosforowe, proszki do prania, środki zmiękczające wodę.

37.Sposoby otrzymywania soli - podsumowanie

Kwas + zasada → sól + woda; metal (bardziej aktywny od wodoru) + kwas → sól + wodór↑; tlenek metalu + kwas → sól + woda; wodorotlenek + tlenek kwasowy → sól + woda; reakcje strąceniowe: sól + kwas, sól + zasada, sól + sól (jeden z produktów jest osadem).