Sole

Sole to związki chemiczne o budowie jonowej. Ich cząsteczki składają się z kationów metali (ewentualnie kationu amonowego) oraz anionów reszt kwasowych.

Wzór ogólny soli można przedstawić:

M_nR_m

Gdzie:  M – atom metalu

R – reszta kwasowa

n – ilość atomów metalu (wartościowość reszty kwasowej)

m – ilość reszt kwasowych (wartościowość metalu) 

Sposoby otrzymywania soli:

Istnieje wiele metod otrzymywania soli, poniżej przedstawiono najważniejsze i najczęściej wykorzystywane:

1. kwas + metal → sól + wodór

np. HNO₃ + Na → NaNO₃ + ½ H₂↑

2. kwas + tlenek metalu → sól + woda

np. H₂SO₃ + MgO → MgSO₃ + H₂O

3. kwas + wodorotlenek metalu → sól + woda

np. HCl + KOH → KCl + H₂O

4. zasada + tlenek niemetalu → sól + woda

np. 2 NaOH + SO₃ → Na₂SO₃ + H₂O

! metoda dotyczy tylko otrzymywania soli tlenowych

5. tlenek metalu + tlenek metalu → sól

np. . Na₂O + CO₂ → Na₂CO₃

! metoda dotyczy tylko otrzymywania soli tlenowych

6. metal + niemetal → sól

np. 2 Na + Br₂ → 2 NaBr

! metoda dotyczy tylko otrzymywania soli beztlenowych

Sole ze względu na rodzaj reszt kwasowej występującej w cząsteczkach danej soli można podzielić na:

- sole tlenowe – są to sole pochodzące od kwasów tlenowych

Nazwy soli tlenowych tworzy się przez dodanie do nazwy kwasu końcówki –an.

Np.  Na₂CO₃ – węglan sodu

CaSO₄ – siarczan (VI) magnezu

- sole beztlenowe – są to sole pochodzące od kwasów beztlenowych

Nazwy soli beztlenowych tworzy się przez dodanie do nazwy kwasu końcówki –ek.

Np.   KCl – chlorek potasu

Na₂S – siarczek sodu

* sole pochodzące od kwasów: fluorowodorowego, chlorowodorowego, bromowodorowego i jodowodorowego nazywa się zwyczajowo halogenkami.

Sole można zdefiniować następująco:

- są to pochodne kwasów, w których atom wodoru uległ podstawieniu atomem metalu

lub

- są to pochodne wodorotlenków metali, w których grupy hydroksylowe uległy podstawieniu resztami kwasowymi.

Zgodnie z ta definicją można wyróżnić trzy typy soli:

- sole obojętne, czyli sole składające się jedynie z atomów metalu i reszt kwasowych

Np. CuSO₃ – siarczan (IV) miedzi

AlPO₄ – fosforan (V) glinu

- wodorosole, czyli sole, w których nie wszystkie atomy wodoru uległy podstawieniu

Np.  NaHCO₃ – wodorowęglan sodu

  KH₂PO₄ – diwodorowęglan potasu

Wzór ogólny takich soli można zapisać:

M_n(H_kR)_m

Gdzie: M – atom metalu

H_kR – wodororeszta kwasowa

k – ilość atomów wodoru, które nie uległy podstawieniu, w trakcie tworzenia soli

m – ilość wodororeszt kwasowych (wartościowość metalu)

n – ilość atomów metalu (wartościowość wodororeszty kwasowej)

- hydroksosole, czyli sole, w których nie wszystkie grupy hydroksylowe uległy podstawieniu resztami kwasowymi

Np.  Mg(OH)Br – bromek wodorotlenek magnezu

  Al(OH)₂Cl – chlorek diwodorotlenek glinu

Wzór ogólny takich soli można zapisać:

M_n(OH)_kR_m

Gdzie: M – atom metalu

(OH) – grupa wodorotlenkowa

R – reszta kwasowa

k – ilość nie podstawionych grup hydroksylowych

m – ilość reszt kwasowych

n – ilość atomów metalu (sumaryczna wartościowość reszty kwasowej oraz grupy hydroksylowej)

Właściwości fizyczne soli:

- Sole to zazwyczaj krystaliczne ciała stałe.

- Ich rozpuszczalność w wodzie jest różna i zależy zarówno od anionu, jak i od kationu. Najogólniej, choć z pewnymi wyjątkami azotany , chlorki oraz sole amonu, potasu i sodu to sole dobrze rozpuszczalne w wodzie. Natomiast do soli wytrącających się z roztworów wodnych, czyli tworzących osady należą głównie sole srebra, ołowiu i rtęci. Dokładne informacje na temat rozpuszczalności określonej soli można uzyskać z tablic rozpuszczalności.

- Podobnie jak rozpuszczalność, tak i barwa danej soli zależy od kationu oraz od anionu. Najczęściej jednak sole są substancjami o kolorze białym.

Przykładowe kolorowe sole:

CuSO₄ – niebieski

KMnO₄ – fioletowy

Ag₂S – czarny

FePO₄ – żółty

- Są mocnymi elektrolitami, w roztworach wodnych oraz stopione rozpadają się na jony dzięki czemu przewodzą prąd oraz ciepło.

Właściwości chemiczne:

- W roztworach wodnych sole dysocjują elektrolitycznie rozpadając się na kationy metali i aniony reszt kwasowych.

Np.   MgBr₂Mg²⁺ + 2 Br^-

  Na₃PO₄ 3 Na⁺ + PO₄^3-

  (NH₄)₂SO₄ 2 NH₄²⁺ + SO₄^2-

- oprócz dysocjacji w roztworach wodnych sole pochodzące od słabych kwasów i mocnych zasad ulegają hydrolizie anionowej (zasadowej):

Np.   Na₃PO₄ + 3  H₂O ↔  3 NaOH + H₃PO₄

  PO₄^3- + 3 H₂O ↔ 3 OH^- + PO₄^3-

Sole słabych zasad oraz mocnych kwasów ulegają hydrolizie kationowej (kwasowej)

Np. NH₄Cl + H₂O ↔  NH₄OH + HCl

   NH₄⁺ + H₂O ↔  NH₄OH + 2 H⁺

Sole będące pochodnymi zarówno słabych kwasów, jak i słabych zasad ulegają hydrolizie podwójnej: kwasowo – zasadowej.

- Sole ulegają reakcjom wymiany podwójnej. Dzięki takim reakcjom można także otrzymywać inne sole, pod warunkiem, że z dwóch rozpuszczalnych substancji powstaje jedna, która wytrąca się z roztworu.

1. sól 1 + sól 2 → sól 3↓ + sól 4

Np. CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2 NaCl

2. sól 1 + zasada 1 → sól 2 + wodorotlenek metalu ↓

→ sól 2↓ + zasada 2

Np. AlCl₃ + 3 NaOH → Al(OH)₃↓ + 3 NaCl

3. sól 1 + kwas 1 → sól 2 + kwas 2

! kwas 1 musi być mocniejszy od kwasu 2 !

Np. Na₂S + 2 HNO₃ → 2 NaNO₃ + 2 H₂S

- Sole ulęgają także reakcjom wymiany pojedynczej. Mniej reaktywny metal wchodzący w skład cząsteczki soli zostaje wparty przez metal bardziej reaktywny.

Np. 2 Na + Pb(NO₃)₂ →  2 NaNO₃ + Pb

- W wyniku działania wysokiej temperatury sole można rozłożyć (tzw. rozkład termiczny)

Np.   CaCO₃ → CaO + CO₂↑

Podobnemu rozkładowi mogą ulęgać sole kwasów beztlenowych pod wpływem światła (tzw. rozkład fotochemiczny)

Np.   2 AgCl → 2 Ag + Cl₂↑