Reakcje otrzymywania soli

Reakcje:  

1.  Zasada + Kwas = Sól + Woda

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).
nr grupy    
1 2 13
LiOH
NaOH
KOH
CsOH
Mg(OH)2
Ca(OH)2
Sr(OH)2
Ba(OH)2
Al(OH)3
Ga(OH)3


2. Metal + kwas = Sól + Woda

Fe + 2HCl FeCl2 + H2
3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Przyglądając się tej reakcji otrzymywania soli, wydaje się ona być bardzo prostą. Jednakże należałoby wziąć pod uwagę reaktywność metali. Wszystkie metale zostały ułożone w pewien szereg, zwany szeregiem napięciowym metali a czasami szeregiem reaktywnośc. Najbardziej reaktywne metale to te, które bardzo chętnie reagują i znajdują się na początku tego szeregu. Pod koniec szeregu znajduje się wodór, który jak nam wiadomo nie jest metalem i oddziela pozostałe metale od metali szlachetnych (Cu, Ag, Hg, Pt, Au). Z szeregu napięciowego metali można wywnioskować, że:
♦ metal który jest bardziej reaktywny czyli leży wyżej w szeregu, jest w stanie wyprzeć metal mniej reaktywny z jego soli i go zastąpić. Metal bardziej reaktywny utleni się, a ten mniej reaktywny ulegnie redukcji.
♦ prawidłowość ta dotyczy również wodoru a co za tym idzie, tylko metale, które w szeregu napięciowym leżą nad wodorem są w stanie wyprzeć wodór z kwasu. Innymi słowy, 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. Metale reaktywne reagują czasami bardzo gwałtownie z kwasem i zamiast wydzielania się wodoru, obserwujemy również redukcje atomu centralnego. Przykładem tego może być reakcja glinu lub cynku z rozcieńczonym kwasem azotowym. Może się również zdarzyć, że metale reaktywne ulegają pasywacji. Najbardziej taką znaną reakcją jest reakcja glinu ze stężonym kwasem azotowym, gdzie glin pokrywa się ściśle przylegającym do powierzchni metalu tlenkiem glinu i jego dalsza reakcja nie jest możliwa). oraz reakcja ołowiu ze stężonym kwasem siarkowym, gdzie ołów pokrywa się siarczanem ołowiu, który nie dopuszcza kwasu siarkowego do powierzchni metalu.
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. Tlenek metalu + kwas =Sól + Woda

CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O

Tlenki metali z grup od 1 do 13 bo tam głównie znajdują się metale mogą reagować z kwasami, przy czym w grupach od 4 do 12, tylko tlenki na najniższych stopniach utlenienia.

 


4. Metal + niemetal = Sól

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


5. Tlenek metalu + Bezwodnik kwasowy  (tlenek niemetalu)= Sól

CaO + CO2 CaCO3
MgO + SO3 MgSO4

Bezwodnik kwasowy - czyli 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 )


6.Tlenek Kwasowy+ Zasada = Sól + Woda

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

 


7. Sól1 + kwas1 = Sól2 + Kwas2

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:
NH3 < H2O < HF (w roztworze niewodnym zgodnie z teorią kwasów i zasad Brřnsteda-Lowry,ego amoniak można również uważać za kwas)
HF < HCl < HBr < HI
H2O < H2S < H2Se < H2Te


8. Sól1 + Zasada1 = Sól2 = Zasada2

CaCl2 + NaOH→ Ca(OH)2 + 2NaCl
NH4Cl + KOH KCl + NH3 + H2O


9. Sól1 + sól2 = Sól3 + Sól4

AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3
BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaCl

 

Warunkiem zajścia reakcji jest wytrącenie się jednej soli w postaci osadu( Sól3). Pamiętajmy, że wszystkie azotany są dobrze rozpuszczalne w wodzie, natomiast chlorki z wyjątkami. Do tych wyjątków zaliczamy chlorek srebra, talu, rtęci(I) i ołowiu(II). Można bez większego błędu przyjąć, że poza nielicznymi wyjątkami, sole metali leżących w 1 grupie są dobrze rozpuszczalne w wodzie.