Materiały pochodzą z Platformy

Edukacyjnej Portalu

www.szkolnictwo.pl

Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl mogą być wykorzystywane przez jego
Użytkowników

wyłącznie

w zakresie własnego użytku osobistego oraz do użytku w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Kopiowanie, wprowadzanie zmian,
przesyłanie, publiczne odtwarzanie i wszelkie wykorzystywanie tych treści do celów komercyjnych jest niedozwolone. Plik można
dowolnie modernizować na potrzeby własne oraz do wykorzystania w szkołach podczas zajęć dydaktycznych.

SPIS TREŚCI



WSTĘP



ROZPUSZCZALNOŚĆ



TABELA ROZPUSZCZALNOŚCI



STRĄCANIE OSADU



ILOCZYN ROZPUSZCZALNOŚCI



REAKCJE ZOBOJETNIANIA



HYDROLIZA SOLI

Rozpuszczalność

Jest to wielkość, którą wyznacza się doświadczalnie i wyraża
ona masę substancji rozpuszczonej wyrażoną w gramach, którą
możemy rozpuścić w 100 gramach rozpuszczalnika w określonej
temperaturze i ciśnieniu z utworzeniem roztworu nasyconego.

100

m

m

R

rozp

subst





m

s

– masa substancji rozpuszczonej w roztworze nasyconym w [g] ; m

rozp

– masa rozpuszczalnika w [g].

Każdą substancję można zaliczyć do jednej z trzech grup:

substancja praktycznie nierozpuszczalna (rozpuszczalność poniżej 0,1g

w 100g wody),

substancja słabo rozpuszczalna (rozpuszczalność w granicach 0,1-1g w

100g wody ),

substancja dobrze rozpuszczalna (rozpuszczalność ponad 1g w 100g

wody ).

Tabela rozpuszczalności

Podane symbole wskazują co stanie się po zmieszaniu wodnych roztworów zawierających dane
jony:



puste pole oznacza iż związek powstający w wyniku reakcji jest dobrze rozpuszczalny w

wodzie



(↓) - substancja o niewielkiej rozpuszczalności, strąca się przy odpowiednim stężeniu

roztworu



↓ - substancja praktycznie nierozpuszczalna, strąca się z rozcieńczonych roztworów



& - zachodzą skomplikowane reakcje, lub substancja nie została otrzymana



Kolor tła odzwierciedla (w przybliżeniu) charakterystyczną barwę substancji

W tabeli
odszukujemy w
kolumnie
odpowiedni
anion, a w
wierszach
szukamy kationu.
Na skrzyżowaniu
znajduje się
informacja, czy
połączenie obu
jonów daje trudno
rozpuszczalny
osad.

STRĄCANIE OSADU

Po zmieszaniu dwóch roztworów zawierających jony pochodzące z
dysocjacji dwóch różnych substancji rozpuszczalnych w wodzie może
dojść do powstania nowej substancji, praktycznie nie rozpuszczalnej w
wodzie, czyli do strącenia osadu.

Reakcja strąceniowa jest to reakcja między jonami, które
łącząc się, dają trudno rozpuszczalny związek.

Reakcje strącania osadów dzieli się na 3 typy:



tworzenie trudno rozpuszczalnych soli

Ag

+

+ Cl¯ → AgCl↓,



tworzenie trudno rozpuszczalnych wodorotlenków

Cu

2+

+ 2OH¯ → Cu(OH)

2

↓,



tworzenie trudno rozpuszczalnych kwasów

SiO

3

2-

+ 2H

+

→ H

2

SiO

3

↓.

PRZYKŁAD

PRZYKŁAD

Korzystając z tabeli rozpuszczalności napisz w postaci cząsteczkowej i
jonowej :

A. Równanie reakcji chlorku wapnia z węglanem potasu

B. azotanu(V) żelaza(III) z zasadą sodową













































3

2

3

2

3

2

3

2

3

3

2

2

CaCO

CO

Ca

2Cl

2K

CaCO

CO

2K

2Cl

Ca

2KCl

CaCO

CO

K

CaCl













































3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

Fe(OH)

3OH

Fe

3NO

3Na

Fe(OH)

3OH

3Na

3NO

Fe

3NaNO

Fe(OH)

3NaOH

)

Fe(NO

ILOCZYN ROZPUSZCZALNOŚCI

Nie ma związków całkowicie nierozpuszczalnym w danym
rozpuszczalniku.
Każda substancja rozpuszcza się w mniejszym lub większym stopniu.
W przypadku trudno rozpuszczalnych soli ta część soli, która uległa
rozpuszczeniu jest całkowicie zdysocjowana na jony.

W nasyconym roztworze soli występuje stan równowagi, między
osadem a częścią rozpuszczoną.

Stan równowagi jest stanem dynamicznym – jedne jony przechodzą z
kryształu do roztworu, a inne powracają z roztworu do fazy krystalicznej.

Pojęcie iloczynu rozpuszczalności stosuje się tylko do elektrolitów trudno
rozpuszczalnych!

Iloczyn rozpuszczalności jest to iloczyn stężeń jonów trudno
rozpuszczalnego elektrolitu w jego roztworze nasyconym, w danej
temperaturze.
W przypadku soli dysocjujących na dwa lub więcej jonów tego samego
rodzaju ich stężenia wyraża się w odpowiednich potęgach

Iloczyn rozpuszczalności jest to iloczyn stężeń jonów trudno
rozpuszczalnego elektrolitu w jego roztworze nasyconym, w danej
temperaturze.
W przypadku soli dysocjujących na dwa lub więcej jonów tego samego
rodzaju ich stężenia wyraża się w odpowiednich potęgach

Dysocjującej według
równania:









m

n

n

m

nB

mA

B

A

Iloczyn rozpuszczalności K

s

ma

postać:

n

m

m

n

s

]

[B

]

[A

K









gdzie: [A

n+]

– stężenie molowe kationów;

[B

m-

] – stężenie molowe anionów

Wartości iloczynów rozpuszczalności dla różnych substancji są dostępne
w postaci tabel i mają zastosowanie podczas określania warunków w
jakich wytrącają się osady.

Jeśli w roztworze są obecne dwa jony, które dają z jonem wprowadzonym
do roztworu trudno rozpuszczalne osady, to najpierw wytraci się osad
trudniej rozpuszczalny ( mniejsza wartość iloczynu rozpuszczalności)

przykła

d

przykła

d

Z roztworu zawierającego jony Cl

-

i I

-

po dodaniu jonów srebra, najpierw

wytraci się osad AgI ( K = 1,5∙10

-16

) później osad AgCl ( K =1,5∙10

-10

).

ZADANIA

ZADANIA

Napisz wyrażenie na iloczyn rozpuszczalności następujących soli:
CaCO

3

; PbCl

2

; Pb

3

(PO

4

)

2

2

3

4

3

2

S

2

2

S

2

3

2

]

[PO

]

[Pb

K

]

[Cl

]

[Pb

K

]

[CO

]

[Ca

K

S

























Do 0,5 dm

3

0,008 molowego roztworu CaCl

2

dodano 0,5 dm

3

0,008

molowego roztworu Na

2

SO

4

. Czy w danych warunkach strąci się osad

CaSO

4

?

Dane:
C

m

CaCl

2

=0,008mol/dm

3

C

m

Na

2

SO

4

=0,008 mol/dm

3

VCaCl

2

=0,5 dm

3

VNa

2

SO

4

= 0,5 mol/dm

3

Wartość iloczynu rozpuszczalności CaSO

4

K

s

= 2,4*10

-5

2NaCl

CaSO

SO

Na

CaCl

4

4

2

2







Ks = [Ca

2+

][SO

4

2-

]

Obliczmy stężenie jonów Ca

2+

po zmieszaniu roztworów

Przed zmieszaniem C

m

[Ca

2+]

wynosiło 0,008mol/dm

3

0,008 mola – 1 dm

3

0,004 mola – 0,5dm

3

Objętość roztworu po zmieszaniu V = 0,5dm

3

+0,5 dm

3

Stężenie jonów Ca

2+

po zmieszaniu [Ca

2+

] = 0,004 mol/dm

3

5

2

4

2

10

1,6

[0,004]

[0,004]

]

[SO

]

[Ca

















Wartość iloczynu rozpuszczalności CaSO

4

K

s

= 2,4*10

-5

1,6∙ 10

-5

< K

s

Strącanie osadu soli trudno rozpuszczalnych zaczyna się po
przekroczeniu takich stężeń jonów, których iloczyn ma wartość K

so

tej soli;
Roztwór siarczanu(VI) wapnia jest nienasycony więc osad się nie
strąci.

Sprawdź czy wytrąci się osad PbCl

2

o iloczynie rozpuszczalności równym

K=1,6.10

-5

jeżeli zmieszamy ze sobą 200 cm

3

0,01 molowego roztworu

Pb(NO3)

2

z 800 cm

3

0,02 molowego roztworu NaCl.

Sprawdź czy wytrąci się osad PbCl

2

o iloczynie rozpuszczalności równym

K=1,6.10

-5

jeżeli zmieszamy ze sobą 200 cm

3

0,01 molowego roztworu

Pb(NO3)

2

z 800 cm

3

0,02 molowego roztworu NaCl.

Dane:
[Pb(NO

3

)

2

] = 0,01 mol/dm

3

[NaCl] = 0,02 mol/dm

3

V

1

= 200 cm

3

= 0,2 dm

3

V

2

= 800 cm

3

= 0,8 dm

3

K=1,6

.

10

-5

2NaCl + Pb(NO

3

)

2

= PbCl

2

+2NaNO

3

PbCl

2

= Pb

2+

+2Cl

-

x =[Pb

2+

][Cl

-

]

2

(V = V

1

+V

2

= 0,2dm

3

+ 0,8dm

3

=1dm

3

)

∙

3

3

3

3

dm

mol

2

mol/dm

10

2

1dm

0,2dm

0,01

]

[Pb

3













3

2

3

3

dm

mol

mol/dm

10

1,6

1dm

0,8dm

0,02

]

[Cl

3













7

2

2

3

10

5,12

)

10

(1,6

10

2

x



















x< K

Osad się nie wytrąci.

Efekt wspólnego jonu

• Dodanie jonu wspólnego z osadem

spowoduje zmniejszenie rozpuszczalności

trudno rozpuszczalnego elektrolitu.

• Obniżenie rozpuszczalności jest

proporcjonalne do ilości dodanego jonu,

• Powyżej pewnego stężenia dodatkowego

jonu następuje gwałtowny wzrost

rozpuszczalności na skutek tworzenia

związków kompleksowych

Efekt solny

Efekt solny polega na niewielkim

zwiększeniu rozpuszczalności
elektrolitu na skutek dodania do
roztworu soli, która nie reaguje z tym
elektrolitem.

Wiedząc, że K

AgCl

= 1,1 ∙10

-10

określ, ile gramów AgCl rozpuści się w 100

cm

3

wody

Wiedząc, że K

AgCl

= 1,1 ∙10

-10

określ, ile gramów AgCl rozpuści się w 100

cm

3

wody

Obliczmy stężenie molowe AgCl w roztworze nasyconym
K = [Ag

+

]∙[Cl

-

]

K = C

2

C = √K
C= 1,05 ∙10

-5

mol/dm

3

Obliczmy, ile moli AgCl znajduje się w 100 cm

3

tego roztworu

1,05∙10

-5

moli – 1 dm

3

n moli – 0,1 dm

3

n = 1,05∙10

-6

mola

Obliczmy ile to gramów
M AgCl = 143,4 g/mol
m = n ∙ M
m = 150,6 ∙10

-6

g = 1,5 ∙10

-4

g

REAKCJE ZOBOJĘTNIENIA

Według definicji Arrheniusa reakcja między kwasem i zasadą nazywa się
reakcją zobojętnienia.

Terminu „zobojętnianie” nie można przyjmować dosłownie, ponieważ
roztwór obojętny powstać może tylko w wyniku reakcji kwasu z zasadą o
zbliżonej mocy,

tak jak np. w reakcji 1 mola HCl z 1 molem NaOH.

W roztworach wodnych mogą mieć miejsce cztery możliwe przypadki,
obejmujące reakcje między kwasem i zasadą, które powszechnie nazywa
się reakcjami
zobojętniania.

Reakcja mocny kwas – mocna zasada
Reakcja słaby kwas – mocna zasada
Reakcja mocny kwas – słaba zasada
Reakcja słaby kwas – słaba zasada

Istotą reakcji zobojętniania jest łączenie się kationów wodoru
( jonów hydroniowych) i anionów wodorotlenkowych w
niezdysocjowane cząsteczki wody.
Każda reakcja pomiędzy kwasem i zasadą sprowadza się do
reakcji pomiędzy jonami H

+

(H

3

+

O) , a jonami OH¯

Odczyn roztworów wodnych
kwasów → kwaśny;

pH < 7,0

zasad → zasadowy;

pH > 7,0

Jaki jest odczyn roztworu wodnego soli - obojętny?

A.

NaCl → Na

+

+ Cl

-

pH = 7,0

B.

NH

4

Cl → NH

4

+

+ Cl

-

pH < 7,0

C.

CH

3

COONa → CH

3

COO

-

+ Na

+

pH > 7,0

HYDROLIZA SOLI

NH

4

Cl to sól słabej zasady i mocnego kwasu

CH

3

COONa to sól mocnej zasady i słabego kwasu

Roztwory obu tych soli nie wykazują odczynu obojętnego.

Przyczyną jest zjawisko hydrolizy.

Hydroliza soli to reakcja soli z wodą, która prowadzi do
utworzenia produktu słabo zdysocjowanego.

Reakcja B

hydrolizie ulegają kationy NH

4

+

Reakcja C

hydrolizie ulegają aniony CH

3

COO

-

Reakcja A

hydrolizie nie ulegają jony Na

+

czy Cl

-

Hydrolizie ulegają tylko te sole, których jony mają zdolność reagowania z
cząsteczkami wody.

Do takich soli należą:

sole słabych kwasów i mocnych zasad

( hydroliza anionowa)

sole słabych zasad i mocnych kwasów

( hydroliza kationowa)

sole słabych zasad i słabych kwasów

(anionowo – kationowa)

Hydroliza anionowa

Hydrolizie anionowej ulegają sole mocnych zasad i słabych kwasów
Octan sodu w wodzie jest całkowicie zdysocjowany:









Na

COO

CH

COONa

CH

3

3

Zdolność do reakcji z cząsteczkami wody ma anion octanowy, który
zgodnie z teorią Bronsteda stanowi zasadę anionową i może
przyjmować proton, przechodząc w słabo zdysocjowany kwas.











OH

COOH

CH

O

H

COO

CH

3

2

3

Wytworzony w tej reakcji nadmiar jonów OH

-

powoduje zasadowy odczyn

roztworu.

Hydroliza kationowa

Hydrolizie kationowej ulegają sole słabych zasad i mocnych kwasów.
W roztworze wodnym chlorku amonu znajdują się kationy amonowe i
aniony chlorkowe









Cl

NH

Cl

NH

4

4

Kation amonowy według teorii Bronsteda jest kwasem kationowym i w
reakcji z wodą jest protonodawcą.











O

H

NH

O

H

NH

3

3

2

4

Hydroliza anionowo - kationowa

W przypadku soli słabych zasad i słabych kwasów hydrolizie ulega
zarówno kation słabej zasady jak i anion słabego kwasu.
Podczas dysocjacji octanu amonu powstają: kwas kationowy NH

4

+

i

zasada octanowa CH

3

COO

-

Zachodzą reakcje hydrolizy:

W wyniku tej reakcji odczyn roztworu staje się kwaśny.

 - zapis cząsteczkowy: Na

2

CO

3

+ 2H

2

O → 2NaOH + H

2

CO

3

;

 - zapis jonowy: 2Na

+

+

CO

3

2-

+

2H

2

O

→ 2Na

+

+

2OH

-

+ H

2

CO

3;

 - zapis jonowy skrócony:

CO

3

2-

+

2H

2

O

→ H

2

CO

3

+

2OH

-

.

- zapis cząsteczkowy: NH

4

NO

3

+ H

2

O → NH

3

.

H

2

O + HNO

3

;

- zapis jonowy:

NH

4

+

+NO

3

-

+

H

2

O

→ NH

3

.

H

2

O +

H

+

+ NO

3

-

- zapis jonowy skrócony:

NH

4

+

+

H

2

O

→ NH

3

.

H

2

O +

H

+

-zapis cząsteczkowy:(NH

4

)

2

CO

3

+2H

2

O →2NH

3

.

H

2

O + H

2

CO

3

;

-zapis jonowy: 2NH

4

+

+

CO

3

2-

+ 2H

2

O → 2NH

3

.

H

2

O + H

2

CO

3

PRZYKŁADY

PRZYKŁADY

Hydroliza

Sole

anionowa

Na

2

CO

3

; Na

2

S, NaNO

2;

CH

3

COOK

kationowa

NH

4

NO

3

; AlCl

3

; ZnCl

2;

Al

2

(SO

4

)

3

Jaki jest odczyn wodnych roztworów następujących soli?

1. NaCl, K

2

CO

3

, NH

4

ClO

4

, Na

2

HPO

4

.

Na

3

PO

4

, Al

2

(SO

4

)

3

, KNO

3

, CH

3

COONH

4

.

NaH

2

PO

4

, Zn(NO

3

)

2

, (NH

4

)

2

CO

3

, Na

2

SO

4

.

2. CH

3

COONa, AlCl

3

, (NH

4

)

2

S, NaClO

4

.

Do roztworu zawierającego 0,25 mola NH

3

, dodano 0,125 mola H

2

SO

4

.

Jaki odczyn będzie miał przygotowany roztwór?

Rozwiązanie;
substraty użyte są w stosunku 0,25 : 0,125 = 2 : 1, czyli w stosunku
stechiometrycznym, więc zaszła reakcja zobojętnienia:
2NH

3

+ H

2

SO

4

→ (NH

4

)

2

SO

4

.

Jednak odczyn roztworu będzie kwasowy, ponieważ jest to sól słabej
zasady i
mocnego kwasu, ulegnie hydrolizie kationowej
.

Bibliografia

„Chemia od A do Z” M. Klimaszewska
„Chemia 3” – S. Hejwowska
„Chemia medyczna” I. Żak
http://mwalnik.wodip.opole.pl