Sole wodorosole, hydroksosole i ałuny budowa wodorosoli i ich otrzymywanie, budowa hydroksosoli i ich otrzymywanie, dysocjacja elektrolityczna wodorosoli i hydroksosoli, ałuny budowa i nazewnictwo, dysocjacja elektrolityczna ałunów

Budowa wodrosoli Wodorosole – sole, które w cząsteczce zawierają anion reszty kwasowej pochodzący z wcześniejszego niż ostatni etapu dysocjacji elektrolitycznej kwasów wieloprotonowych (wielowodorowych) – wodoroanion/y (np.:H2PO4-, HPO42-) Ogólny wzór wodorosoli:Men(HR)m Przykłady: Men(HR)m NaHCO3 – wodorowęglan sodu, CaHPO4 – wodorofosforan(V) wapnia Mg(HS)2 – wodorosiarczek magnezu KH2PO4 – dwuwodorofosforan(V) potasu

Otrzymywanie wodorosoli Reakcje częściowego zobojętniania kwasów wieloprotonowych wodorotlenkami / zasadami: Ca(OH)2 + H3PO4  CaHPO4 + 2 H2O Ca2+ + 2 OH- + 2 H+ + HPO42-  CaHPO4 + 2 H2O Ca(OH)2 + 2 H3PO4  Ca(H2PO4)2 + 4 H2O Ca2+ + 2 OH- + 2 H+ + 2 H2PO4-  Ca(H2PO4 )2 + 2 H2O Ca3(PO4)2 CaHPO4 Ca(H2PO4)2 wzrost rozpuszczalności w rozpuszczalnikach polarnych NH3 ∙ H2O + H2SO4  (NH4)HSO4 + H2O NH4+ + OH- + H+ + HSO4- NH4+ + HSO4- + H2O

Otrzymywanie wodorosoli / cd Reakcja soli obojętnej z kwasem tej soli: Ca3(PO4)2 + H3PO4  3 CaHPO4 Ca3(PO4)2 + 2 H+ + HPO42-  3 CaHPO4 Ca3(PO4)2 + 4 H3PO4  3 Ca(H2PO4)2 Ca3(PO4)2 + 4 H+ + 4 H2PO4-  3 Ca(H2PO4)2 (NH4)2SO4 + H2SO4  2 (NH4)HSO4 2 NH4+ + SO42- + H+ + HSO4- 2 NH4+ + 2 HSO4- Reakcja metalu z kwasem: Mg + 2 H2SO4  Mg(HSO4)2 + H2 Mg + 2 H+ + 2 HSO4-  Mg2+ + 2 HSO4- + H2 Reakcje wodorotlenków z tlenkami kwasowymi: NaOH(aq) + CO2(g)  NaHCO3(aq)

Procesy krasu – erozja skał węglanowych CaCO3 + CO2 + H2O  CaHCO3 CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + HCO3- MgCO3 + CO2 + H2O  MgHCO3 MgCO3 + CO2 + H2O  Mg2+ + HCO3-

Budowa hydroksosoli Hydroksosole w zasadzie są solami podwójnymi, ponieważ w swojej cząsteczce zawiera jeden rodzaj kationu i dwa różne rodzaje anionów (określa się je również jako sole zasadowe). Hydroksosole pochodzą od wodorotlenków polihydroksylowych (poliwodorotlenkowych). Ogólny wzór: Men(OH)kRm Przykłady hydroksosoli: [Mg(OH)]Cl – chlorek hydroksomagnezu, [Al(OH)2]Br – bromek dwuhydroksoglinu, [Cu(OH)]2CO3 – węglan hydroksomiedzi(II)

Otrzymywanie hydroksosoli Reakcje częściowego zobojętniania wodorotlenków / zasad: Ca(OH)2 + HCl  [Ca(OH)]Cl + H2O [Ca(OH)]+ + OH- + H+ + Cl-  [Ca(OH)]+ + Cl- + H2O Al(OH)3 + H2SO4  [Al(OH)]SO4 + 2 H2O Al(OH)3 + 2 H+ + SO42-  [Al(OH)]2+ + SO42- + H2O Reakcja soli obojętnej lub zasadowej z zasadą: BaCO3 + Ba(OH)2  [Ba(OH)]2CO3 BaCO3 + [Ba(OH)]+ + OH-  2 [Ba(HO)]- + CO32- NaH2PO4 + NaOH  Na2HPO4 + H2O Na+ + HPO42- + H+ + Na+ + OH-  2Na+ + HPO42- + H2O Reakcja wodorotlenku z tlenkiem kwasowym: 2 Cu(OH)2(s) + CO2(g)  [Cu(OH)]2CO3(s) + H2O 2 Cu(OH)2(s) + SO2(g)  [Cu(OH)]2SO3(s) + H2O

Dysocjacja elektrolityczna wodorosoli i hydroksosoli NaH2PO4 ↔ Na+ + H2PO4- H2PO4- ↔ H+ + HPO42- HPO42- ↔ H+ + PO43- Na2HPO4 ↔ 2 Na+ + HPO42- Dysocjacja elektrolityczna hydroksosoli: [Al(OH)]SO4  [Al(OH)]2+ + SO42- [Ca(OH)]Cl ↔ [Ca(OH)]+ + Cl- [Ca(OH)]+ ↔ Ca2+ + OH- [Fe(OH)2]NO3  [Fe(OH)2]+ + NO3-

Ałuny – uwodnionie sole podwójne Sole uwodnione podwójne zawierające dwa rodzaje kationów: Me+: Na+, K+, Rb+, Cs+, Tl+, NH4+, Me3+:Al3+, Sc3+, Cr3+, Mn3+, Fe3+, Co3+, V3+, In3+, Ga3+, anion reszty kwasowej: SO42-. Ogólny wzór ałunu: MeIMeIII(SO4)2 ∙ 12 H2O lub MeI2MeIII2(SO4)4 ∙ 24 H2O lub MeI2SO4 ∙ MeIII2(SO4)3 ∙ 24 H2O

Ałuny – przykłady Wzór / wzory sumaryczne Nazwa systematyczna i zwyczajowa K2SO4 ∙ Al2(SO4)3 ∙ 24 H2O K2Al2(SO4)4 ∙ 24 H2O siarczan(VI) glinu i potasu – woda 1/24 (ałun glinowo-potasowy) Cs2SO4 ∙ Mn2(SO4)3 ∙ 24 H2O Cs2Mn2(SO4)4 ∙ 24 H2O siarczan(VI) manganu(III) i cezu – woda 1/24 (ałun cezowo manganowy) K2SO4 ∙ Cr2(SO4)3 ∙ 24 H2O K2Cr2(SO4)4 ∙ 24 H2O siarczan(VI) chromu(III) i potasu – woda - 1/24 (ałun chromowo-potasowy) (NH4)2SO4 ∙ Fe2(SO4)3 ∙ 24 H2O (NH4)2Fe2(SO4)4 ∙ 24 H2O siarczan(VI) żelaza(III) i amonu – woda 1/24 (ałun żelazowo-amonowy) K2SO4 ∙ Fe2(SO4)3 ∙ 24 H2O K2Fe2(SO4)4 ∙ 24 H2O siarczan(VI) żelaza(III) i potasu – woda 1/24 (ałun żelazowo-potasowy)

Izomorfizm ałunów Izomorfizm – zjawisko zastępowania w węzłach sieci krystalicznej jednych kationów przez inne lub jednych anionów przez inne – czyli zdolność do tworzenia roztworów stałych (kryształów mieszanych) Substancjami izomorficznymi są związki o tym samym typie wzoru chemicznego (tworzące ten sam typ sieci przestrzennej i wykazujące takie same lub zbliżone rozmiary komórki elementarnej). Z roztworu zawierającego dwie substancje izomorficzne w trakcie krystalizacji wydzielają się kryształy homologiczne składające się z obydwu substancji. Przykład: z roztworu wodnego można otrzymać kryształy zawierające dwa ałuny potasowo-glinowy i potasowo-chromowy w dowolnych stosunkach.

Dysocjacja elektrolityczna ałunów W roztworach wodnych ałuny ulegają dysocjacji jonowej z uwolnieniem jonów soli pojedynczych: K2Al2(SO4)4 ∙ 24 H2O ↔ 2 K+ + 2 Al3+ + 4 SO42- + + 24 H2O (NH4)2Fe2(SO4)4 ∙ 24 H2O ↔ 2 NH4+ + 2 Fe3+ + + 4 SO42- + 24 H2O Cs2Mn2(SO4)4 ∙ 24 H2O ↔ 2 Cs+ + 2 Mn3+ + +4 SO42- + 24 H2O K2Cr2(SO4)4 ∙ 24 H2O ↔ 2 K+ + 2 Cr3+ + 4 SO42- + + 24 H2O