Czy sole podobnie jak kwasy i wodorotlenki, od których pochodzą, ulegają w wodzie tym samym procesom?

Już wiesz

że sole są związkami jonowymi, a ich sieć krystaliczna jest zbudowana z kationów metali i anionów reszt kwasowych;
że wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie ulegają dysocjacji elektrolitycznej (dysocjują) na kationy metalu i aniony wodorotlenkowe;
że kwasy dysocjują na kationy wodoru i aniony reszty kwasowej.

Nauczysz się

zapisywać równania procesu dysocjacji elektrolitycznej soli.

me1ee247fbeca5ebb_d5e140

1. Czy wszystkie sole rozpuszczają się w wodzie?

Czy wszystkie sole rozpuszczają się w wodzie?

Doświadczenie 1

Problem badawczy

Czy wszystkie sole rozpuszczają się w wodzie w jednakowym stopniu?

Hipoteza

Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją.

Wszystkie sole rozpuszczają w wodzie.
Są sole, które dobrze rozpuszczają się w wodzie, i takie, które są trudno rozpuszczalne.
Sole są nierozpuszczalne w wodzie.

Co będzie potrzebne

zlewki,
bagietki szklane,
łyżeczki,
woda,
chlorek wapnia,
chlorek sodu,
siarczan(VI) magnezu,
węglan magnezu,
węglan wapnia,
fosforan(V) wapnia,
węglan sodu.

Instrukcja

Do siedmiu jednakowych zlewek wlej identyczną objętość wody (50 cmIndeks górny 3).
Do każdej z nich wsyp 3–5 g substancji:
1. do zlewki 1. – chlorku wapnia,
2. do zlewki 2. – chlorku sodu,
3. do zlewki 3. – siarczanu(VI) magnezu,
4. do zlewki 4. – węglanu magnezu,
5. do zlewki 5. – węglanu wapnia,
6. do zlewki 6. – fosforanu(V) wapnia,
7. do zlewki 7. – węglanu sodu.
Zawartość wszystkich zlewek dokładnie wymieszaj za pomocą bagietki.
Obserwuj, czy wszystkie substancje stałe rozpuszczają się w wodzie.

Podsumowanie

Po pewnym czasie sole takie jak: chlorek wapnia, chlorek sodu, siarczan(VI) magnezu, węglan sodu uległy rozpuszczeniu. W zlewkach z pozostałymi solami pozostały nierozpuszczone osady. Badane substancje rozpuściły się w wodzie w różnym stopniu.

Sole nie rozpuszczają się w wodzie w jednakowym stopniu. Wśród nich można znaleźć sole bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie, jak na przykład azotan(V) potasu, oraz takie, które nie rozpuszczają się w niej prawie wcale – np. siarczan(VI) baru. Ten sam metal może tworzyć sole zarówno dobrze, jak i słabo rozpuszczalne w wodzie, np. chlorek wapnia i węglan wapnia. Podobnie, sole zawierające ten sam anion reszty kwasowej mogą różnić się rozpuszczalnością, np. węglan wapnia i węglan sodu.

me1ee247fbeca5ebb_d5e262

2. Gdzie zdobyć informacje o tym, które sole rozpuszczają się w wodzie?

Informacje o tym, czy dana sól będzie rozpuszczać się w wodzie, możemy znaleźć w tablicy rozpuszczalności. Zawarte w niej informacje pozwolą nam ocenić, czy dana sól jest dobrze, trudno czy praktycznie zupełnie nierozpuszczalna w wodzie. Aby określić tę właściwość dla wybranej soli, należy odczytać zapis umieszczony na przecięciu kolumny kationu z wierszem anionu (jonów tworzących interesującą nas sól).

R1MAQGR5486zj1

Ilustracja zawiera tabelę przedstawiającą rozpuszczalność soli w wodzie. Kolejne wiersze tabeli zawierają popularne kationy jedenastu metali, przy czym jeden z nich, żelazo, występuje w dwóch wersjach różniących się wartościowością, czyli ładunkiem jonowym. Z kolei w kolumnach znajdują się aniony reszt kwasowych: chlorkowy, bromowy, siarkowy, azotowy pięć, węglowy, siarkowy cztery, siarkowy sześć i fosforowy pięć. W tabeli rozpuszczalność konkretnych soli opisano kodem literowo barwnym. Litera R na niebieskim tle oznacza, że substancja jest dobrze rozpuszczalna w wodzie, litera T na żółtym tle oznacza, że substancja jest trudno rozpuszczalna w wodzie, a litera N na pomarańczowym tle oznacza, że substancja jest nierozpuszczalna w wodzie. Ostatnia kategoria to litera X na zielonym tle oznaczająca, że substancja rozkłada się w wodzie lub nie została otrzymana. Z tabeli można odczytać, że wszystkie sole sodu i potasu, wszystkie azotany pięć, a także prawie wszystkie chlorki i bromki (za wyjątkiem trudno rozpuszczalnych chlorku i bromku ołowiu, a także nierozpuszczalnych chlorku i bromu srebra) są rozpuszczalne w wodze. To samo dotyczy magnezu, którego sole są dobrze rozpuszczalne za wyjątkiem węglanu oraz fosforanu magnezu. Również wśród siarczanów sześć przeważają sole rozpuszczalne, za wyjątkiem trudno rozpuszczalnych siarczanów sześć srebra i wapnia oraz nierozpuszczalnych siarczanów sześć baru i ołowiu. Z kolei prawie wszystkie fosforany, poza fosforanem sodu i wapnia są nierozpuszczalne, a węglany i siarczany cztery większości metali są albo nierozpuszczalne, albo pod wpływem wody ulegają rozkładowi. Największe zróżnicowanie występuje wśród siarczków, z których cztery zilustrowane w tabeli są rozpuszczalne, jeden trudno rozpuszczalny, pięć nierozpuszczalnych, a dwa należą do grupy soli o nieokreślonej rozpuszczalności.

RJIRdcD4KaHST1

Ilustracja przedstawia tabelę opisaną powyżej, ale z wyróżnieniem konkretnej soli poprzez zaznaczenie czerwonym prostokątem wiersza z solami wapnia, czyli Ca dwa plus oraz kolumny węglanów, czyli CO3 dwa minus. Na przecięciu wiersza i kolumny wyróżniona niebieskim obrysem jest komórka odpowiadająca węglanowi wapnia, CaCO3, która to sól zgodnie z informacją zawartą w tabeli jest praktycznie nierozpuszczalna w wodzie. — Symbol N oznacza, że węglan wapnia jest substancją trudno rozpuszczalną w wodzie

Wszystkie znane sole sodu, potasu, amonu oraz wszystkie znane azotany(V) są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie.

me1ee247fbeca5ebb_d5e336

3. Czy wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny?

Czy wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny?

Doświadczenie 2

Problem badawczy

Czy wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny?

Hipoteza

Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją.

Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny.
Wodne roztwory soli nie przewodzą prądu elektrycznego.

Co będzie potrzebne

zlewki,
bagietki szklane,
łyżeczki,
woda,
urządzenie z żarówką do badania przewodnictwa elektrycznego roztworów,
chlorek wapnia,
chlorek sodu (sól kamienna),
siarczan(VI) magnezu,
węglan sodu,
azotan(V) potasu.

Instrukcja

Przygotuj w zlewkach pięć roztworów rozpuszczalnych w wodzie dowolnych soli, np.:
1. chlorku wapnia,
2. chlorku sodu,
3. siarczanu(VI) magnezu,
4. węglanu sodu,
5. azotanu(V) potasu.
Przygotuj zlewkę z wodą destylowaną.
Zbadaj za pomocą przyrządu do badania przewodnictwa elektrycznego, czy przygotowane roztwory przewodzą prąd elektryczny.

R1AUzXXlNDRXl1

Ilustracja przedstawia pięć rysunków, na których w zlewce wypełnionej jasną solą w stanie stałym rozdrobnionym umieszczone zostaje urządzenie z dwoma metalowymi stykami oraz diodą świecącą służące do badania przewodnictwa elektrycznego ośrodka. Każdy rysunek podpisany jest nazwą soli w zlewce. Niezależnie od soli w żadnym przypadku dioda urządzenia się nie zapala. Ani chlorek wapnia, ani chlorek sodu, ani siarczan cztery magnezu, ani węglan sodu, ani azotan pięć potasu w stanie stałym nie przewodzą zatem prądu elektrycznego.

Sole w stanie stałym nie przewodzą prądu elektrycznego. Dopiero pod wpływem wody ulegają procesom, które umożliwiają im przenoszenie ładunków elektrycznych.

me1ee247fbeca5ebb_d5e451

4. Co dzieje się z solami podczas rozpuszczania w wodzie?

Rozpuszczalne w wodzie sole są elektrolitami, ich wodne roztwory przewodzą prąd elektryczny. Pod wpływem wody rozpadają się na jony, z których są zbudowane, czyli na kationy metali i aniony reszty kwasowej. Proces ten, jak pamiętamy, nazywa się dysocjacją elektrolityczną.

RCwzM5IiZPOV41

Podczas rozpuszczania chlorku sodu polarne cząsteczki wody pod wpływem działania sił elektrostatycznych uwalniają z kryształu soli jony: kationy sodu i aniony chlorkowe, które mogą przenosić ładunek elektryczny (elektrony); dzięki temu roztwór wodny chlorku sodu przewodzi prąd elektryczny

Zapis opisujący proces dysocjacji przykładowych soli
Nazwa soli	Wzór sumaryczny soli	Dysocjacja soli
chlorek sodu	$NaCl$	$NaCl \overset{H_{2} O}{\to} {Na}^{+} + {Cl}^{–}$
azotan(V) potasu	$K {NO}_{3}$	$K {NO}_{3} \overset{H_{2} O}{\to} K^{+} + {NO}_{3}^{–}$
siarczan(VI) miedzi(II)	$Cu {SO}_{4}$	$Cu {SO}_{4} \overset{H_{2} O}{\to} {Cu}^{2+} + {SO}_{4}^{2–}$
fosforan(V) potasu	$K_{3} {PO}_{4}$	$K_{3} {PO}_{4} \overset{H_{2} O}{\to} {3K}^{+} + {PO}_{4}^{3–}$
azotan(V) ołowiu(II)	$Pb {(NO}_{3})_{2}$	$Pb {(NO}_{3})_{2} \overset{H_{2} O}{\to} {Pb}^{2+} + {2NO}_{3}^{–}$
siarczan(VI) żelaza(III)	${Fe}_{2} {(SO}_{4})_{3}$	${Fe}_{2} {(SO}_{4})_{3} \overset{H_{2} O}{\to} {2Fe}^{3+} + {3SO}_{4}^{2–}$

me1ee247fbeca5ebb_d5e490

Podsumowanie

Istnieją sole, które rozpuszczają się w wodzie, i sole trudno lub praktycznie nierozpuszczalne w wodzie.
Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny – sole są elektrolitami.
Sole w wodzie ulegają dysocjacji elektrolitycznej, czyli rozpadają się (dysocjują) na kationy metali i aniony reszty kwasowej.

Praca domowa

Polecenie 1.1

Na podstawie informacji zawartych w tablicy rozpuszczalności, ustal, które z kationów tworzą najmniej rozpuszczalnych w wodzie soli. W podobny sposób oceń aniony reszt kwasowych.

me1ee247fbeca5ebb_d5e546

Zadania

Ćwiczenie 1

R1PVSUVfKa4EH1

Oceń, czy podane zdania są prawdziwe, czy fałszywe.

	Prawda	Fałsz
Sole w stanie stałym przewodzą prąd elektryczny.	□	□
Sole należą do elektrolitów.	□	□
Wszystkie sole są rozpuszczalne w wodzie.	□	□
W procesie dysocjacji soli powstają kationy metali i aniony wodorotlenkowe.	□	□

Ćwiczenie 2

R1M18LjAoLC291

Na podstawie informacji zawartych w tablicy rozpuszczalności podziel sole na rozpuszczalne i trudno rozpuszczalne w wodzie.

sole rozpuszczalne w wodzie
sole praktycznie nierozpuszczalne w wodzie

Ćwiczenie 3

RWfWj7RulRNku1

Wskaż zapis, który prawidłowo przedstawia proces dysocjacji azotanu(V) żelaza(III).

${Fe({NO}_{3})}_{3} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {Fe}^{3 +} + {3NO}_{3}^{−}$
${Fe({NO}_{3})}_{2} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {Fe}^{2 +} + {2NO}_{3}^{−}$
${Fe({NO}_{3})}_{3} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {Fe}^{3 +} + {NO}_{3}^{−}$
${Fe({NO}_{3})}_{2} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {Fe}^{2 +} + {NO}_{3}^{−}$
${FeNO}_{3} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {Fe}^{3+} + {NO}_{3}^{3−}$

Ćwiczenie 4

R4WC4EYdQcwXx1

Wskaż równanie, które prawidłowo przedstawia proces dysocjacji fosforanu(V) sodu.

${{Na}_{3} PO}_{4} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {3Na}^{+} + {PO}_{4}^{3−}$
${{Na}_{3} PO}_{4} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {Na}^{+} + {PO}_{4}^{3−}$
${NaPO}_{4} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {Na}^{3+} + {PO}_{4}^{3−}$
${{Na (PO}_{4})}_{3} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {Na}^{3+} + {PO}_{4}^{−}$
${NaPO}_{4} \overset{H_{2} O}{&xrarr;} {3Na}^{+} + {PO}_{4}^{3−}$

Ćwiczenie 5

RX9Iaz6ZiPhz41

Która grupa podanych substancji zawiera związki będące elektrolitami w roztworze wodnym?

${{Na}_{2} S, {Al}_{2} ({SO}_{4})}_{3}, H_{2} {SO}_{4}, NaOH$
${{Na}_{2} {SO}_{4}, {CO}_{2}, {Ba (PO}_{4})}_{2}, HCl$
${{Na}_{2} {SO}_{3}, KOH, NO, CaSO}_{4}$
${{{Fe}_{2} {(SO}_{4})}_{3}, Fe, {FeCl}_{3}, KNO}_{3}$

Ćwiczenie 6

R1GP4NwHFIm9j1

Uporządkuj roztwory soli według wzrastającej liczby powstającej liczby jonów powstających podczas dysocjacji najmniejszego zbioru powtarzających się jonów w kryształach tych soli.

roztwór fosforanu(V) potasu
roztwór siarczku sodu
roztwór siarczanu(VI) żelaza(III)
roztwór siarczku baru

Budowa soli i ich nazewnictwo

Reakcja tlenków z kwasami i zasadami

Dysocjacja elektrolityczna soli