Jak myślisz, czy sole mogą reagować ze sobą? Jeśli tak, to czy muszą być spełnione jakieś szczególne warunki, aby mogła zajść taka reakcja chemiczna? Czy można w jakiś sposób przewidzieć jej przebieg? Zapoznaj się z poniższym materiałem i odpowiedz na te pytania.

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:

budowę soli;
proces dysocjacji elektrolitycznej oraz sposób zapisu równań dysocjacji elektrolitycznej soli i wodorotlenków;
pojęcia: rozpuszczalność i rozpuszczanie;
sposób korzystania z tablicy rozpuszczalności soli i wodorotlenków.

Nauczysz się

przewidywać, czy w wyniku zmieszania roztworów substancji ulegających w wodzie procesowi dysocjacji elektrolitycznej, utworzy się związek chemiczny trudno rozpuszczalny;
wyjaśniać, na czym polega reakcja strącania (strąceniowa);
przedstawiać przykłady reakcji strąceniowych w roztworze wodnym;
zapisywać równania reakcji strącania osadów za pomocą zapisów cząsteczkowych, jonowych pełnych i jonowych skróconych.

ivvz5Pc9Gy_d5e152

1. Na czym polega reakcja strącania osadu i w jaki sposób można ją opisać?

OsademosadOsadem możemy w uproszczeniu nazwać substancję stałą, która w podanych warunkach temperatury (i ciśnienia) praktycznie nie rozpuszcza się w środowisku, w którym się znajduje, np. w wodzie. Osady powstają zarówno w wyniku przemian fizycznych, jak i na skutek reakcji chemicznych. W tym materiale omówimy drugą z opisanych metod otrzymywania substancji trudno rozpuszczalnych w wodzie – wytrącaniewytrącanie, strącaniewytrącanie na skutek reakcji chemicznych.

Porównanie działania roztworu chlorku sodu na roztwory azotanu

(V)

potasu i azotanu

(V)

srebra

(I)

Doświadczenie 1

Sprawdź, czy po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanu $(V)$ potasu oraz chlorku sodu i azotanu $(V)$ srebra $(I)$ .

Przygotuj niezbędne odczynniki i przyrządy laboratoryjne. Wybierz hipotezę i zweryfikuj ją przeprowadzając doświadczenie wg załączonej instrukcji. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się ze schematycznymi rysunkami, obrazującymi jego przebieg. Napisz obserwacje oraz sformułuj odpowiedni wniosek.

R19w2dehTkFeE

Przeprowadzono doświadczenie, w którym sprawdzono, czy po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanu $(V)$ potasu oraz chlorku sodu i azotanu $(V)$ srebra $(I)$ , zostaną zaobserwowane objawy reakcji chemicznych.

Problem badawczy:

Czy chlorek sodu reaguje w roztworze wodnym z solami: azotanem $(V)$ potasu i azotanem $(V)$ srebra $(I)$ ?

Hipoteza:

Chlorek sodu w roztworze wodnym reaguje tylko z azotanem $(V)$ srebra $(I)$ .

Co było potrzebne:

probówki;
statyw na probówki;
zlewki
łyżeczki
woda destylowana
chlorek sodu
azotan $(V)$ potas
azotanu $(V)$ srebra $(I)$ .

Przebieg doświadczenia:

$1$ . Do zlewki wlano $10 {cm}^{3}$ wody destylowanej i wsypano pół łyżeczki chlorku sodu. Całość mieszano do otrzymania klarownego roztowru.

$2$ . Punkt 1 powtórzono dla azotanu $(V)$ potasu i azotanu $(V)$ srebra $(I)$ .

$3$ . Do dwóch probówek wlano takie same objętości (po około $2 - 3 {cm}^{3}$ ) wodnych roztworów soli: do pierwszej azotanu $(V)$ srebra $(I)$ , a do drugiej azotanu $(V)$ potasu.

$4$ . Do każdej z probówek dodawano kroplami jednakową objętość (około $0,5 {cm}^{3}$ ) wodnego roztworu chlorku sodu.

$5$ . Obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

W pierwszej z probówek (zawierającej wodny roztwór azotanu $(V)$ srebra $(I)$ ) wytrąca się biały osad, a roztwór nad osadem jest bezbarwny. W drugiej (zawierającej wodny roztwór azotanu $(V)$ potasu) nie zaobserwowano objawów świadczących o przebiegu reakcji chemicznej.

Wniosek:

Chlorek sodu reaguje w roztworze wodnym z azotanem $(V)$ srebra $(I)$ , ale nie reaguje z azotanem $(V)$ potasu.

RPAz2EV0J3gF3

Grafika przedstawia schematy dwóch doświadczeń. Z lewej strony grafiki jest przedtawiony stan przed wykonaniem doświadczenia. Z prawej strony grafiki przedstawiony jest stan po wykonaniu doświadczenia. Doświadczenie 1. Do probówki zwierajacej roztwór azotanu pięć srebra jest dodawany roztwór chlorku sodu. Po wykonaniu doświadczenia w probówce znajduje się biały osad chlorku srebra i roztwór zawierający kationy sodu i aniony azotanowe pięć. Doświadczenie 2. Do probówki zwierajacej roztwór azotanu pięć potasu jest dodawany roztwór chlorku sodu. Po wykonaniu doświadczenia uzyskano roztwór zawierający kationy sodu i potasu oraz aniony chlorkowe i azotanowe pięć. — Schemat zachodzących reakcji chemicznych
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 1

Napisz obserwacje i wniosek do przeprowadzonego doświadczenia.

R1cFo3alai9uW

Czy w zapisanych przez Ciebie obserwacjach znajdują się poniższe informacje? Czy jest w nich zawarta informacja o ewentualnych zmianach, jakie można zaobserwować w obydwu probówkach (dla obydwu roztworów)?

Czy w Twoim wniosku znajduje się odniesienie do postawionej hipotezy? Czy zapisany przez Ciebie wniosek zawiera poniższe informacje?

Obserwacje: W pierwszej z probówek (zawierającej wodny roztwór azotanu $(V)$ srebra $(I)$ ) wytrąca się biały osad, a roztwór nad osadem jest bezbarwny. W drugiej (zawierającej wodny roztwór azotanu $(V)$ potasu) nie zaobserwowano objawów świadczących o przebiegu reakcji chemicznej.

Wniosek: Chlorek sodu reaguje w roztworze wodnym z azotanem $(V)$ srebra $(I)$ , ale nie reaguje z azotanem $(V)$ potasu.

Polecenie 1

R1PwwYCOih3zF

Na podstawie odnotowanych obserwacji można wnioskować, że po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanu $(V)$ srebra $(I)$ , pomiędzy obiema solami zaszła reakcja chemiczna, w wyniku której otrzymano trudno rozpuszczalną w wodzie substancję. Co to za substancja? Na podstawie charakterystycznego dla chemii nieorganicznej podziału reakcji chemicznych możemy stwierdzić, że pomiędzy wspomnianymi solami, w roztworze wodnym, zachodziła reakcja wymianyreakcja wymianyreakcja wymiany (podwójnej), której przebieg możemy opisać za pomocą równania:

{AgNO}_{3} + NaCl \to AgCl ↓ + {NaNO}_{3}

azotan (V) srebra (I) + chlorek sodu \to chlorek srebra (I) + azotan (V) sodu

Aby sprawdzić, który z reagentów jest substancją trudno rozpuszczalną w wodzie, musimy skorzystać z tablicy rozpuszczalności soli i wodorotlenków. Sprawdźmy rozpuszczalność wszystkich reagentów opisanej reakcji chemicznej w wodzie:

RziSzaBax2Wrg1

Ilustracja zawiera tabelę przedstawiającą rozpuszczalność soli i wodorotlenków 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 oraz reszta wodorotlenkowa. W tabeli rozpuszczalność konkretnych soli opisano kodem literowym. Litera R oznacza, że substancja jest dobrze rozpuszczalna w wodzie, litera T oznacza, że substancja jest trudno rozpuszczalna w wodzie, a litera N oznacza, że substancja jest nierozpuszczalna w wodzie. Ostatnia kategoria to litera X oznaczająca, że substancja rozkłada się w wodzie lub nie została otrzymana. W tabeli zostały zaznaczone komórki odpowiadające czterem związkom. Komórka odpowiadająca chlorkowi sodu zawiera oznaczenie R i została zaznaczona kolorem pomarańczowym. Komórka odpowiadająca azotanowi pięć srebra jeden zawiera oznaczenie R i została zaznaczona kolorem zielonym. Komórka odpowiadająca chlorkowi srebra zawiera oznaczenie N i została zaznaczona kolorem niebieskim. Komórka odpowiadająca azotanowi pięć sodu zawiera oznaczenie R i została zaznaczona kolorem różowym. — Tabele rozpuszczalności
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na podstawie tablicy rozpuszczalności wnioskujemy, że obydwie użyte w doświadczeniu sole (chlorek sodu i azotan $(V)$ srebra $(I)$ ) są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Z kolei jeden z produktów opisanej reakcji chemicznej, chlorek srebra $(I)$ , jest substancją praktycznie nierozpuszczalną w wodzie. To właśnie ta sól, wchodzi w skład otrzymanego w doświadczeniu osadu (w równaniu reakcji możemy ten fakt zaznaczyć, zapisując za wzorem trudno rozpuszczalnej soli strzałkę skierowaną w dół). Drugi z produktów, azotan $(V)$ sodu to sól dobrze rozpuszczalna w wodzie, zatem znajduje się ona w roztworze nad osadem.

{AgNO}_{3} + NaCl \to AgCl ↓ + {NaNO}_{3}

Sole dobrze rozpuszczalne w wodzie, ulegają pod wpływem działania jej cząsteczek, procesowi dysocjacji elektrolitycznej. Podając zapis jonowy pełny równań reakcji chemicznych sole te rozbijamy na jony. Z kolei soli praktycznie nierozpuszczalnych w wodzie, w zapisie jonowym, nie rozbijamy na jony. Analizowane równanie reakcji w zapisie jonowym pełnym, będzie miało zatem postać:

{Ag}^{+} + {NO}_{3}^{-} + {Na}^{+} + {Cl}^{-} \to AgCl + {NO}_{3}^{-} + {Na}^{+}

Ponieważ równanie reakcji to najprostszy matematyczny zapis przebiegu reakcji chemicznej możemy uprościć (skrócić) wyrazy podobne, a więc jony znajdujące się po obydwu stronach zapisanego równania:

{Ag}^{+} + {NO}_{3}^{-} + {Na}^{+} + {Cl}^{-} \to AgCl ↓ + {NO}_{3}^{-} + {Na}^{+}

W ten sposób otrzymamy tzw. zapis jonowy skrócony równania reakcji:

{Ag}^{+} + {Cl}^{-} \to AgCl

z którego możemy wnioskować, że w rzeczywistości w reakcji chemicznej wzięły udział jedynie jony, które po połączeniu się utworzyły osad.

Po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanu( $V$ ) potasu nie zaobserwujemy objawów reakcji chemicznej, np. pojawienia się osadu, tak jak to miało miejsce w omówionym wyżej przykładzie. Możemy zatem wnioskować, że reakcja chemiczna pomiędzy tymi dwiema solami nie zachodzi. Dlaczego? Zapiszmy w formie cząsteczkowej, równanie hipotetycznej reakcji chemicznej (reakcji wymiany), która mogłaby przebiegać pomiędzy analizowanymi solami w roztworze wodnym:

NaCl + {KNO}_{3} \to {NaNO}_{3} + KCl

Wykorzystując tablicę rozpuszczalności, sprawdźmy rozpuszczalność substratów i produktów tej hipotetycznej reakcji w wodzie.

R1DNAsGyIe9nQ1

Okazuje się, że w tym przypadku wszystkie reagenty są w wodzie dobrze rozpuszczalne, a więc ulegają procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W zapisie jonowym (pełnym) musielibyśmy zatem wszystkie sole rozbić na jony:

{Na}^{+} + {Cl}^{-} + K^{+} + {NO}_{3}^{-} \to {Na}^{+} + {NO}_{3}^{-} + K^{+} + {Cl}^{-}

Po uproszczeniu wyrazów podobnych:

{Na}^{+} + {Cl}^{-} + K^{+} + {NO}_{3}^{-} \to {Na}^{+} + {NO}_{3}^{-} + K^{+} + {Cl}^{-}

okaże się, że wszystkie jony w zapisanym równaniu trzeba skrócić, więc analizowana reakcja w roztworze wodnym nie zachodzi. Po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanu $(V)$ potasu otrzymamy roztwór, w którym znajdują się jony pochodzące z dysocjacji elektrolitycznej obydwu soli.

Uwzględniając rozpuszczalność wszystkich reagentów w analizowanym doświadczeniu oraz proces dysocjacji elektrolitycznej soli, możemy doprecyzować schemat obrazujący przebieg tego doświadczenia:

RO0zHTWPHNCKP

Reakcję, w trakcie której po zmieszaniu ze sobą roztworów dwóch rozpuszczalnych substancji powstaje trudno rozpuszczalny związek chemiczny, nazywa się reakcją strącania osadu (reakcją strąceniową). Jej istotą jest reakcja pomiędzy niektórymi jonami, powstałymi z dysocjacji elektrolitycznej mieszanych ze sobą substancji. Reakcje strącania osadów są reakcjami wymiany podwójnej. Substraty użyte w reakcji strąceniowej muszą być dobrze rozpuszczalne w wodzie, a przynajmniej jeden z produktów reakcji musi być substancją w wodzie praktycznie nierozpuszczalną. Jeżeli reakcja strąceniowareakcja strąceniowareakcja strąceniowa przebiega w roztworze wodnym pomiędzy dwiema solami, to jej schemat możemy przedstawić jako:

sól 1 + sól 2 \to sól 3 ↓ + sól 4

Przy czym druga z soli, będąca produktem opisanej reakcji chemicznej (sól $4$ ), również może wytrącić się z roztworu w postaci osadu (z praktycznego punktu widzenia, otrzymywanie soli trudno rozpuszczalnych w wodzie, podczas gdy w wyniku zachodzącej reakcji powstają dwa osady, nie jest wykorzystywane – otrzymane osady trudno bowiem rozdzielić).

ivvz5Pc9Gy_d5e252

2. Czy w reakcjach strącania osadów mogą brać udział inne substancje niż sole?

Porównanie działania roztworów wodorotlenku sodu i siarczanu

(VI)

miedzi

(II)

Doświadczenie 2

Sprawdź, czy po zmieszaniu wodnych roztworów wodorotlenku sodu i siarczanu $(VI)$ miedzi $(II)$ .

Przygotuj niezbędne odczynniki i przyrządy laboratoryjne. Wybierz hipotezę i zweryfikuj ją, przeprowadzając doświadczenie wg załączonej instrukcji. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się ze schematycznymi rysunkami, obrazującymi jego przebieg. Napisz obserwacje oraz sformułuj odpowiedni wniosek.

R1DDBgNQm5xB6

Wykonano doświadczenie, w którym sprawdzono, czy po zmieszaniu wodnych roztworów wodorotlenku sodu i siarczanu $(VI)$ miedzi $(II)$ , zostaną zaobserwowane objawy świadczące o zajściu reakcji chemicznej.

Problem badawczy:

Czy po zmieszaniu wodnych roztworów wodorotlenku sodu i siarczanu $(VI)$ miedzi $(II)$ zajdzie reakcja chemiczna?

Hipoteza:

W wyniku zmieszania dwóch wodnych roztworów – wodorotlenku sodu i siarczanu $(VI)$ miedzi $(II)$ – powstanie związek trudno rozpuszczalny (wytrąci się osad).

Co było potrzebne:

probówki;
statyw na probówki;
zlewki
łyżeczki
woda destylowana
wodorotlenek sodu
siarczan $(VI)$ miedzi $(II)$ .

Przebieg doświadczenia:

$1$ . Do zlewki wlano $10 {cm}^{3}$ wody destylowanej i wsypano pół łyżeczki odorotlenku sodu. Całość mieszano do otrzymania klarownego roztworu.

$2$ . W drugiej zlewce powtórzono procedurę z punktu 1 dla siarczanu $(VI)$ miedzi $(II)$ .

$3$ . Do probówki wlano $2 - 3 {cm}^{3}$ wodnego roztworu siarczanu $(VI)$ miedzi $(II)$ .

$4$ . Dodano do niego podobną objętość wodnego roztworu wodorotlenku sodu.

$5$ . Obserwano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

Wytrąca się niebieski (galaretowaty) osad.

Wnioski:

Wodorotlenek sodu reaguje w roztworze wodnym z siarczanem $(VI)$ miedzi $(II)$ , a w wyniku zachodzącej reakcji powstaje substancja trudno rozpuszczalna w wodzie.

RVyENj46uUysc

Schemat doświadczenia. Z lewej strony grafiki ukazany jest stan przed wykonaniem doświadczenia. Do probówki zawierającej niebieski roztwór siarczanu sześć miedzi dwa dodawana jest zasada sodowa. Z prawej strony grafiki przedstawiony jest stan po wykonaniu doświadczenia. W probówce znajduje się niebieski, galaretowaty osad wodorotlenku miedzi dwa. Roztwór nad osadem jest bezbarwny. Zawiera kationy sodu i aniony siarczanowe sześć. — Reakcja strącania wodorotlenku miedzi(<math aria‑label="dwa">II)
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 2

Napisz obserwacje i wniosek do przeprowadzonego doświadczenia.

R9r42BMX53YRC

Czy w zapisanych przez Ciebie obserwacjach znajduje się poniższa informacja?

Czy w Twoim wniosku znajduje się odniesienie do postawionej hipotezy? Czy zapisany przez Ciebie wniosek zawiera poniższe informacje?

Obserwacje:

Wytrąca się niebieski (galaretowaty) osad.

Wniosek:

Wodorotlenek sodu reaguje w roztworze wodnym z siarczanem $(VI)$ miedzi $(II)$ , a w wyniku zachodzącej reakcji powstaje substancja trudno rozpuszczalna w wodzie.

Polecenie 2

Rk1AVpZnDaOjE

Na podstawie odnotowanych obserwacji można wnioskować, że po zmieszaniu wodnych roztworów wodorotlenku sodu i siarczanu $(VI)$ miedzi $(II)$ , pomiędzy obiema substancjami zaszła reakcja chemiczna, w wyniku której wytrącił się osad. Jaka substancja tym razem stanowi osad? Zapiszmy równanie zachodzącej reakcji chemicznej w formie cząsteczkowej:

wodorotlenek sodu + siarczan (VI) miedzi (II) \to siarczan (VI) sodu + wodorotlenek miedzi (II)

Pamiętaj o dobraniu współczynników stechiometrycznych:

2 NaOH + {CuSO}_{4} \to {Na}_{2} {SO}_{4} + Cu {(OH)}_{2}

Wykorzystując tablicę rozpuszczalności, sprawdźmy rozpuszczalność wszystkich reagentów w wodzie.

RlajSfiX6cXCV1

Substraty analizowanej reakcji chemicznej, a więc wodorotlenek sodu i siarczan( $VI$ ) miedzi( $II$ ), to substancje dobrze rozpuszczalne w wodzie, podobnie jak siarczan( $VI$ ) sodu, czyli sól będąca produktem tej reakcji. Drugi z produktów rozważanej reakcji – wodorotlenek miedzi( $II$ ) – jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie i to on wytrącił się z roztworu w postaci niebieskiego (galaretowatego) osadu.

Pamiętając, że sole i wodorotlenki dobrze rozpuszczalne w wodzie ulegają w niej procesowi dysocjacji elektrolitycznej, możemy zapisać równanie reakcji chemicznej zachodzącej podczas doświadczenia w formie jonowej (zapis pełny):

2 {Na}^{+} + 2 {OH}^{-} + {Cu}^{2 +} + {SO}_{4}^{2 -} \to 2 {Na}^{+} + {SO}_{4}^{2 -} + Cu {(OH)}_{2} ↓

oraz stosując tzw. zapis jonowy skrócony:

2 {OH}^{-} + {Cu}^{2 +} \to Cu {(OH)}_{2} ↓

Po uwzględnieniu rozpuszczalności wszystkich reagentów w analizowanym doświadczeniu oraz procesu dysocjacji elektrolitycznej soli i wodorotlenków, schemat obrazujący przebieg tego doświadczenia możemy opisać:

RQXXWZjsngiFV

Po przeprowadzeniu doświadczenia nr 2 można wyciągnąć jednoznaczny wniosek – w reakcjach strącania osadów udział mogą brać również inne substancje niż sole, np. wodorotlenki. Schemat reakcji przebiegającej w roztworze wodnym między solą a wodorotlenkiem, możemy przedstawić jako:

sól 1 + wodorotlenek 2 \to wodorotlenek 1 ↓ + sól 2

Pamiętając, że drugi z produktów opisanej reakcji chemicznej (sól 2) również może być substancją trudno rozpuszczalną w wodzie.

ivvz5Pc9Gy_d5e447

3. Przewidywanie przebiegu reakcji strąceniowej

Kiedy zmieszamy ze sobą wodne roztwory substancji, które w tych roztworach występują w postaci jonów (a więc są dobrze rozpuszczalne w wodzie), może się zdarzyć, że kation jednej substancji utworzy trudno rozpuszczalny związek chemiczny z anionem drugiej substancji. Obserwujemy wówczas strącanie się osadu.

Aby przewidzieć, czy po zmieszaniu dwóch roztworów substancji o budowie jonowej wytrąci się osad, wykorzystuje się tablicę rozpuszczalności soli i wodorotlenków w wodzie. Na jej podstawie możemy ocenić, czy obecne w powstałej mieszaninie jony utworzą trudno rozpuszczalną w wodzie substancję.

R1291zJndhEPb1

Ilustracja zawiera tabelę przedstawiającą rozpuszczalność soli i wodorotlenków w wodzie. Kolejne kolumny tabeli zawierają popularne kationy czternastu metali, przy czym jeden z nich, żelazo, występuje w dwóch wersjach różniących się wartościowością, czyli ładunkiem jonowym oraz kation amoniowy. Z kolei w wierszach znajdują się aniony reszt kwasowych: chlorkowy, bromowy, jodowy, siarkowy, azotowy pięć, węglowy, siarkowy cztery, siarkowy sześć, krzemowy, fosforowy pięć, chromowy siedem, octowy oraz reszta wodorotlenkowa. W tabeli rozpuszczalność konkretnych soli opisano kodem literowym oraz kolorem. Litera litera T oznacza, że substancja jest trudno rozpuszczalna w wodzie, a litera N oznacza, że substancja jest nierozpuszczalna w wodzie. Ostatnia kategoria to - 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, krzemianu 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. Wodorotlenki są nierozpuszczalne za wyjątkiem dobrze rozpuszczalnych wodorotlenków sodu, potasu i baru oraz trudno rozpuszczalnego wodorotlenku wapnia. 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. Po prawej stronie tabeli znajduje się legenda kodów literowych i kolorów. — Tablica rozpuszczalności soli i wodorotlenków w wodzie
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Polecenie 3

R3mKaIeDBHOYy

Polecenie 4

R1eXyVrrwSv2B

Czy zapisane przez Ciebie równania reakcji są takie jak te poniżej? Jakie wg Ciebie należałoby zapisać obserwacje do analizowanego doświadczenia?

Odpowiedź:

R17eBHuKmSwt4

Ilustracja składa się z dwóch zdjęć oraz tabeli umieszczonych w jednym szeregu obok siebie. Zdjęcia dodatkowo zaopatrzone są w podpisy. Pierwsze zdjęcie z lewej strony przedstawia dwie probówki unieruchomione w podwójnej łapie statywu. Podpis pod lewą probówką informuje, że znajdującą się w niej bezbarwną cieczą jest roztwór chlorku baru o wzorze BaCl2. Podpis pod prawą probówką informuje, że bezbarwna ciecz wewnątrz naczynia to roztwór siarczanu sześć sodu o wzorze Na2SO4. Drugie zdjęcie przedstawia moment przelewania zawartości prawej probówki do lewej. Zachodzi reakcja w wyniku której wytrąca się biały osad. Poniżej zapis przebiegu tej reakcji w postaci cząsteczkowej, jonowej pełnej i jonowej skróconej. Wynika z nich, że w wyniku przereagowania chlorku baru z siarczanem sześć sodu powstają siarczan sześć baru, który wytrąca się w postaci osadu oraz dwa atomy chlorku sodu. Cechą szczególną tej akcji jest to, że biorą w niej udział tak naprawdę tylko wolne jony Ba dwa plus oraz SO4 dwa minus, które łącząc się ze sobą tworzą związek nierozpuszczalny w wodzie. Trzecia część ilustracji, zajmująca całą jej prawą stronę to znana z poprzednich lekcji tabela rozpuszczalności z zaznaczonym na różowo wierszem dla kationu baru oraz kolumną dla anionu grupy siarczanowej sześć. Pole znajdujące się na skrzyżowaniu tego wiersza i kolumny informuje nas, że BaSO4 jest związkiem nierozpuszczalnym w wodzie. — W wyniku zmieszania ze sobą roztworów chlorku baru i siarczanu(VI) sodu powstaje trudno rozpuszczalna sól – siarczan(VI) baru.
Źródło: epodreczniki.pl, licencja: CC BY 3.0.

Po zmieszaniu wodnych roztworów soli – chlorku baru i siarczanu( $VI$ ) sodu – wytrąca się biały osad.

Polecenie 4

Z tablicy rozpuszczalności wynika, że siarczan( $VI$ ) baru jest solą nierozpuszczalną. Na podstawie tej informacji oceń, czy po zmieszaniu wodnych roztworów soli – chlorku baru i siarczanu( $VI$ ) sodu – wytrąci się osad. Jeśli tak, napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej, stosując zapis cząsteczkowy, jonowy (pełny) oraz jonowy skrócony.

RWCgOSOnYO6w7

Po zmieszaniu wodnych roztworów soli – chlorku baru i siarczanu( $VI$ ) sodu – wytrąca się osad.

Zapis cząsteczkowy:

{BaCl}_{2} + {Na}_{2} {SO}_{4} \to {BaSO}_{4} ↓ + 2 NaCl

Zapis jonowy pełny:

{Ba}^{2 +} + 2 {Cl}^{-} + 2 {Na}^{+} + {SO}_{4}^{2 -} \to {BaSO}_{4} ↓ + 2 {Na}^{+} + 2 {Cl}^{-}

Zapis jonowy skrócony:

{Ba}^{2 +} + {SO}_{4}^{2 -} \to {BaSO}_{4} ↓

Polecenie 5

R76TMO3QsfTZk

Czy zapisane przez Ciebie równania reakcji są takie jak te poniżej? Jakie wg Ciebie należałoby zapisać obserwacje do analizowanego doświadczenia?

Odpowiedź:

RaqSzHxFGZs6j

Po zmieszaniu wodnych roztworów – azotanu( $V$ ) glinu i wodorotlenku potasu – wytrąci się biały osad.

Polecenie 5

Z tablicy rozpuszczalności wynika, że wodorotlenek glinu jest nierozpuszczalny w wodzie. Na podstawie tej informacji oceń, czy po zmieszaniu wodnych roztworów azotanu( $V$ ) glinu i wodorotlenku potasu, wytrąca się osad. Jeśli tak, napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej, stosując zapis cząsteczkowy, jonowy (pełny) oraz jonowy skrócony.

R1J4gBghzlJ18

Po zmieszaniu wodnych roztworów – azotanu( $V$ ) glinu i wodorotlenku potasu – wytrąci się osad. Zapis cząsteczkowy:

Al {({NO}_{3})}_{3} + 3 KOH \to Al {(OH)}_{3} ↓ + 3 {KNO}_{3}

Zapis jonowy pełny:

{Al}^{3 +} + 3 {NO}_{3}^{-} + 3 K^{+} + 3 {(OH)}^{-} \to Al {(OH)}_{3} ↓ + 3 K^{+} + 3 {NO}_{3}^{-}

Zapis jonowy skrócony:

{Al}^{3 +} + 3 {OH}^{-} \to Al {(OH)}_{3} ↓

Polecenie 6

R41kymr9P4JX3

Polecenie 6

Z informacji zawartych w tablicy rozpuszczalności wynika, że zarówno chlorek sodu, jak i bromek wapnia, są solami rozpuszczalnymi w wodzie. Oceń, czy po zmieszaniu wodnych roztworów soli – chlorku wapnia i bromku sodu – wytrąca się osad. Jeśli tak, napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej, stosując zapis cząsteczkowy, jonowy (pełny) oraz jonowy skrócony.

R5T5gnaPbL0S4

Po zmieszaniu wodnych roztworów soli – chlorku wapnia i bromku sodu – nie wytrąca się osad.

Zapis cząsteczkowy:

{CaCl}_{2} + 2 NaBr \to {CaBr}_{2} + 2 NaCl

Zapis jonowy pełny:

{Ca}^{2 +} + 2 {Cl}^{-} + 2 {Na}^{+} + 2 {Br}^{-} \to {Ca}^{2 +} + 2 {Br}^{-} + 2 {Na}^{+} + 2 {Cl}^{-}

ivvz5Pc9Gy_d5e492

4. Czy wytrącenie trudno rozpuszczalnego związku można zaplanować?

Jeśli chcemy przeprowadzić reakcję strącania osadu, musimy zmieszać ze sobą dwa wodne roztwory, rozpuszczalnych w wodzie substancji, których jony będą tworzyć trudno rozpuszczalny związek chemiczny.

Aby otrzymać choćby trudno rozpuszczalny w wodzie fosforan( $V$ ) wapnia, należy zmieszać ze sobą dwa roztwory soli dobrze rozpuszczalnych w wodzie, z których jeden powinien zawierać kationy wapnia, a drugi aniony fosforanowe( $V$ ). Wtedy możliwe będzie wytrącenie z roztworu żądanej soli.

Analizując dane zawarte w tablicy rozpuszczalności, zauważymy, że kationy wapnia tworzą dobrze rozpuszczalne w wodzie sole z trzema różnymi anionami. Z kolei aniony fosforanowe( $V$ ) tworzą sole dobrze rozpuszczalne w wodzie z dwoma różnymi kationami.

R1dRAKTcrFyqS1

Do otrzymania fosforanu( $V$ ) wapnia możemy zatem wykorzystać aż sześć różnych zestawów wodnych roztworów soli.

Polecenie 7

Poniżej przedstawiono zapis równań dwóch przykładowych reakcji otrzymywania fosforanu( $V$ ) wapnia w reakcji strąceniowej. Przeanalizuj te zapisy, a następnie napisz równania pozostałych czterech reakcji chemicznych, które prowadzą do otrzymania osadu fosforanu( $V$ ) wapnia. Równania reakcji zapisz w formie cząsteczkowej, jonowej (pełnej) i jonowej skróconej.

R1LE3qcyKhsfP

ROMS1Vh8jAqSW

Pamiętaj, że substraty reakcji strąceniowej powinny być dobrze rozpuszczalne w wodzie. Jakie kationy utworzą z anionami fosforanowymi( $V$ ) sole dobrze rozpuszczalne w wodzie? Jakie aniony utworzą z kationami wapnia sole dobrze rozpuszczalne w wodzie?

Czy zapisane przez Ciebie równania reakcji otrzymywania fosforanu( $V$ ) wapnia metodą strąceniową są takie, jak te zamieszczone w poniższej tabeli?

Odpowiedź:

R28uaPcmpgwcj

Reakcja 1

zapis cząsteczkowy $2 K_{3} {PO}_{4} + 3 {CaBr}_{2} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2} ↓ + 6 KBr$
zapis jonowy pełny $6 K^{+} + 2 {PO}_{4}^{3 -} + 3 {Ca}^{2 +} + 6 {Br}^{-} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2} + 6 K^{+} + 6 {Br}^{-}$
zapis jonowy skrócony $3 {Ca}^{2 +} + 2 {PO}_{4}^{3 -} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2}$

, Reakcja 2

zapis cząsteczkowy $2 K_{3} {PO}_{4} + 3 Ca ({NO}_{3})_{2} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2} ↓ + 6 {KNO}_{3}$
zapis jonowy pełny $6 K^{+} + 2 {PO}_{4}^{3 -} + 3 {Ca}^{2 +} + 6 {NO}_{3}^{-} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2} + 6 K^{+} + 6 {NO}_{3}^{-}$
zapis jonowy skrócony $3 {Ca}^{2 +} + 2 {PO}_{4}^{3 -} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2}$

, Reakcja 3

zapis cząsteczkowy $2 {Na}_{3} {PO}_{4} + 3 {CaBr}_{2} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2} ↓ + 6 NaBr$
zapis jonowy pełny $6 {Na}^{+} + 2 {PO}_{4}^{3 -} + 3 {Ca}^{2 +} + 6 {Br}^{-} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2} + 6 {Na}^{+} + 6 {Br}^{-}$
zapis jonowy skrócony $3 {Ca}^{2 +} + 2 {PO}_{4}^{3 -} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2}$

, Reakcja 4

zapis cząsteczkowy $2 {Na}_{3} {PO}_{4} + 3 {CaCl}_{2} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2} ↓ + 6 NaCl$
zapis jonowy pełny $6 {Na}^{+} + 2 {PO}_{4}^{3 -} + 3 {Ca}^{2 +} + 6 {Cl}^{-} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2} + 6 {Na}^{+} + 6 {Cl}^{-}$
zapis jonowy skrócony $3 {Ca}^{2 +} + 2 {PO}_{4}^{3 -} \to {Ca}_{3} ({PO}_{4})_{2}$

Zwróć uwagę, że niezależnie od wykorzystanych odczynników, w układzie w każdym przypadku zachodzi ta sama reakcja chemiczna – pomiędzy kationami wapnia a anionami fosforanowymi( $V$ ).

ivvz5Pc9Gy_d5e570

Podsumowanie

Sole dobrze rozpuszczalne w wodzie mogą w roztworze wodnym reagować z innymi dobrze rozpuszczalnymi w wodzie solami i wodorotlenkami, pod warunkiem że w reakcjach tych powstają trudno rozpuszczalne produkty.
Jeśli w roztworze wodnym zachodzi reakcja między dwiema solami, to produktem trudno rozpuszczalnym jest również sól.
Jeśli w roztworze wodnym zachodzi reakcja między solą i wodorotlenkiem, to produktem trudno rozpuszczalnym może być wodorotlenek lub sól.
Reakcje zachodzące w roztworze wodnym pomiędzy jonami pochodzącymi od dwóch różnych substancji, które razem tworzą trudno rozpuszczalny związek, nazywa się reakcjami strącania osadów (reakcjami strąceniowymi).
Reakcje strącania osadów można przewidzieć na podstawie tablicy rozpuszczalności, sprawdzając, czy jony, które znajdą się w roztworze po zmieszaniu dwóch rozpuszczalnych w wodzie substancji, połączą się ze sobą w związek trudno rozpuszczalny w wodzie.
Reakcje przebiegające w roztworach wodnych między solami oraz między solami a wodorotlenkami są przykładami reakcji wymiany:
$sól 1 + sól 2 \to sól 3 ↓ + sól 4$
$sól 1 + wodorotlenek 2 \to wodorotlenek 1 ↓ + sól 2$
Uwaga: w przypadku drugiego ze schematów, produktem trudno rozpuszczalnym w wodzie (zamiast wodorotlenku 1) może być sól 2. W niektórych reakcjach strąceniowych obydwa produkty reakcji są substancjami trudno rozpuszczalnymi w wodzie.

Praca domowa

Polecenie 8.1

W jaki sposób można w reakcji strącania uzyskać sól, która jest głównym składnikiem wapieni? Napisz równania trzech wybranych reakcji, stosując zapis cząsteczkowy, jonowy pełny i jonowy skrócony.

R1FZOsNLNOrr9

R1P9JcXKg7q65

Głównym składnikiem wapieni jest węglan wapnia ( ${CaCO}_{3}$ ). Do reakcji musisz użyć dwóch rozpuszczalnych soli: jednej zawierającej kationy wapnia ( ${Ca}^{2 +}$ ) i drugiej zawierającej aniony węglanowe ( ${CO}_{3}^{2 -}$ ).

Ile równań reakcji strącania osadów udało Ci się zapisać?

Odpowiedź:

Do otrzymania wskazanej w zadaniu soli metodą strąceniową, można wykorzystać sześć różnych zestawów soli:

$1$ . ${Na}_{2} {CO}_{3}$ i ${CaCl}_{2}$ ;

$2$ . ${Na}_{2} {CO}_{3}$ i ${CaBr}_{2}$ ;

$3$ . ${Na}_{2} {CO}_{3}$ i $Ca {({NO}_{3})}_{2}$ ;

$4$ . $K_{2} {CO}_{3}$ i ${CaCl}_{2}$ ;

$5$ . $K_{2} {CO}_{3}$ i ${CaBr}_{2}$ ;

$6$ . $K_{2} {CO}_{3}$ i $Ca {({NO}_{3})}_{2}$ .

Jeśli użyjesz pierwszego z zestawów soli, równania reakcji będą miały postać:

R1KSJP396k1S8

ivvz5Pc9Gy_d5e629

Słownik

osad

substancja w stałym stanie skupienia, nierozpuszczalna w danym środowisku (w tym materiale w środowisku wodnym; w roztworze wodnym) w danej temperaturze; może powstawać zarówno w wyniku przemian fizycznych (np. krystalizacji), jak i reakcji chemicznych (np. reakcji strącania osadów omówionych w tym materiale)

wytrącanie, strącanie

wydzielanie jednego lub kilku składników roztworu (zwykle wodnego) w postaci trudno rozpuszczalnego osadu, który powstaje na skutek zachodzącej w roztworze reakcji chemicznej

reakcja wymiany

reakcja, w wyniku której z dwóch reagujących ze sobą substancji chemicznych (substratów) powstają nowe substancje chemiczne (produkty); rozróżnia się dwa typy reakcji wymiany: pojedynczej (przebiega wg schematu $AB + C \to AC + B$ ) oraz podwójnej (przebiega wg schematu $AB + CD \to AC + BD$ ); omówione w tym materiale reakcje strącania osadów to reakcje wymiany podwójnej

dysocjacja elektrolityczna

proces rozpadu na jony pod wpływem cząsteczek rozpuszczalnika (w tym materiale wody)

reakcja strąceniowa

reakcja chemiczna, która zachodzi w roztworze np. wodnym między jonami pochodzącymi od zmieszanych ze sobą substancji; prowadzi do powstania trudno rozpuszczalnego związku, który wytrąca się z roztworu w postaci osadu

ivvz5Pc9Gy_d5e674

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

RXLvyBqyeKBxn1

Uzupełnij luki w tekście. Wybierz właściwe określenia spośród podanych.

rozpuszczalne w wodzie, zachodzą, bardzo dobrze rozpuszczającą się, nie zachodzą, trudno rozpuszczalną, substancjami, które w wodzie rozpadają się na jony, nierozpuszczalne w wodzie, substancjami występującymi w wodzie w postaci cząsteczek

Reakcje strącania .......................................................................................................................... w roztworze wodnym między ........................................................................................................................... Substraty w tej reakcji muszą być ........................................................................................................................... Jeden z produktów zawsze jest substancją .......................................................................................................................... w wodzie.

Ćwiczenie 2

R1G2oVhmz2n0q1

Na podstawie tablicy rozpuszczalności wskaż praktycznie nierozpuszczalny w wodzie produkt, jaki powstanie w wyniku zmieszania roztworów dwóch soli: azotanu(V) srebra(I) i siarczku potasu.

${Ag}_{2} S$
${KNO}_{3}$
$KCl$
${AgNO}_{3}$
$K_{2} S$

Ćwiczenie 3

RvaFRkitxW6Aq1

Na podstawie tablicy rozpuszczalności wskaż trudno rozpuszczalny w wodzie produkt reakcji przebiegającej w roztworze wodnym pomiędzy chlorkiem cynku a wodorotlenkiem potasu.

${Zn (OH)}_{2}$
${ZnCl}_{2}$
$KOH$
$KCl$

Ćwiczenie 4

RZ4EDqg1WbeUp1

Oceń, czy podane zdania są prawdziwe, czy fałszywe.

	Prawda	Fałsz
Wszystkie sole rozpuszczalne w wodzie reagują ze sobą.	□	□
Sole mogą reagować z niektórymi wodorotlenkami.	□	□
Na podstawie tablicy rozpuszczalności można przewidzieć, które jony w roztworze będą reagowały ze sobą, tworząc trudno rozpuszczalny produkt.	□	□
Reakcja strąceniowa może zachodzić między cząsteczkami.	□	□
W reakcji strąceniowej mogą powstawać trudno rozpuszczalne wodorotlenki metali.	□	□

Ćwiczenie 5

RRMO4J70QLLZD1

Wskaż sole, które utworzą z azotanem(V) ołowiu(II) trudno rozpuszczalną w wodzie sól, i te, które nie będą z nią reagować.

sole, które będą reagować z azotanem(V) ołowiu(II)
sole, które nie będą reagować z azotanem(V) ołowiu(II)

Ćwiczenie 6

RL58rDUlusGjR1

Wskaż skrócony zapis jonowy reakcji chlorku baru z siarczanem(IV) magnezu.

${Ba}^{2 +} + {SO}_{3}^{2 −} \to {BaSO}_{3}$
${Ba}^{2 +} + {SO}_{4}^{2 −} \to {BaSO}_{4}$
${Ba}^{2+} + S^{2 −} \to BaS$
${Mg}^{2 +} + {SO}_{4}^{2 −} \to {MgSO}_{4}$
${Mg}^{2+} + {2Cl}^{−} \to {MgCl}_{2}$

Ćwiczenie 7

RbfitlAn1vKry1

W dwóch probówkach znajdowały się roztwory soli. Uczeń wykonał doświadczenie: do każdej z tych probówek dodał roztwór bromku potasu. Zauważył, że w pierwszej probówce powstał osad, w drugiej zaś nie. Wybierz pary substancji, które mogłyby dawać takie objawy reakcji.

probówka I – ${AgNO}_{3}$ → probówka II – ${{Al (NO}_{3})}_{3}$
probówka I – ${AgNO}_{3}$ → probówka II – ${AlCl}_{3}$
probówka I – ${{Al (NO}_{3})}_{3}$ → probówka II – ${AgNO}_{3}$
probówka I – ${NaNO}_{2}$ → probówka II – ${{{Al}_{2} (SO}_{4})}_{3}$
probówka I – ${{Pb (NO}_{3})}_{2}$ → probówka II – ${NaNO}_{2}$

Ćwiczenie 8

R1OWdRe2Kd5911

Ćwiczenie 9

RGT4okNC6ormM1

Glossary

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.

Litwin M., Styka‑Wlazło Sz., Szymońska J., To jest chemia 1. Chemia ogólna i nieorganiczna. Zakres rozszerzony, Warszawa 2012.

Szczypiński R., Projektowanie doświadczeń chemicznych, Warszawa 2019.

bg‑gray3

Notatnik

R2kut3EpqctPt

Wytrącanie osadów

1. Na czym polega reakcja strącania osadu i w jaki sposób można ją opisać?

2. Czy w reakcjach strącania osadów mogą brać udział inne substancje niż sole?

3. Przewidywanie przebiegu reakcji strąceniowej

4. Czy wytrącenie trudno rozpuszczalnego związku można zaplanować?

Podsumowanie

Słownik

Ćwiczenia

Bibliografia

Notatnik