Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał Wydrukuj

Ciekawe, czy sole mogą reagować ze sobą? Jeśli tak, to czy muszą być spełnione szczególne warunki, aby mogła zajść taka reakcja? Czy można w jakiś sposób przewidzieć jej przebieg? Podczas tej lekcji spróbujemy znaleźć odpowiedzi na te pytania.

Już wiesz
  • że sole to grupa związków chemicznych o jonowej budowie, zbudowanych z kationów metali i anionów reszty kwasowej;

  • że są sole, które rozpuszczają się w wodzie, i takie, które są w niej trudno lub praktycznie zupełnie nierozpuszczalne;

  • że na podstawie tablicy rozpuszczalności można określić, czy obecne w roztworze jony będą reagowały ze sobą, trudno rozpuszczalny w wodzie związk chemiczny.

Nauczysz się
  • przewidywać, czy w wyniku zmieszania roztworów substancji ulegających dysocjacji powstanie, czy też nie utworzy się związek trudno rozpuszczalny;

  • wyjaśniać, na czym polega reakcja strącania (strąceniowa);

  • przedstawiać równania reakcji strącania za pomocą zapisów cząsteczkowych, jonowych pełnych i jonowych skróconych.

ivvz5Pc9Gy_d5e152

1. Na czym polega reakcja strącania?

Porównanie działania roztworu chlorku sodu na roztwory azotanu(V) potasu i azotanu(V) srebra(I)
Doświadczenie 1
Problem badawczy

Porównanie przebiegu reakcji chlorku sodu z azotanem(V) potasu i azotanem(V) srebra(I).

Hipoteza

Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją.

Chlorek sodu reaguje z obiema solami.
Chlorek sodu nie reaguje z żadną z podanych soli.
Chlorek sodu reaguje tylko z azotanem(V) potasu.
Chlorek sodu reaguje tylko z azotanem(V) srebra(I).

Co będzie potrzebne
  • probówki,

  • roztwory soli: chlorku sodu, azotanu(V) potasu i azotanu(V) srebra(I).

Instrukcja
  1. Do dwóch probówek wlej takie same objętości (po ok. 2–3 cmIndeks górny 3) roztworów soli: do pierwszej – azotanu(V) srebra(I), a do drugiej – azotanu(V) potasu.

  2. Do każdej z nich dodawaj kroplami jednakową objętość (0,5 cmIndeks górny 3) roztworu chlorku sodu.

  3. Obserwuj zachodzące zmiany.

Podsumowanie

W probówce z azotanem(V) srebra(I) po wkropleniu roztworu chlorku sodu pojawia się biały osad. Po dodaniu tej soli do roztworu azotanu(V) potasu nie widać żadnych zmian.
Rozpuszczalne w wodzie sole rozpadają się na jony w wyniku procesu dysocjacji elektrolitycznej. Gdy zmieszamy roztwory dwóch soli, takich jak azotan(V) srebra(I) i chlorek sodu, w roztworze znajdą się obok siebie jony: Ag+, NO3-,  Na+, Cl-. Dwa z nich, Ag+ i Cl-, utworzą ze sobą praktycznie nierozpuszczalną w wodzie sól – chlorek srebra(I). Sól ta wytrąca się z roztworu w postaci osadu. W równaniu reakcji fakt ten zaznaczamy za pomocą strzałki skierowanej w dół i umieszczonej za wzorem soli:

AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3
azotanV srebra + chlorek sodu → chlorek srebra + azotanV sodu

Gdy zmieszamy ze sobą azotan(V) potasu i chlorek sodu, w powstałym roztworze będą znajdować się jony: K+NO3-Na+Cl-. Żadne z nich nie tworzą razem nierozpuszczalnych związków, dlatego też roztwór po zmieszaniu stanowi mieszaninę jednorodną.

Reakcja, w trakcie której po zmieszaniu ze sobą roztworów dwóch rozpuszczalnych substancji powstaje trudno rozpuszczalny związek, nazywa się reakcją strącania (strąceniową)reakcja strąceniowareakcją strącania (strąceniową). Jej istotą jest reakcja pomiędzy niektórymi jonami powstałymi z dysocjacji mieszanych ze sobą substancji.

Rq1mLq0iwLxXa1
R10dbJgIwf3VK1
ivvz5Pc9Gy_d5e252

2. Jak opisujemy reakcję strącania?

Reakcję strącania możemy przedstawić w różne sposóby. Zostanie ona omówiona na przykładzie reakcji zachodzącej podczas doświadczenia 1. Jak pamiętamy, w wyniku reakcji azotanu(V) srebra z chlorkiem sodu nastąpiło wytrącenie się chlorku srebra(I) w postaci osadu. Przemianę tę można opisać za pomocą równania reakcji w formie cząsteczkowej, tj. zawierającego wzory cząsteczkowe związków:

AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3
azotanV srebra + chlorek sodu → chlorek srebra(I) + azotanV sodu

Pamiętamy, że powyższa reakcja zachodzi w roztworze wodnym, a użyte do przeprowadzenia doświadczenia substraty są rozpuszczalne w wodzie i występują w niej w postaci jonów. Dwa z nich połączyły się ze sobą, tworząc trudno rozpuszczalny w wodzie związek chemiczny. W równaniu możemy uwzględnić postać, w jakiej występują substancje podczas reakcji:

Ag+NO3- + Na+Cl- → AgCl + NO3- + Na+

Wiecie już, że taki sposób opisu równania reakcji, w którym uwzględniono wzory wszystkich jonów obecnych w mieszaninie reakcyjnej, nazywa się zapisem jonowym pełnym. W tak przedstawionym równaniu reakcji nie używamy strzałek symbolizujących powstawanie osadu, gdyż sposób zapisu (sumaryczny wzór soli) informuje już o powstaniu trudno rozpuszczalnego produktu (brak wolnych jonów).

RpAexXrOEUY6q1

Zauważmy, że zarówno po stronie substratów, jak i produktów występują identyczne jony, a przedstawiona reakcja zachodzi tylko między dwoma rodzajami jonów: kationem srebra i anionem chlorkowym. W pełnym równaniu jonowym możemy skreślić po obu jego stronach powtarzające się jony:

R1Od2Zb3pxpeY1

Możemy więc zapisać równanie, które zawiera tylko symbole reagujących ze sobą jony:

Ag+ + Cl- → AgCl

Jest to zapis jonowy skrócony.

ivvz5Pc9Gy_d5e328

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

Działanie roztworu wodorotlenku sodu na roztwór siarczanu(VI) miedzi(II)
Doświadczenie 2
Problem badawczy

Czy roztwory wodorotlenku sodu i siarczanu(VI) miedzi(II) reagują ze sobą? Jeśli tak, to co jest efektem tej reakcji?

Hipoteza

Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją.

Roztwory wodorotlenku sodu i siarczanu(VI) miedzi(II) nie reagują ze sobą.
W wyniku zmieszania dwóch roztworów: wodorotlenku sodu i siarczanu(VI) miedzi(II) powstanie związek trudno rozpuszczalny (wydzieli się osad).

Co będzie potrzebne
  • probówki,

  • roztwory substancji: wodorotlenku sodu, siarczanu(VI) miedzi(II).

Instrukcja
  1. Do probówki wlej 2–3 cmIndeks górny 3 roztworu soli – siarczanu(VI) miedzi(II).

  2. Dodaj do niej roztwór wodorotlenku sodu.

  3. Obserwuj zachodzące zmiany.

Podsumowanie

W probówce z roztworem siarczanu(VI) miedzi(II) po dodaniu roztworu wodorotlenku sodu powstał galaretowaty niebieski osad.
W roztworach substancji użytych w doświadczeniu znajdowały się jony powstałe w wyniku dysocjacji. W roztworze soli: kationy miedzi(II) Cu2+ i aniony siarczanowe(VI) SO42-. W roztworze wodorotlenku były to jony: kationy sodu Na+ i aniony wodorotlenkowe OH-.

Ry2nYMFuPPkJn1

Po zmieszaniu obu roztworów kationy miedzi(II) i aniony wodorotlenkowe utworzyły trudno rozpuszczalny w wodzie wodorotlenek miedzi(II):

CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4
siarczanVI miedziII + wodorotlenek sodu → wodorotlenek miedzi(II) + siarczan(VI) sodu

Powyższa reakcja zachodzi pomiędzy jonami, można więc opisać ją następującym pełnym równaniem jonowym:

Cu2+SO42- + 2Na+2OH- → Cu(OH)2 + SO42- + 2Na+

Skrócony zapis jonowy tej reakcji jest następujący:

Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2
R1WTJCA2EoNKP1
Składniki roztworu powstałego po zmieszaniu siarczanu(VI) miedzi(II) z wodorotlenkiem sodu
ivvz5Pc9Gy_d5e447

4. Przewidywanie przebiegu reakcji strąceniowej

Kiedy zmieszamy ze sobą roztwory substancji, które występują w postaci jonów, to może się tak zdarzyć, że kation jednej substancji stworzy trudno rozpuszczalny związek z anionem drugiej substancji. Obserwujemy wówczas strącanie się osadu.

Aby przewidzieć, czy po zmieszaniu dwóch roztworów substancji jonowych wytrąci się osad, można wykorzystać tablicę rozpuszczalności. Na jej podstawie możemy ocenić, czy obecne w powstałej mieszaninie jony utworzą trudno rozpuszczalny związek.

R1NLBgfJdD4gw1
R1TbDrgyZpJxv1
Nagranie rozpoczyna brązowa plansza, na której pojawia się zapis planowanego przebiegu reakcji FeCl2 plus K2S. Prawa strona równania za strzałką zastąpiona jest znakiem zapytania. Poniżej pojawia się napis: Czy po zmieszaniu roztworów soli chlorku żelaza dwa i siarczku potasu powstanie trudno rozpuszczalny związek, który ulegnie wytrąceniu? Zmiana planszy, na ekranie pojawiają się dwie probówki z fioletową cieczą w środku. Probówka z lewej strony opisana jest jako FeCl2, a jony w środku to Fe dwa plus oraz Cl minus. Probówka z prawej strony opisana jest jako K2S, a jony w środku to K plus oraz S dwa minus. Probówka z prawej strony unosi się i przechyla nad probówką lewą. Zawartość probówki przelewa się do drugiej, a na ekranie pojawia się lupa, która najeżdża na miejsce zetknięcia obu cieczy, po czym powiększa się na cały ekran. Ekran wypełnia fioletowo różowe tło, na którym pojawiają się stopniowo symbole jonów: Fe dwa plus, Cl minus, S dwa minus oraz K plus. Poniżej pojawia się napis Czy któreś z nich tworzą jakiś nierozpuszczalny związek? Zmiana planszy, pojawia się tablica rozpuszczalności soli i wodorotlenków. Zaznaczone zostają wiersz dla kationu żelaza Fe dwa plus oraz kolumna anionu siarczkowego S dwa minus. Na ich przecięciu pole zostaje wyróżnione kolorem zielonym. Zawiera ono literę N, nad którą pojawia się napis Nie rozpuszcza się w wodzie. Tablica rozjaśnia się, na jej tle pojawia się żółty prostokąt z napisem FeS, siarczek żelaza dwa wytrąci się z roztworu. Powrót do tablicy rozpuszczalności, tym razem zaznaczone zostają wiersz dla kationu potasu K plus oraz kolumna anionu chlorkowego Cl minus. Na ich przecięciu pole zostaje wyróżnione kolorem zielonym. Zawiera ono literę R, nad którą pojawia się napis Sól rozpuszczalna w wodzie. Powrót do animacji przelewania jednej zawartości probówki do drugiej. Na dno probówki opadają ciemne skrawki tworząc osad. Ponownie pojawia się lupa powiększająca zawartość probówki. Na fioletowo różowym tle pojawia się zapis reakcji wraz z opisem słownym: FeCl2, czyli chlorek żelaza dwa oraz K2S, czyli siarczek potasu reagują ze sobą, tworząc FeS, czyli siarczek żelaza dwa w postaci osadu oraz dwa atomy KCl, czyli chlorku potasu. Poniżej pojawiają się dodatkowe zapisy tej reakcji: jonowy pełny i jonowy skrócony. Wynika z nich, że w reakcji biorą udział jony Fe dwa plus oraz S dwa minus, które reagują ze sobą tworząc sól o wzorze FeS.
RJKGApVx7NtKA1
R1D8SF3c7eUb91
ivvz5Pc9Gy_d5e492

5. Czy wytrącenie trudno rozpuszczalnego związku można zaplanować?

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

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

RXC2ySVO6CZo61
R150RwhNIDFSf1

Fosforan(V) wapnia może powstać w wyniku zmieszania ze sobą roztworów odpowiednich soli. Poniżej przedstawiono przykłady dwóch możliwych reakcji otrzymywania fosforanu(V) wapnia:

  1. Reakcja fosforanu(V) potasu z chlorkiem wapnia

    1. zapis cząsteczkowy: 2K3PO4 + 3CaCl2 → Ca3(PO4)2↓ + 6KCl

    2. zapis jonowy pełny: 6K+ + 2PO43- + 3Ca2+ + 6Cl- → Ca3(PO4)2 + 6K+ + 6Cl-

    3. zapis jonowy skrócony: 2PO43- + 3Ca2+ → Ca3(PO4)2

  2. Reakcja fosforanu(V) sodu z azotanem(V) wapnia

    1. zapis cząsteczkowy: 2Na3PO4 + 3Ca(NO3)2 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaNO3

    2. zapis jonowy pełny: 6Na+ + 2PO43- + 3Ca2+ + 6NO3- → Ca3(PO4)2 + 6Na+ + 6NO3-

    3. zapis jonowy skrócony: 2PO43- + 3Ca2+ → Ca3(PO4)2

Reakcje strącania zachodzące w wodzie między solami oraz solami i wodorotlenkami są przykładami reakcji wymiany:

sól 1 + sól 2 → sól 3↓ + sól 4
sól 1 + wodorotlenek 2 → wodorotlenek 1↓ + sól 2
ivvz5Pc9Gy_d5e570

Podsumowanie

  • Sole mogą w roztworze wodnym reagować z innymi solami i wodorotlenkami, pod warunkiem że w reakcji tej powstają trudno rozpuszczalne produkty.

  • Jeśli zachodzi reakcja między dwiema solami, to produktem trudno rozpuszczalnym jest również sól.

  • Reakcje zachodzące w roztworze wodnym pomiędzy jonami pochodzącymi od dwóch różnych substancji, które razem tworzą trudno rozpuszczalny związek, nazywa się reakcjami strącania (strąceniowymi).

  • Reakcje strącania można przewidzieć na podstawie tablicy rozpuszczalności, sprawdzając, czy jony, które znajdą się w roztworze po zmieszaniu dwóch rozpuszczalnych substancji, połączą się ze sobą w związek trudno rozpuszczalny w wodzie.

  • Reakcja między solami oraz między solami i wodorotlenkami są przykładami reakcji wymiany.

Praca domowa
Polecenie 1.1

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

ivvz5Pc9Gy_d5e629

Słowniczek

reakcja strąceniowa
reakcja strąceniowa

reakcja chemiczna zachodząca w roztworze wodnym między jonami pochodzącymi od zmieszanych ze sobą substancji, prowadząca do powstania trudno rozpuszczalnego związku, który wytrąca się z roztworu w postaci osadu

ivvz5Pc9Gy_d5e674

Zadania

Ćwiczenie 1
R10gRj8wFQORn1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 2
RKc1E2iwTTLEA1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 3
RVTV0dM38f8mg1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 4
REQfwsglEq8uj1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 5
R1ITum9uFa2jA1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 6
Rd6pIf637YZar1
zadanie interaktywne
Ćwiczenie 7
R1danQQmijSsk1
zadanie interaktywne