Soli

Soli su ionski spojevi. Građeni su od iona - kationa (pozitivno nabijeni) i aniona (negativno nabijeni). Izvori kationa jesu metali (magnezijev, natrijev, željezov...) i amonijak (amonijev kation), dok su izvori aniona kiseline (klorid, sulfat, acetat...).

Soli nemaju točnu kemijsku formulu, već formula predstavlja najmanji odmjer kationa i aniona unutar jedne jedinične ćelije. Pa tako oznaka NaCl označava da je odmjer kationa Na⁺ i aniona Cl^- 1:1.
Formula NaCl ne označava molekulsku formulu, zato što to nije molekula već ionski skoj. Takva formula označava da se radi o jednoj formulskoj jedinki natrijeva klorida.

Pri sobnoj temperaturi, soli su čvrste tvari, relativno visokoga tališta i vrelišta. U čvrstome stanju ne provode električnu struju, dok taline i vodene otopine provode električnu struju. Većina je soli dobro topljiva u vodi, a vodene otopine soli mogu biti kisele, lužnate ili neutralne.

Dobivanje soli

Postoji pet načina dobivanja soli. To su:

• reakcija metala i nemetala - nastaje sol

2K(s) + Cl₂(g) → 2KCl(s)

• reakcija metala i kiseline - nastaju sol i vodik

Mg(s) + H₂SO₄(aq) → MgSO₄(aq) + H₂(g)

Bitno je za naglasiti da određeni metali ne reagiraju s ne reagiraju sa svim kiselinama. Primjer tomu jest bakar koji reagira samo s oksidirajućim kiselinama kao što su dušična kiselina i vruća sumporna kiselina. Također, razlikuju se reakcije bakra s koncentriranom i razrijeđenom dušičnom kiselinom.

U koncentriranoj dušičnoj kiselini:

4H­NO₃(konc.) + Cu(s) → Cu(NO₃)(aq) + 2NO₂(g) + 2H₂O(l).

U razrijeđenoj dušičnoj kiselini:

8H­NO₃(aq) + 3Cu(s) → 3Cu(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) + 4H₂O(l).

U koncentriranoj vrućoj sumpornoj kiselini:

Cu(s) + 2H₂SO₄(konc., vruća) → CuSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l).

• reakcija oksida metala i kiseline - nastaju sol i voda

CuO(s) + H₂SO₄(aq) → CuSO₄(aq) + H₂O(l)

• reakcija lužine i oksida nemetala - sol i voda

Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g) → CaCO₃(s) + H₂O(l)

• reakcija neutralizacije (lužina i kiselina) - nastaje sol i voda

Mg(OH)₂(aq) + 2HNO₃(aq) → Mg(NO₃)₂(aq) + 2H₂O(l)

Topljivost

Topljivost neke soli u vodi ovisi o temperaturi pa se soli, čije je otapanje endoterman proces, bolje otapaju u vrućoj vodi, dok soli, čije je otapanje edoterman proces, povećavaju topljivost snižavanjem temperature. No i pored toga topljivost soli ovisi i o njihovoj građi.

Topljivost je najveća količina soli koja se može otopiti u određenom volumenu otapala. Sol se otapa dok otopina ne postane zasićena, a neotopljeni su kristali u ravnoteži s otopljenim ionima. Ovisi o temperaturi.

Kako je otapanje soli ravnotežan proces, tako je za tu reakciju moguće raspisati konstantu ravnoteže koju nazivano ravnotežna konstanta otapanja soli.

Pomoću tog izraza, ukoliko je poznata ravnotežna konstanta, moguće je izračunati ravnotežne koncentracije oba iona.

pH-vrijednost vodenih otopina soli i hidroliza soli

Soli nastaju neutralizacijom. Neutralizacija se tako naziva jer se u molekuli vode spajaju hidroksidni (bazični) i vodikovi (kiseli) ioni. No pH vrijednost otopine neke soli ovisi o jačini njenih kationa i aniona pa, kao i u životu, vrijedi pravilo "tko je jači, taj kvači".

Dakle pH = 7 imaju otopine soli građene od kationa jakih baza i aniona jakih kiselina i soli građene od kationa slabih baza i aniona slabih kiselina.
pH › 7 imaju soli građene od kationa jake baze i aniona slabe kiseline.
pH ‹ 7 imaju soli građene od kationa slabe baze i aniona jake kiseline.

Da bi se mogao odrediti pH otopine određene soli, potrebno je poznavati koji su to kationi jakih baza, a koji su to anioni jakih kiselina.
U jake baze ubrajamo lužine prve i druge skupine elemenata (KOH, NaOH, Mg(OH)₂, Ca(OH)₂...).
U jake kiseline ubrajamo kloridnu (HCl), bromidnu (HBr), jodidnu (HI), perkloratnu (HClO₄), sumpornu (H₂SO₄) i dušičnu (HNO₃) kiselinu.

Razlog različitih pH vrijednosti otopina soli jest hidroliza soli.
Jaki kationi i anioni ne hidroliziraju i ne reagiraju s molekulama vode jer u potpunosti disociraju, i njihova veza s vodom je isključivo fizikalna (ion -dipol).

Na sljedećem prikazu pokazano je kako hidrolizira sol koja sadrži kation slabe baze.

Na sljedećem prikazu pokazano je kako hidrolizira sol koja sadrži anion slabe kiseline.

Na sljedećem prikazu pokazano je kako hidrolizira sol koja sadrži i kation slabe baze i anion slabe kiseline.