Sulfaten. Samenstelling, eigenschappen en toepassingen van sulfaten

Sulfaten zijn ionische verbindingen die het anion SO. bevatten₄^2-, dat het sulfaatanion wordt genoemd.

Zwavel is een element van de 16- of VI-A-familie, wat betekent dat het 6 elektronen in zijn valentieschil heeft. Volgens de octetregel zou het nog 2 elektronen moeten ontvangen om 8 elektronen in de laatste elektronenschil te hebben en dus stabiel te zijn. Maar zwavel ondergaat octetuitbreiding, omdat het een element is dat zich in de derde periode van de tabel bevindt Periodiek, relatief groot, waardoor het meer dan acht elektronen kan opnemen in zijn in de omgeving van.

Dus, zoals hieronder te zien is, breidt het valentieniveau van zwavel zich uit om in totaal 12 elektronen te huisvesten. Maar twee zuurstofatomen zijn nog steeds niet stabiel, elk met zeven elektronen in de valentieschil, en moeten dus nog een elektron ontvangen om te stabiliseren. Om deze reden is de lading van elk van deze twee atomen -1, wat resulteert in een totale lading voor het anion van -2:

Het sulfaatanion kan afkomstig zijn van zwavelzuur (H₂ENKEL EN ALLEEN_4(aq)) hieronder weergegeven:

Zwavelzuur reageert met een base, in een neutraliserende reactie, waarbij een anorganisch zout wordt gevormd, dat ons sulfaat is, en ook water:

Generieke reactie: zwavelzuur + base → Zout (sulfaat) + Water

H₂ENKEL EN ALLEEN₄ + 2 ÇOh →Ç₂ENKEL EN ALLEEN₄+ 2 H₂O

Zie hieronder een voorbeeld waarbij kaliumsulfaat wordt gevormd:

H₂ENKEL EN ALLEEN₄ + 2 KOH →K₂ENKEL EN ALLEEN₄+ 2 H₂O

Merk op dat de nomenclatuur van een sulfaat eenvoudig door de regel wordt gedaan: sulfaat + naam van het eraan gehechte element. Bovendien worden de formules voor sulfaten gemaakt door de lading van elk ion uit te wisselen voor de elementindex, waarbij de index "1" niet hoeft te worden geschreven:

Voorbeelden:

Bij⁺¹ ENKEL EN ALLEEN₄^2- → Bij₂ENKEL EN ALLEEN₄→ sodium sulfaat

mg⁺² ENKEL EN ALLEEN₄^2- → MgSO4₄→ magnesiumsulfaat

Hier⁺² ENKEL EN ALLEEN₄^2- → Geval₄→ calciumsulfaat

Ba⁺² ENKEL EN ALLEEN₄^2- → BASO₄→ bariumsulfaat

Al⁺³ ENKEL EN ALLEEN₄^2- → Al₂(ENKEL EN ALLEEN₄)₃→ aluminiumsulfaat

Zouten die het sulfaation bevatten, zijn meestal oplosbaar in water, met uitzondering van vier: calciumsulfaat (CaSO₄), strontiumsulfaat (SrSO₄), bariumsulfaat (BaSO₄) en loodsulfaat (PbSO₄). Dit komt omdat er een hoge bindingsenergie is tussen deze kationen (Ca²⁺meneer²⁺, Ba²⁺ en Pb²⁺) en het sulfaat, aangezien ze allemaal een lading van +2 hebben en het sulfaatanion een lading van -2. Dus het verbreken van die verbinding wordt moeilijker.

Sulfaten worden gevonden in de vorm van kristalroosters, vanwege de aantrekkingskracht die tegengestelde ladingen op elkaar uitoefenen, zoals hieronder weergegeven in het geval van kopersulfaat (CuSO₄):

Sulfaten komen in de natuur voornamelijk voor in de vorm van mineralen. Zie enkele voorbeelden:

bariet → bariumsulfaat;

Gips → calciumsulfaat;

Celestiet → strontiumsulfaat;

hoekenOK → lood sulfaat;

Glauberite → dubbel calcium- en natriumsulfaat: CaNa₂(ENKEL EN ALLEEN₄)₂;

Kaliumaluin (kaliniet) → gehydrateerd dubbel kaliumaluminiumsulfaat: KAl (SO₄)2.11H₂O

Onder de belangrijkste sulfaten in het dagelijks leven hebben we calciumsulfaat, dat in watervrije vorm (zonder water) wordt gebruikt bij de vervaardiging van schoolkrijt. Wanneer het in dihydraatvorm is, (CaSO₄ .2 uur₂O), het staat bekend als gips en is overvloediger. Bij verhitting vormt het calciumsulfaathemihydraat (CaSO₄. ½H₂O), dat is gips, gebruikt in orthopedie, tandheelkundige mallen, civiele constructies en verven.

Een ander belangrijk zout is de smagnesiumsulfaat (MgSO4₄), bekend als sbitter al of Epsom-zout, dat een laxerende werking heeft en wordt gebruikt voor massages en ontspannende baden.

Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde