Siarczany. Skład, właściwości i zastosowania siarczanów

Siarczany to związki jonowe zawierające anion SO₄^2-, który jest nazywany anionem siarczanowym.

Siarka jest pierwiastkiem rodziny 16 lub VI-A, co oznacza, że ​​ma 6 elektronów w powłoce walencyjnej. Zgodnie z zasadą oktetu, musiałby otrzymać 2 elektrony więcej, aby mieć 8 elektronów w ostatniej powłoce elektronowej, a tym samym być stabilnym. Ale siarka ulega ekspansji oktetowej, ponieważ jest pierwiastkiem znajdującym się w trzecim okresie Tabeli Okresowy, będąc stosunkowo dużym, co pozwala mu pomieścić więcej niż osiem elektronów do swojego na około.

Tak więc, jak widać poniżej, walencyjność siarki rozszerza się, aby pomieścić w sumie 12 elektronów. Ale dwa atomy tlenu wciąż nie są stabilne, każdy z siedmioma elektronami w powłoce walencyjnej, dlatego potrzebuje jeszcze jednego elektronu, aby się ustabilizować. Z tego powodu ładunek każdego z tych dwóch atomów wynosi -1, co daje łączny ładunek anionu -2:

Anion siarczanowy może pochodzić z kwasu siarkowego (H₂TYLKO_4(aq)) pokazane poniżej:

Kwas siarkowy reaguje z pewną zasadą w reakcji zobojętniania, tworząc sól nieorganiczną, którą jest nasz siarczan, a także wodę:

Reakcja ogólna: kwas siarkowy + zasada → Sól (siarczan) + woda

H₂TYLKO₄ + 2 DOO →DO₂TYLKO₄+ 2 godz₂O

Zobacz przykład poniżej, gdzie powstaje siarczan potasu:

H₂TYLKO₄ + 2 KOH →K₂TYLKO₄+ 2 godz₂O

Zwróć uwagę, że nomenklatura siarczanu opiera się po prostu na zasadzie: siarczan + nazwa dołączonego do niego elementu. Ponadto wzory na siarczany powstają poprzez zamianę ładunku każdego jonu na indeks pierwiastka, przy czym indeks „1” nie musi być wpisywany:

Przykłady:

W⁺¹ TYLKO₄^2- → W₂TYLKO₄→ siarczan sodu

mg⁺² TYLKO₄^2- → MgSO4₄→ siarczan magnezu

Tutaj⁺² TYLKO₄^2- → Walizka₄→ Siarczan wapnia

Ba⁺² TYLKO₄^2- → BASO₄→ siarczan baru

Glin⁺³ TYLKO₄^2- → Glin₂(TYLKO₄)₃→ siarczan glinu

Sole zawierające jon siarczanowy są zwykle rozpuszczalne w wodzie, z wyjątkiem czterech: siarczan wapnia (CaSO₄), siarczan strontu (SrSO₄), siarczan baru (BaSO₄) i siarczan ołowiu (PbSO₄). Dzieje się tak, ponieważ pomiędzy tymi kationami występuje wysoka energia wiązania (Ca²⁺, Pan²⁺, Ba²⁺ i Pb²⁺) i siarczan, ponieważ wszystkie mają ładunek +2, a anion siarczanowy ma ładunek -2. W ten sposób zerwanie tego połączenia staje się trudniejsze.

Siarczany występują w postaci sieci krystalicznych, ze względu na przyciąganie, jakie wywierają na siebie przeciwne ładunki, jak pokazano poniżej w przypadku siarczanu miedzi (CuSO₄):

Siarczany występują w przyrodzie głównie w postaci minerałów. Zobacz kilka przykładów:

baryt → siarczan baru;

Gips → Siarczan wapnia;

Celestyta → siarczan strontu;

kątydobrze → siarczan ołowiu;

glauberyt → podwójny siarczan wapnia i sodu: CaNa₂(TYLKO₄)₂;

Ałun potasowy (kalinit) → uwodniony podwójny siarczan glinowo-potasowy: KAl (SO₄) 2.11H₂O

Wśród głównych siarczanów w życiu codziennym mamy siarczan wapnia, który w postaci bezwodnej (bez wody) jest używany do produkcji kredy szkolnej. Gdy jest w postaci dwuwodnej (CaSO₄ .2h₂O), jest znany jako gips i występuje w większej ilości. Po podgrzaniu tworzy półwodny siarczan wapnia (CaSO₄. ½H₂O), czyli gips, stosowany w ortopedii, formach dentystycznych, budownictwie cywilnym i farbach.

Kolejną ważną solą jest ssiarczan magnezu (MgSO4₄), znany jako sSól gorzka al lub Epsom, która ma działanie przeczyszczające i jest używana do masażu i relaksujących kąpieli.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii