Sraženiny a HSAB teorie (OACH II)

Tato kapitola patří také spíše do náplně OACH II, ale kvůli sumarizaci informací o srážení je uvedena i zde. Zatím jsme se věnovali oxoaniontům a fluoridům, ale o rozpustnosti musíme uvažovat i u ostatních sloučenin, tedy především ostatních aniontů (S2–, Br–, I–, CN–…)

Rozpustnost těchto sloučenin se dá systematizovat pravidly teorie HSAB (Hard and Soft Acid-Base Principle). Pravidlem zde je, že tvrdá Lewisova kyselina přednostně reaguje s tvrdou Lewisovou bází a naopak měkké Lewisovy kyseliny dávají přednost měkkým Lewisovým bázím. Tvrdost je pak dána velikostí, nábojem a elektronegativitou (kombinací hodnot IE a EA). Příklady jsou uvedeny v Tab. 2.

[HA(:SB)n]  +  [SA(:HB)n]  ⟶  [ HA(:HB)n]  +  [SA(:SB)n]

Tabulka 2. HSAB

Hard acids (HA) mají nižší elektronovou afinitu a vysokou ionizační energií, většinou se jedná o kationy. Např. kationty se stabilní elektronovou konfigurací (Ba2+) nebo s velkým nábojem (Ti4+), ale také BF3 nebo Al(CH3)3.

H+, Li+, Be2+
Ba2+, Sr2+, K+, Sc3+
Fe3+, Ti4+, Sn4+, Al3+

Středně silné kyseliny

Cu2+, Co2+, Zn2+
Fe2+, Ni2+, Pb2+

Soft acids (SA) jsou velké částice s nižší nábojovou hustotou, které jsou snadno polarizovatelné (většinou kationty ušlechtilých kovů s relativně velkou elektronegativitou).

Au+, Ag+, Cu+, Pt2+
Hg2+, Tl+, Cd2+, Pd2+

Hard bases (HB) jsou malé, obtížně polarizovatelné a/nebo obtížně oxidovatelné, často aniontové povahy.

H2O, OH–, O2–, F–
NH3, CH3COO–
SO42–, NO3–

Středně silné báze

Cl–, NO2–, SO32–

Soft bases (SB) jsou velké snadno polarizovatelné a snadno oxidovatelné částice.

S2–, CO, Br–, I–
SCN–, CN–


Například při reakci rozpustného dusičnanu stříbrného a rozpustného bromidu sodného dochází k vyloučení sraženiny nerozpustného bromidu stříbrného.

Roztok dusičnanu stříbrného obsahuje solvatované anionty Lewisovsky tvrdé povahy (NO3–) a solvatované kationty Ag+, které jsou Lewisovsky měkké. Pokud k takovému roztoku přidáme roztok soli, která obsahuje Lewisovsky měkký aniont (sulfid, jodid, bromid, ale ne fluorid), preferuje měkký kation Ag+ Lewisovsky měkčí protějšek a vznikne sraženina (AgBr).

Na závěr je důležité si uvědomit, že ani jedna z uvedených teorií není 100% aplikovatelná a existuje řada výjimek. Hlavně tehdy, když při nadbytku aniontů dochází k tvorbě komplexních částic. Toto chování již bylo zmíněno v kapitole 4.2. Např.:

nebo

Následující tabulka obecně shrnuje látky uvedené v přehledu rozpustnosti. Je třeba ale stále mít na paměti, že takové shrnutí obsahuje výjimky a nepravidelnosti.

Tabulka 3. Zjednodušená pravidla rozpustnosti
Rozpustné ve vodě Důležité výjimky (nerozpustné)
Soli kovů 1. skupiny a amonné soli KClO4
Dusičnany (všechny), chlorečnany, chloristany a octany
Fluoridy, chloridy, bromidy a jodidy AgX, Hg2X2, PbX2 (X = Cl, Br nebo I), LiF
Prakticky nerozpustné ve vodě Důležité výjimky (rozpustné)
Uhličitany a fosforečnany

Sírany kovů alkalických zemin
Soli kovů 1. skupiny, Tl+ a NH4+

MgSO4, hydráty těchto síranů bývají rozpustnější (např. BeSO4.4H2O i když BeSO4 je za norm. teploty ve vodě téměř nerozpustný)
Všechny hydroxidy Hydroxidy kovů 1. skupiny, Tl(OH), hydroxidy Ba2+, Sr2+ a Ca2+ jsou špatně rozpustné
Všechny sulfidy Sulfidy kovů 1. a 2. skupiny (MgS, CaS a BaS jsou mírně rozpustné), sulfid amonný
Všechny šťavelany Šťavelany kovů 1. skupiny; šťavelan amonný je hůře rozpustný

Naposledy změněno: čtvrtek, 14. července 2022, 10.59