Таблица растворимости химических элементов: свойства и особенности соединений

Таблица растворимости химических элементов является важнейшим инструментом для прогнозирования возможности протекания химических реакций и понимания свойств веществ. Давайте разберем основные особенности и способы использования этой таблицы.

Назначение и области применения таблицы растворимости химических элементов

Таблица растворимости представляет собой свод данных о растворимости в воде наиболее распространенных неорганических кислот, оснований и солей. Она позволяет определить, будет ли данное вещество растворяться в воде и не выпадет ли при этом осадок.

Таблица растворимости указывает предельную концентрацию насыщенного раствора электролита в граммах на 100 г воды при определенной температуре.

Основные области использования таблицы растворимости:

• Прогнозирование возможности протекания химических реакций между электролитами с образованием осадка;
• Расчет произведения растворимости для труднорастворимых электролитов;
• Определение растворимости веществ в зависимости от температуры, давления и pH среды.

Как пользоваться таблицей растворимости

Чтобы определить, растворяется ли конкретное вещество в воде, необходимо:

1. Найти в левом столбце катион (положительно заряженный ион);
2. Найти в верхнем ряду анион (отрицательно заряженный ион);
3. Посмотреть на пересечение строки и столбца - там будут условные обозначения растворимости.

Например, для хлорида бария BaCl₂:

• Ba²⁺ - хорошая растворимость;
• Cl^- - хорошая растворимость;
• На пересечении Ba²⁺ и Cl^- стоит «Р», значит хлорид бария растворим.

Прогнозирование возможности протекания реакций

Если в результате взаимодействия двух электролитов может получиться труднорастворимое или нерастворимое вещество, то реакция пойдет с образованием осадка или газа. Например:

AgNO₃ + NaCl = AgCl ↓ + NaNO₃

Хлорид серебра AgCl нерастворим, поэтому выпадет в осадок. Значит, реакция может протекать.

Таким образом, используя таблицу растворимости, можно предсказать, как будет протекать та или иная реакция между электролитами в водных растворах.

Особенности соединений s-, p-, d-элементов по данным таблицы растворимости

Соединения элементов, расположенных в разных группах и периодах Периодической системы Д.И. Менделеева, имеют свои особенности растворимости.

Растворимость соединений s-элементов

Элементы главных подгрупп (s-элементы) образуют в основном соли с ковалентной полярной или ионной химической связью. Большинство солей s-элементов I и II групп хорошо растворимы в воде и проявляют свойства сильных электролитов.

Гидроксиды и сульфиды s-элементов II группы (Ca, Sr, Ba) плохо растворяются в воде, за исключением сульфидов щелочных металлов.

Соединения s-элементов последующих групп Периодической системы в основном нерастворимы или малорастворимы в воде.

Закономерности растворимости соединений р-элементов

Характерной особенностью элементов p-групп является образование ковалентной полярной связи в соединениях с водородом и металлами. Их оксиды и гидроксиды проявляют кислотно-оснόвные свойства.

• Галогениды (кроме F) и сульфаты р-элементов хорошо растворимы;
• Оксиды и гидрококсиды амфотерны, но большинство нерастворимы;
• Растворимость солей увеличивается с ростом степени окисления элемента.

Образование комплексных ионов d-элементами

Элементы d-групп способны проявлять различные степени окисления и образовывать комплексные соединения - «комплексы». Это существенно влияет на растворимость их солей.

• Соли железа(II) обычно растворимы, а железа(III) - нет, т.к. ионы Fe3+ склонны к комплексообразованию.
• Соли кобальта(II) и никеля(II) тоже комплексуют и хорошо растворяются в отличие от менее стабильных комплексов меди(II).

Сравнительная характеристика растворимости солей элементов главных подгрупп

Сравнивая растворимость аналогичных солей элементов главных подгрупп, можно заметить следующие закономерности:

1. Гидроксиды и сульфиды щелочных металлов хорошо растворяются, а щелочноземельных – плохо;
2. Сульфаты и галогениды щелочных металлов более растворимы;
3. Устойчивость карбонатов и фосфатов падает при переходе к тяжелым s-металлам.

Как видно из таблицы, хлориды растворимы, а сульфат алюминия уже не растворяется в воде.

Влияние степени окисления на растворимость соединений переходных металлов

Переходные металлы могут проявлять разные степени окисления, образуя соединения с разной растворимостью. Чем выше степень окисления, тем сильнее полярность связи металл-лиганд и выше растворимость.

Например, оксид хрома(II) CrO не растворяется в воде, а оксид хрома(VI) CrO₃ хорошо в ней растворяется, образуя хромовую кислоту H₂CrO₄.

Применение данных о растворимости веществ на практике

Данные таблицы растворимости химических элементов широко используются на практике – при проведении химических реакций, планировании синтезов, в бытовой химии и промышленности.