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:
- Найти в левом столбце катион (положительно заряженный ион);
- Найти в верхнем ряду анион (отрицательно заряженный ион);
- 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:
- Гидроксиды и сульфиды щелочных металлов хорошо растворяются, а щелочноземельных – плохо;
- Сульфаты и галогениды щелочных металлов более растворимы;
- Устойчивость карбонатов и фосфатов падает при переходе к тяжелым s-металлам.
| Элемент | Хлорид | Сульфат |
| Na | Р | Р |
| Mg | Р | Р |
| Al | Р | Н |
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.