Sole to związki, w których występuje wiązanie jonowe, skłądające się z kationu(ów) i anionu(ów). Inna, węższa definicja soli, oparta na teorii kwasów i zasad Arrheniusa, mówi, że są to związki kwasów i zasad.
Sole sanowią bardzo różnorodną grupę związków chemicznych. Ich wspólną cechą jest jednak to, że nigdy nie istnieją w postaci osobnych cząsteczek, np. NaCl. Z tego powodu nie można narysować ich wzoru strukturalnego – wzory soli rysowane np. w gimnazjum nie mają większego sensu, służą tylko ułatwieniu określenia wzoru sumarycznego. W stanie stałym sole tworzą sieć krystaliczną zbudowaną z jonów dodatnich (kationów) i ujemnych (anionów), której średni skład odpowiada wzorowi soli. W roztworze wodnym tworzą solwatowane, osobne jony. W stanie stopionym tworzą ciecz składającą się również z jonów.
Cechy charakterystyczne dla praktycznie wszystkich soli to:
Dwie pierwsze cechy są skutkiem obecności wiązań jonowych – kationy i aniony przyciągają się bardzo silnie, wobec czego pokonanie tych oddziaływań i przeprowadzenie soli w stan ciekły lub gazowy wymaga bardzo dużych ilości energii. Dopiero niedawno odkryto organiczne sole, które są ciekłe w temperaturze pokojowej – tzw. ciecze jonowe. Jeśli sól jest rozpuszczalna w wodzie, to jej roztwór ma następujące właściwości:
Kiedy rozpuszczamy sól w wodzie, następuje oderwanie jonów z sieci krystalicznej. Jony są utrzymywane w tej sieci przez oddziaływania elektrostatyczne, z którymi wiąże się pewna energia. Z termodynamiki wiemy, że „same z siebie” zachodzą tylko procesy egzotermiczne. Nasuwa się więc pytanie, skąd bierze się energia potrzebna do rozpuszczenia soli? Otóż składają się na nią dwa czynniki. Pierwszym z nich jest wzrost entropii (nieuporządkowania) – powstający roztwór jonów jest bardziej nieuporządkowany niż kryształ i czysty rozpuszczalnik, co powoduje przesunięcie stanu równowagi w kierunku powstawania roztworu. Drugim jest solwatacja jonów – czyli wiązanie się jonów z cząsteczkami rozpuszczalnika, przy którym wydziela się energia. Solwatacja zachodząca w wodzie nosi nazwę hydratacji. W roztworze wodnym jon sodu jest związany z 5 cząsteczkami wody, natomiast jon magnezu – aż z 15. Niekiedy oba te czynniki nie równoważą energii potrzebnej do rozerwania sieci krystalicznej – wtedy sól jest nierozpuszczalna, jak np. CaCO3.
Ponieważ sole, zgodnie z jedną z definicji, są związkami kwasów i zasad, można otrzymać je przez reakcję kwasu z zasadą. Reakcję taką nazywamy zobojętnianiem.
Jeśli mamy do czynienia z kwasem więcej niż jednoprotonowym, do zobojętnienia którego użyjemy za mało zasady, mogą się tworzyć wodorosole (dawniej nazywane solami kwaśnymi):
Działa to także w drugą stronę, czyli jeśli mamy do czynienia z wielowodorotlenową zasadą i zobojętnimy ją zbyt małą ilością kwasu, mogą się tworzyć hydroksysole (dawniej sole zasadowe):
Sole można także otrzymać na następuące sposoby:
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2↑
Cu + 2 AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2 Ag
2 Na + S → Na2S
MgO + SO3 → MgSO4
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
CuO + HCl → CuCl2 + H2O
K2SO3 + 2 HNO3 → 2 KNO3 + H2SO3
CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2↓
Na2CO3 + FeSO4 → Na2SO4 + FeCO3↓
↓ oznacza, że produkt jest nierozpuszczalny i wytrąca się z roztworu. ↑ oznacza, że produkt jest gazem i ulatnia się z roztworu.
Wszystkie sole nazywamy według podobnego schematu: na początku wymieniamy nazwę kwasu z końcówką -an (gdy nazwa kwasu kończy się na -owy), -yn (jeśli nazwa kwasu kończy się na -awy) lub -ek (jeśli jest to kwas beztlenowy), a następnie nazwę metalu (ew. metali w porządku alfabetycznym) w dopełniaczu. Jeśli metal może tworzyć związki na więcej niż jednym stopniu utlenienia, podajemy stopień utlenienia metalu. Zamiast stosować końcówki -an i -yn można także stosować stopnie utlenienia atomu niemetalu w kwasie. Czasem może to jednak prowadzić do nieporozumień, ponadto tego typu nazwy nie widnieją w katalogu żadnej z firm dostarczających odczynniki. Oto przykłady:
Oczywiście wodoro- i hydroksysole też mają swoje nazwy. Tworzymy je, używając przedrostka wodoro- lub hydroksy-. Bardziej skomplikowane wodorosole nazywamy jak sole wodoru. Oto przykłady:
Wiele soli, zwłaszcza metali przejściowych, tworzy związki z wodą. Związki takie nazwamy hydratami lub solami uwodnionymi. Przykładem takiej soli jest CuSO4 · 5 H2O lub 2 CaSO4 · H2O. Sól uwodnioną CuSO4 · 5 H2O można nazwać na kilka sposobów: pentahydrat siarczanu miedzi(II), siarczan miedzi(II) 5 hydrat lub siarczan miedzi(II) pięciowodny. Zamiast słowa „hydrat” można także używać słowa „wodzian”, będącego polskim odpowiednikiem.
Artykuł napisali:
Tweenk i MaLuTkI