Θερμική διάσπαση άλατος

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Τα προϊόντα της θερμικής διάσπασης των αλάτων εξαρτιώνται κυρίως από τη φύση του ανιόντος και δευτερευόντως από τη φύση του κατιόντος.
Τα άλατα των αλκαλίων (Na, K, Rb, Cs) είναι ιδιαίτερα σταθερά και δε διασπώνται με θέρμανση.
Τα αλογονούχα (π.χ. NaCl) και θειούχα άλατα (π.χ. MgS) είναι επίσης πολύ σταθερά στη θέρμανση.
Σε ορισμένες περιπτώσεις παρατηρούνται διασπάσεις που αντιστοιχούν σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις ή σε αυτοξειδοαναγωγές όπως στην περίπτωση των χλωρικών και υποχλωριωδών αλάτων.

Θερμική διάσπαση ανθρακικών αλάτων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ουδέτερα ανθρακικά άλατα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα ουδέτερα ανθρακικά άλατα διασπώνται προς οξείδιο του μετάλλου και διοξείδιο του άνθρακα :

CaCO3 → CaO + CO2 (στους 900°C)
ZnCO3 → ZnO + CO2

Εξαιρούνται τα άλατα των αλκαλίων δηλ. Na2CO3, K2CO3, Cs2CO3, Rb2CO3 που δε διασπώνται με θέρμανση.
Αν το οξείδιο που παράγεται είναι ασταθές, τότε αντί αυτού θα παράγεται μέταλλο και οξυγόνο :

Ag2CO3 → 2Ag + 1/2O2 + CO2

Όξινα ανθρακικά άλατα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα όξινα ανθρακικά άλατα διασπώνται αρχικά προς ουδέτερα :

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O (στους 100°C)
2NaHCO3 → Na2CO3 + Na2CO3 + H2O

Αν όμως συνεχιστεί η θέρμανση σε υψηλότερη θερμοκρασία, διασπάται και το ουδέτερο ανθρακικό άλας (εξαιρούνται τα Na2CO3, K2CO3). Η μετατροπή των όξινων αλάτων σε ουδέτερα μπορεί να γίνει τόσο σε διάλυμα όσο και στη στερεά κατάσταση.

Βασικά ανθρακικά άλατα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα βασικά ανθρακικά άλατα, που είναι συνδυασμοί ανθρακικού άλατος και υδροξειδίου του μετάλλου, διασπώνται σε οξείδιο του μετάλλου, νερό και διοξείδιο του άνθρακα :

Cu(OH)2.CuCO3 → 2CuO + H2O + CO2

και γενικά :

xCuCO3.yCu(OH)2 → (x+y)CuO + yH2O + xCO2

Θερμική διάσπαση αμμωνιακών αλάτων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα άλατα του αμμωνίου διασπώνται με δύο τρόπους ανάλογα με το ανιόν που περιέχουν :

  • Αν το ανιόν του άλατος προέρχεται από πτητικό[1] οξύ όπως στα NH4Cl (προέρχεται από το HCl), NH4Br (προέρχεται από το HBr), NH4I (προέρχεται από το HI), (NH4)2S (προέρχεται από το H2S), NH4CN (προέρχεται από το HCN), (NH4)2CO3 τότε : Αμμωνιακό άλας → ΝΗ3 + οξύ.
NH4Cl → NH3 + HCl
(NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O

Ειδικά το θειικό αμμώνιο διασπάται δύσκολα στους 300°C προς αμμωνία και όξινο θειικό αμμώνιο (NH4HSO4) το οποίο σε ψηλότερη θερμοκρασία μετατρέπεται σε πυροθειικό αμμώνιο (NH4)2S2O7) :

2(NH4)2SO4 → 2NH3 + 2NH4HSO4
2NH4HSO4 →(NH4)2S2O7 + H2O
  • Αν το ανιόν του άλατος προέρχεται από οξειδωτικό οξύ όπως είναι τα NH4NO3 (προέρχεται από το HNO3), NH4NO2 (προέρχεται από το HNO2), (NH4)2Cr2O7 (προέρχεται από το H2Cr2O7) κ.ά. τότε πραγματοποιείται αντίδραση οξειδοαναγωγής και δεν παράγεται αμμωνία :
NH4NO3 → N2O + 2H2O
NH4NO2 → N2 + 2H2O
(NH4)2Cr2O7 → N2 + 4H2O + Cr2O3

H θερμική διάσπαση του κίτρινου στερεού χλωριολευκοχρυσικού αμμωνίου (NH4)2PtCl6 χρησιμοποιείται για την παρασκευή λευκοχρύσου :

(NH4)2PtCl6 → Pt + 2NH3 + 2HCl + 2Cl2

Θερμική διάσπαση όξινων θειωδών και θειικών αλάτων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα όξινα θειώδη άλατα διασπώνται θερμικά όπως και τα όξινα ανθρακικά:

2NaHSO3 → Na2SO3 + H2O + SO2

Τα θειικά άλατα διασπώνται θερμικά προς οξείδιο του μετάλλου που περιέχουν και τριοξείδιο του θείου (SO3), το οποίο είναι στερεό που εξαχνώνεται[2]. Το οξείδιο θα περιέχει το μέταλλο με τον ίδιο αριθμό οξείδωσης που είχε στο άλας (εξαίρεση είναι ο θειικός σίδηρος (ΙΙ)). Αν το οξείδιο είναι ασταθές (π.χ. Ag2O, HgO), τότε αντί γι' αυτό θα παράγεται μέταλλο και οξυγόνο. Τα θειικά άλατα των αλκαλίων, αλκαλικών γαιών και του μαγγανίου δεν διασπώνται:

Fe2(SO4)3 → Fe2O3 + SO3
2FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3
HgSO4 → Hg + 1/2 O2 + SO3

Θερμική διάσπαση νιτρικών αλάτων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα νιτρικά άλατα των μετάλλων υφίστανται θερμική διάσπαση παράγοντας οξυγόνο και άλλα προϊόντα, η φύση των οποίων εξαρτάται από το είδος του μετάλλου. Τα νιτρικά άλατα των αλκαλίων και των αλκαλικών γαιών διασπώνται προς νιτρώδη άλατα, ενώ τα νιτρικά άλατα των μετάλλων με μικρή δραστικότητα διασπώνται παράγοντας οξείδια των μετάλλων και διοξείδιο του αζώτου :

Pb(NO3)2 → PbO + 2NO2 + 1/2 O2
KNO3 → KNO2 + 1/2 O2
NaNO2 → NaNO2 + 1/2 O2
AgNO3 → Ag + NO2 + 1/2 O2
Hg(NO3)2 → Hg + 2NO2 + O2

Θερμική διάσπαση υποχλωριωδών, χλωρικών και υπερχλωρικών αλάτων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα υποχλωριώδη άλατα είναι γενικά ασταθή και όταν θερμαίνονται μέσα σε διαλύματα αυτοξειδώνονται :

NaClO → NaClO3 + 2NaCl

Τα χλωρικά άλατα των αλκαλίων όταν θερμαίνονται προσεκτικά χωρίς καταλύτη αυτοξειδώνονται :

4NaClO3 → 3NaClO4 + NaCl

Αν συνεχιστεί η θέρμανση, τότε το NaClO4 διασπάται προς NaCl και Ο2 :

NaClO4 → NaCl + 2O2

Η διάσπαση με θέρμανση του NaClO3 μπορεί γίνει και σε χαμηλότερη θερμοκρασία με παρουσία όμως καταλύτη (MnO2) :

NaClO3 → NaCl + 3/2 O2

Θερμική διάσπαση ένυδρων αλάτων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα περισσότερα ένυδρα άλατα, όταν θερμαίνονται χάνουν το κρυσταλλικό τους νερό είτε απευθείας είτε σταδιακά και μετατρέπονται σε άνυδρα.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει η θερμική διάσπαση της γύψου CaSO4.2H2O η οποία μετατρέπεται σε "πλαστική γύψο" στους 120°C - 170°C :

2[CaSO4.2H2O] → 2CaSO4.H2O + 3H2O

Αν η θέρμανση συνεχιστεί πάνω από τους 200°C, η "πλαστική γύψος" αφυδατώνεται πλήρως δίνοντας "νεκρή γύψο" CaSO4 :

2CaSO4.H2O → H2O + 2CaSO4
CuSO4.5H2O

Ο ένυδρος θειικός χαλκός CuSO4.5H2O είναι μπλε κρύσταλλοι. Όταν θερμαίνεται στους 110°C μετατρέπεται σε CuSO4.H2O :

CuSO4.5H2O → 4H2O + CuSO4.H2O

Αν η θέρμανση συνεχιστεί, τότε στους 200°C - 300°C μετατρέπεται σε άνυδρο CuSO4 που είναι λευκή σκόνη.

CuSO4.H2O → H2O + CuSO4

Σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Εχει την ιδιότητα να μεταβάλλεται (εξατμίζεται) εύκολα σε αέριο
  2. Δηλαδή μεταβαίνει απευθείας στην αέρια φάση χωρίς να περάσει από την υγρή.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Μπαζάκης Ι. Α. "Γενική Χημεία", Αθήνα.
  2. Μανουσάκης Γ.Ε. "Γενική και Ανόργανη Χημεία", Τόμοι 1ος και 2ος, Θεσσαλονίκη 1981.
  3. Μανωλκίδης Κ., Μπέζας Κ. "Χημικές Αντιδράσεις", Αθήνα 1976.
  4. Δημητριάδης Θ. Γ. "Test Οξειδοαναγωγής", Αθήνα 1989.
  5. Τοσσίδης Ι. "Χημεία Ενώσεων Συναρμογής", Θεσσαλονίκη 1986.
  6. Μάτης Κ. Α., Γιαννακουδάκης Δ. Α. "Φυσικές Διεργασίες στη Χημική Τεχνολογία", Θεσσαλονίκη 1987.
  7. Βασιλικιώτης Γ. Σ. "Ποιοτική Ανάλυση", Θεσσαλονίκη 1980.
  8. Σπάθης Π. "Μεταλλουργία & Τεχνολογία Μετάλλων", Θεσσαλονίκη 1988
  9. Μανωλκίδης Κ., Μπέζας Κ. "Στοιχεία Ανόργανης Χημείας", Έκδοση 14η, Αθήνα 1984.

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]