DYSOCJACJA ROZPUSZCZALNYCH SOLI RTĘCI,
 ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW SOLI RTĘCI

Istnieje dość powszechne przekonanie, że rozpuszczalne w wodzie sole są niemal całkowicie zdysocjowane. I to niezależnie czy pochodzą od mocnych czy słabych kwasów i zasad. Np. octan sodu traktuje się jako całkowicie zdysocjowany, w odróżnieniu od słabo dysocjującego macierzystego kwasu octowego. Niestety, przekonanie to jest w znacznej mierze nieprawdziwe. Stopień dysocjacji przeciętnie stosowanych roztworów typowych soli (o stężeniu kilku-kilkunastu procentowym) wynosi przeciętnie 40-80%. Tak więc trafniejsze może być twierdzenie, że typowe sole są raczej źle, niż dobrze zdysocjowane. Nie ma to znaczenia podczas oznaczeń analitycznych metodami wagowymi (strąceniowymi) i miareczkowymi. W miarę dodawania odczynnika-reagenta, przesuwa się równowaga dysocjacji praktycznie do końca. Zupełnie inna sytuacja jest wtedy, gdy używa się roztworów soli jako wzorców stężeniowych np. kationów podczas oznaczeń kolorymetrycznych. Nieuwzględnienie faktu niewielkiego stopnia dysocjacji takiego wzorcowego roztworu soli prowadzić może do znacznych błędów wyników analizy.

Do szczególnie słabo zdysocjowanych spośród dobrze rozpuszczalnych soli należy jodek kadmu (1-procentowy roztwór CdI2 ma stopień dysocjacji zaledwie 0,03 czyli 3%) oraz wiele soli rtęci. Z drugiej strony - wiele osadów innych soli rtęci różni się znacznie rozpuszczalnością. Proponuję, aby za pomocą jednej serii prostych eksperymentów porównać z jednej strony stopień dysocjacji trzech rozpuszczalnych soli rtęci oraz porównać rozpuszczalność trzech osadów soli rtęci.

Przygotować trzy roztwory o identycznych stężeniach (molowych) następujących trzech soli rtęci:

Uwaga: wszystkie sole rtęci są silnie trujące! Odpadki po doświadczeniach należy gromadzić i przekazać do utylizacji. Zapobiec kontaktowi związków rtęci z przedmiotami aluminiowymi.

W trzech kolejnych probówkach umieścić po kilka ml sporządzonych roztworów soli rtęci; dodać do każdej z nich  nieco roztworu siarczku np. Na2S. Zanotować wyniki w tabeli (wszędzie strącają się czarne osady siarczku). W drugiej serii użyć roztworu KI (unikać nadmiaru odczynnika strącającego!). W trzeciej serii doświadczeń użyć roztworu NH4SCN (tu także unikać nadmiaru!).

Zamiast rodanku można użyć wodorowęglanu sodu NaHCO3. Brunatny osad zasadowego węglanu rtęci ma podobną rozpuszczalność jak rodanek rtęci.

 

Na2S

KI

NH4SCN

0,1 M   Hg(NO3)2

 ↓

 ↓

 ↓

0,1 M   HgCl2

 ↓

 ↓  

  O

0,1 M   Hg(CN)2

 ↓

 O

  O

Symbol:     ↓  oznacza strącenie osadu (siarczek rtęci jest czarny, jodek jest czerwony, a rodanek rtęci jest biały)
Symbol:     O  oznacza że produkt się nie strąca

Zachodzące procesy są reakcjami jonowymi:

Hg2+  +  S2─  = ↓  HgS     (czarny)
Hg2+  +  2 I─  = ↓  HgI2   (czerwony)
Hg2+  +  2 SCN─  = ↓  Hg(SCN)2   (biały)

Warto zwrócić uwagę na logikę dalszego rozumowania. Spośród trzech roztworów soli rtęci są związki o różnym stopniu dysocjacji, a spośród ewentualnie strącających się trzech osadów - są osady o różnej rozpuszczalności. Roztwór soli rtęci z którego strącają się wszystkie trzy osady (a więc również osad najlepiej rozpuszczalny) - jest najlepiej zdysocjowany. Tą solą jest azotan rtęci. Natomiast z roztworu cyjanku rtęci strąca się tylko jeden osad (siarczek). Cyjanek rtęci jest więc najgorzej zdysocjowaną z badanych tu rozpuszczalnych soli rtęci. Jeśli pomimo to strąca się z tego roztworu czarny osad siarczku, to dowód, że siarczek rtęci jest najtrudniej rozpuszczalnym osadem. Biały osad rodanku rtęci strąca się tylko z roztworu najlepiej zdysocjowanej soli rtęci (azotanu); jest więc osadem najłatwiej rozpuszczalnym.

Stopień dysocjacji rozpuszczalnych soli rtęci zmienia się następująco:     Hg(NO3)2  > HgCl2  >  Hg(CN)2
Rozpuszczalność osadów soli rtęci zmienia się następująco:     Hg(SCN)2  > HgI2  >  HgS

Tu należałoby być może dodać dygresję. Zupełnie poprawnie, o kolejności strącania osadów decydują nie iloczyny rozpuszczalności, ale rozpuszczalności związków. Podobnie jak o zachodzeniu reakcji utleniania decydują wartości potencjałów rzeczywistych redoks, a nie wartości potencjałów standardowych redoks. Jest to często mylone...

Chlorek rtęci jest związkiem w którym wiązania mają w znacznym stopniu charakter atomowy, a nie jonowy. Potwierdzeniem może być zupełnie nietypowa dla związków jonowych dobra rozpuszczalność chlorku rtęci w rozpuszczalnikach organicznych (aceton, metylocellosolve) oraz duża lotność (nie bez powodu tradycyjna, alchemiczna jeszcze jego nazwa to: sublimat). W wodnym roztworze HgCl2 istnieją w znacznych stężeniach złożone (kompleksowe) jony HgCl+ . Na tworzeniu kompleksów chlorkowych rtęci oparta jest metoda miareczkowego oznaczania anionów chlorkowych za pomocą mianowanego roztworu azotanu rtęci.

Młodzi entuzjaści chemii czasem proszą o podarowanie im jakiejkolwiek soli rtęci do sporządzenia rodanku rtęci (do pokazu „węża faraona”). Powinni oni wiedzieć, że do tego celu nadaje się jedynie azotan rtęci; posłużenie się łatwiej dostępnym chlorkiem rtęci daje negatywny wynik...

Również odczynnik do wykrywania soli kobaltu (rodanortęcian) należy sporządzać z azotanu, a nie chlorku rtęci...

LITERATURA
J.Chem.Educ. 73, 421 (1996). [Sole: substancje źle zdysocjowane?]

Tomasz Pluciński
nowy adres:  tomasz.plucinski@ug.edu.pl 

F strona główna