Разложение солей

Разложение солей можно разделить на две большие группы:

1. Окислительно-восстановительное
2. Не окислительно-восстановительно

То, к какой из групп будет относится разложение той или иной соли зависит от ее состава: для протекания ОВР необходимо наличие в соли довольно сильного окислителя:S⁺⁶ N⁺⁵ N⁺³ Cl⁺ⁿ и другие галогены в положительной СО, Mn⁺⁷, Mn⁺⁶, Cr⁺⁶, восстановитель же найдется всегда, им может быть (часто и бывает) O^-2 или металл, если он в низкой СО  и способен окисляться до более устойчивой СО, например Fe⁺² в Fe⁺³ или Mn⁺² в Mn⁺⁴ (также может быть с оловом: из +2 в +4 и Cr из +2 в +3).

Продуктами «ОВРного» разложения солей часто являются оксиды, содержащие элемент-окислитель в устойчивой СО и кислород.

Продуктами «не ОВРного» разложения являются «составные части» разлагающейся соли, т.е. это могут быть кислотный и основный оксид, из которых образована эта соль или (в случае солей аммония) это аммиак и кислота, с которой он должен был прореагировать, чтобы образовать данную соль. 

1.Разложение карбонатов

Разложение карбонатов относится к не ОВРному типу, поскольку СО +4 для углерода устойчива и окислительных свойств он не проявляет, соответственно, карбонаты разлагаются на углекислый газ и оксид соответствующего металла, при этом изменения степеней окисления не происходит. Стоит помнить, что карбонаты щелочных металлов не разлагаются, за исключением карбоната лития.

Li₂CO₃ → Li₂O + CO₂

CaCO₃ → CaO + CO₂

MgCO₃ → MgO + CO₂

2. Разложение гидрокарбонатов

Разложение кислых солей, как мы увидим на следующих примерах, происходит сначала с выделением соответствующей кислоты (которая может разлагаться, если она неустойчива, например, угольная кислота распадется на углекислый газ и воду) и средней соли. Средняя соль при дальнейшем прокаливании может разлагаться (возможен вариант, что дальнейшего разложения не будет, например, если в ходе разложения кислой соли получится карбонат натрия, то он дальше разлагаться не будет, поскольку это карбонат ЩМ, а вот карбонат кальция разлагаться будет – см. п.1.)

Гидрокарбонаты разлагаются на карбонаты, углекислый газ и воду (можно представить что гидрокарбонат это смесь карбоната и угольной кислоты, в первую очередь разлагается угольная кислота)

2NaHCO₃ → Na₂CO₃•H₂CO₃

H₂CO₃ → CO₂ + H₂O

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

3. Разложение сульфатов

Разложение сульфатов относится к ОВРному типу, поскольку данные соли содержат серу в СО +6, которая выступает в качестве окислителя, восстановителем здесь всегда будет кислород.

Сульфаты ЩЗМ и некоторых других металлов разлагаются до оксида соответствующего металла (с той же СО, что и в сульфате), сернистый газ и кислород.

2MgSO₄ → 2MgO + 2SO₂ + O₂

2CuSO₄ → 2CuO + 2SO₂ + O₂

2BaSO₄ → 2BaO + 2SO₂ + O₂

2Al₂(SO₄)₃ → 2Al₂O₃ + 6SO₂ + 3O₂

2Fe₂(SO₄)₃ → 2Fe₂O₃ + 6SO₂ + 3O₂

Исключениями являются сульфаты таких неактивных металлов, как серебро и ртуть, в этом случае образуется сам металл, а не его оксид. Это связано с тем, что ионы малоактивных металлов сами проявляют окислительные свойства – для таких металлов устойчивой СО является 0, в нее они и переходят (в этом легко убедиться, поскольку малоактивные металлы часто встречаются в природе в самородном виде, т.е. не в составе соединений, поэтому они были известны человечеству уже очень давно)

Ag₂SO₄ → 2Ag + SO₂ + O₂

2HgSO₄ → 2Hg + 2SO₂ + O₂

Также исключением является сульфат двухвалентного железа, вместо оксида двухвалентного железа выделяется более устойчивый оксид трехвалентного железа:

2Fe₂(SO₄)₃ → 2Fe₂O₃ + 6SO₂ + 3O₂.

4.Разложение (диспропорционирование) сульфитов

Сульфиты ЩМ разлагаются до сульфидов и сульфатов, это можно объяснить тем, что сера находится в СО +4, которая является для нее промежуточной, поэтому она может выступать и в качестве окислителя и в качестве восстановителя, что мы и наблюдаем:

4Na₂SO₃ → Na₂S + 3Na₂SO₄

5.Разложение гидросульфитов

Гидросульфиты разлагаются аналогично гидрокарбонатам, т.е. сначала выделяется сернистая кислота, которая разлагается на сернистый газ и воду, и средняя соль – сульфит, который в дальнейшем может тоже разлагаться по схеме, приведенной выше.

2KHSO₃ → K₂SO₃•H₂SO₃

H₂SO₃ → H₂O + SO₂

2KHSO₃ = K₂SO₃ + H₂O + SO₂

6.Разложение гидросульфатов

Разложение гидросульфатов происходит аналогично

2KHSO₄ = K₂SO₄ +H₂O + SO₃

7.Разложение нитратов

Разложение нитратов можно описать схемой:

Нитрат -> нитрит -> оксид -> металл

Сначала происходит разложение нитрата до нитрита, однако при высокой температуре сам нитрит может оказаться неустойчивым (если металл не очень активный), тогда уже нитрит разлагается с образованием оксида, однако и некоторые оксиды (в случае малоактивных металлов) могут разлагаться на металл и кислород. Тогда в зависимости от активности металла получим следующую схему:

MeNO3
левее Mg	Mg-Cu	правее Cu
MeNO2 + O2 например:	MeO + NO2 + O2 например:	Me + NO2 + O2например:
2KNO3 → 2KNO2 + O2	2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2 + O2	2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
2NaNO3 → 2NaNO2 + O2	2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2 + O2

Исключениями являются нитраты лития, марганца и двухвалентного железа (в случае марганца и железа изменение продуктов реакции по сравнению со стандартной схемой вызвано тем, что металл находится не в самой устойчивой своей степени окисления, в результате чего окисляется, переходят в самую «привычную» СО):

4Fe(NO₃)₂ → 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

Mn(NO₃)₂ → MnO₂ + 8NO₂ 

4LiNO₃ → 2Li₂O + 4NO₂ + O₂

8.Разложение солей аммония

Разложение солей аммония происходит без изменения степеней окисления, если в соли отсутствует окислитель (S⁺⁶ N⁺⁵ N⁺³ Cl⁺ⁿ и другие галогены в положительной СО, Mn⁺⁷, Mn⁺⁶, Cr⁺⁶), например, галогениды аммония разлагаются на аммиак и соответствующий галогеноводород:

NH₄Cl → NH₃ + HCl

NH₄Br → NH₃ + HBr

NH₄I → NH₃ + HI

Гидрофосфаты аммония постепенной отщипляют аммиак:

(NH₄)₂HPO₄ = NH₃ + NH₄H₂PO₄

NH₄H₂PO₄ = NH₃ + H₃PO₄

Аналогично разлагается и карбонат аммония:

(NH₄)₂CO₃ = NH₃ + NH₄HCO₃

NH₄HCO₃ = NH₃ + H₂O + CO₂

Разложение дихромата аммония – знаменитая реакция «вулканчик» протекает согласно уравнению:

(NH₄)₂Cr₂O₇ → N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O

В этой реакции уже происходит изменение СО, данная реакция является окислительно-восстановительной, поскольку в соли присутствует хром в СО +6, который выступает окислителем, а азот в СО -3 – восстановителем.

Разложение солей аммония и азотсодержащих кислот также является ОВРным, поскольку данные соли содержат N⁺⁵ и N⁺³, которые также выступают окислителями, а также N^-3 – восстановитель. В итоге происходит сопропорционирование – ОВР, в ходе которой один и тот же элемент находящийся в различных СО является и окислителем, и восстановителем. Продукты этих реакций легко запомнить так:

«отщепляются две молекулы воды и записываем то, что осталось»

NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

9.Разложение перманганата, хлората и перхлората

Данные реакции также являются окислительно-восстановительными, поскольку каждая из этих солей содержит элемент в высокой СО, который будет выступать окислителем.

Перманганат:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ 

Перхлорат:

KClO₄ → KCl + 2O₂

Хлорат (возможно два варианта реакции – с катализатором и без него):

С катализатором:

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Без катализатора:

4KClO₃ → 3KClO₄ + KCl