Θερμική διάσπαση άλατος

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.

 Τα ουδέτερα ανθρακικά άλατα διασπώνται προς οξείδιο του μετάλλου και διοξείδιο του άνθρακα : CaCO3 → CaO + CO2 (στους 900°C) ZnCO3 → ZnO + CO2Εξαιρούνται 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 Τα όξινα ανθρακικά άλατα διασπώνται αρχικά προς ουδέτερα : Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2Ο (στους 100°C) 2NaHCO3 → Na2CO3 + Na2CO3 + H2OΑν 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. 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 + H2Ο + CO2και γενικά : xCuCO3.yCu(OH)2 → (x+y)CuO + yH2Ο + xCO2 Τα άλατα του αμμωνίου διασπώνται με δύο τρόπους ανάλογα με το ανιόν που περιέχουν : Αν το ανιόν του άλατος προέρχεται από πτητικό 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 + H2OΕιδικά 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 + H2OΑν 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 → N2Ο + 2H2O NH4NO2 → N2 + 2H2O (NH4)2Cr2O7 → N2 + 4H2Ο + Cr2O3Η θερμική διάσπαση του κίτρινου στερεού χλωριολευκοχρυσικού αμμωνίου (NH4)2PtCl6 χρησιμοποιείται για την παρασκευή λευκοχρύσου : (NH4)2PtCl6 → Pt + 2NH3 + 2HCl + 2Cl2 Τα όξινα θειώδη άλατα διασπώνται θερμικά όπως και τα όξινα ανθρακικά: 2NaHSO3 → Na2SO3 + H2Ο + SO2Τα θειικά άλατα διασπώνται θερμικά προς οξείδιο του μετάλλου που περιέχουν και τριοξείδιο του θείου (SO3), το οποίο είναι στερεό που εξαχνώνεται. 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 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 Τα υποχλωριώδη άλατα είναι γενικά ασταθή και όταν θερμαίνονται μέσα σε διαλύματα αυτοξειδώνονται : NaClO → NaClO3 + 2NaClΤα χλωρικά άλατα των αλκαλίων όταν θερμαίνονται προσεκτικά χωρίς καταλύτη αυτοξειδώνονται : 4NaClO3 → 3NaClO4 + NaClΑν συνεχιστεί η θέρμανση, τότε το NaClO4 διασπάται προς NaCl και Ο2 : NaClO4 → NaCl + 2O2Η διάσπαση με θέρμανση του NaClO3 μπορεί γίνει και σε χαμηλότερη θερμοκρασία με παρουσία όμως καταλύτη (MnO2) : NaClO3 → NaCl + 3/2 O2 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 CaSO4.2H2Ο η οποία μετατρέπεται σε "πλαστική γύψο" στους 120°C - 170°C : 2[CaSO4.2H2O] → 2CaSO4.H2Ο + 3H2OΑν η θέρμανση συνεχιστεί πάνω από τους 200°C, η "πλαστική γύψος" αφυδατώνεται πλήρως δίνοντας "νεκρή γύψο" CaSO4 : 2CaSO4.H2Ο → H2Ο + 2CaSO4Ο ένυδρος θειικός χαλκός CuSO4.5H2Ο είναι μπλε κρύσταλλοι. Όταν θερμαίνεται στους 110°C μετατρέπεται σε CuSO4.H2Ο : CuSO4.5H2Ο → 4H2Ο + CuSO4.H2OΑν η θέρμανση συνεχιστεί, τότε στους 200°C - 300°C μετατρέπεται σε άνυδρο CuSO4 που είναι λευκή σκόνη. CuSO4.H2Ο → H2Ο + CuSO4 Μπαζάκης Ι. Α. "Γενική Χημεία", Αθήνα. Μανουσάκης Γ.Ε. "Γενική και Ανόργανη Χημεία", Τόμοι 1ος και 2ος, Θεσσαλονίκη 1981. Μανωλκίδης Κ., Μπέζας Κ. "Χημικές Αντιδράσεις", Αθήνα 1976. Δημητριάδης Θ. Γ. "Test Οξειδοαναγωγής", Αθήνα 1989. Τοσσίδης Ι. "Χημεία Ενώσεων Συναρμογής", Θεσσαλονίκη 1986. Μάτης Κ. Α., Γιαννακουδάκης Δ. Α. "Φυσικές Διεργασίες στη Χημική Τεχνολογία", Θεσσαλονίκη 1987. Βασιλικιώτης Γ. Σ. "Ποιοτική Ανάλυση", Θεσσαλονίκη 1980. Σπάθης Π. "Μεταλλουργία & Τεχνολογία Μετάλλων", Θεσσαλονίκη 1988 Μανωλκίδης Κ., Μπέζας Κ. "Στοιχεία Ανόργανης Χημείας", Έκδοση 14η, Αθήνα 1984. Άλας Αντίδραση σύνθεσης Αντίδραση αποσύνθεσης