Siarczany

Jon siarczanowy
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
addyt.	tetraoksydosiarczan(2−)
	Inne nazwy i oznaczenia
półsyst.	siarczan
Stocka	siarczan(VI)
	Ogólne informacje
Wzór chemiczny	SO42−
Masa molowa	96,06 g/mol
	Identyfikacja
Numer CAS	18785-72-3
PubChem	1117
SMILES
	[O-]S(=O)(=O)[O-]
Budowa
Typ hybrydyzacji i VSEPR	sp – tetraedr
	Podobne związki
Podobne aniony	ClO4−, SO32−
	Więcej identyfikatorów i właściwości może znajdować się w Wikidanych
	Multimedia w Wikimedia Commons
	Hasło w Wikisłowniku

Siarczany, nazwa Stocka: siarczany(VI), daw. witriole lub koperwasy – sole lub estry kwasu siarkowego. W ogólności pojęcie siarczany może oznaczać sole lub estry innych tlenowych kwasów siarki, w tym szczególnie np. siarczany(IV) (siarczyny) i in.

Właściwości chemiczne

Jon siarczanowy to dwuujemny anion o wzorze empirycznym SO₄²⁻ i masie cząsteczkowej 96,06 u. Składa się z jednego centralnego atomu siarki otoczonego przez cztery atomy tlenu, ma kształt czworościanu foremnego (tetraedru). Jon siarczanowy jest resztą kwasową kwasu siarkowego.

Wiele siarczanów jest dobrze rozpuszczalnych w wodzie. Do wyjątków należą np. siarczan wapnia, strontu, baru, ołowiu(II), srebra(I) i rtęci(I).

Pokrewne związki, wodorosiarczany, zawierają anion HSO₄⁻.

Analiza jakościowa

Jony siarczanowe można wykryć w roztworach za pomocą strącania trudno rozpuszczalnych BaSO₄ lub PbSO₄. W związkach nierozpuszczalnych jon siarczanowy można wykryć za pomocą reakcji heparowej (daje pozytywny wynik dla wszystkich związków siarki).

Zastosowania

Siarczany mają szerokie zastosowania, przykładowo spośród najczęściej spotykanych:

siarczan wapnia (gips) jest powszechnie stosowanym materiałem budowlanym
siarczan magnezu ma właściwości higroskopijne i jest wykorzystywany jako przemysłowy środek suszący. Jednocześnie siarczan magnezu w postaci wolnych jonów, można uznać za trzecią (po chlorku sodu i chlorku magnezu) sól rozpuszczoną w wodzie morskiej (udział 4,7%).
siarczan miedzi stosuje się w galwanotechnice
siarczan dimetylu – ester kwasu siarkowego i metanolu, silny czynnik metylujący, wykorzystywany w preparatyce organicznej

Siarczany w mineralogii

Minerały tworzące gromadę siarczanów powstają w niskich temperaturach w środowiskach utleniających. Przeważnie są produktami procesów hipergenicznych, zwłaszcza ewaporacji wód morskich i jeziornych. Wiele siarczanów metali ciężkich tworzy się w strefie utleniania kruszców. Niektóre z nich jako produkty działalności hydrotermalnej powstają w niskich temperaturach. Przeważnie są bezbarwne, lecz niektóre z nich, zwłaszcza siarczany metali ciężkich, odznaczają się żywym zabarwieniem. Przeważnie są przezroczyste. Cechuje je niewielka twardość, która w nielicznych tylko przypadkach osiąga 3,5 w skali Mohsa. Wiele z nich cechuje się dobrą rozpuszczalnością w wodzie, dotyczy to szczególnie siarczanów metali jedno- i dwuwartościowych o małych promieniach jonowych np. Na⁺ i Mg²⁺. Przy ich rozpoznawaniu najczęściej używa się metod termicznych (DTA, TG, DTG), przydatne są także metody rentgenostrukturalne oraz spektroskopia w podczerwieni.

Klasyfikacja

Ze względu na skład chemiczny wyróżnia się pięć klas siarczanów:

Klasa 1. Kwaśne siarczany: np. matteucyt NaHSO₄·H₂O, mercallit KHSO₄
Klasa 2. Siarczany bezwodne: np. anhydryt CaSO₄, celestyn SrSO₄, baryt BaSO₄
Klasa 3. Siarczany bezwodne zawierające inny anion: np. brochantyt Cu₄[(OH)₄SO₄], jarosyt KFe₃[(OH)₆(SO₄)₂]
Klasa 4. Siarczany uwodnione: np. kizeryt MgSO₄·H₂O, gips CaSO₄·2H₂O, chalkantyt CuSO₄·5H₂O, melanteryt FeSO₄·7H₂O
Klasa 5. Siarczany uwodnione zawierające inny anion: np. copiapit (Fe^II,Mg)Fe₄^III[OH(SO₄)₃]₂·20H₂O

Przypisy

↑ W.W. Doroszewski W.W. (red.), witriol, [w:] Słownik języka polskiego [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2013-07-26] .
↑ W.W. Doroszewski W.W. (red.), koperwas, [w:] Słownik języka polskiego [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2013-07-26] .
↑ J.J. Minczewski J.J., Z.Z. Marczenko Z.Z., Chemia analityczna, cz. 1 Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001, s. 325, 341–342, ISBN 83-01-13499-2 .

[witriol-1] W.W. Doroszewski W.W. (red.), witriol, [w:] Słownik języka polskiego [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2013-07-26] .

[koperwas-2] W.W. Doroszewski W.W. (red.), koperwas, [w:] Słownik języka polskiego [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2013-07-26] .

[MM-3] J.J. Minczewski J.J., Z.Z. Marczenko Z.Z., Chemia analityczna, cz. 1 Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001, s. 325, 341–342, ISBN 83-01-13499-2 .