Таблиця розчинності на НМТ: як нею користуватися
~10 хв · 9 розділів · 8 тестових запитань
Умій читати таблицю розчинності з довідки НМТ: розшифровуй позначки Р, М, Н, «—» і «#», визначай луги й нерозчинні основи, прогнозуй утворення осаду в реакціях обміну між розчинами електролітів.
На НМТ з хімії в довідкових матеріалах дають Таблицю 3 — «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей у воді за 20–25 °C». Це прямокутна таблиця, у якій рядки позначають аніони, а стовпці — катіони. На перетині рядка й стовпця стоїть позначка, що показує розчинність сполуки, утвореної цими йонами.
Як побудована таблиця
У таблиці 13 рядків аніонів: OH⁻, F⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻, S²⁻, SO₃²⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻, CO₃²⁻, SiO₃²⁻, CH₃COO⁻. Стовпців — 19: H⁺, NH₄⁺, Li⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Ag⁺, Hg²⁺. Стовпець H⁺ — це кислоти (наприклад, HCl, H₂SO₄, HNO₃). Рядок OH⁻ — це основи й амфотерні гідроксиди. Решта клітинок — солі. Клітинка на перетині H⁺ і OH⁻ порожня, бо це вода.
Алгоритм пошуку розчинності сполуки
Щоб дізнатися розчинність сполуки, виконай три кроки.
Розклади формулу на катіон та аніон. Наприклад, Ba(NO₃)₂ → Ba²⁺ і NO₃⁻; Fe₂(SO₄)₃ → Fe³⁺ і SO₄²⁻.
Знайди в таблиці рядок потрібного аніона (NO₃⁻ або SO₄²⁻) і стовпець потрібного катіона (Ba²⁺ або Fe³⁺).
Прочитай позначку на перетині: Р, М, Н, «—» або «#».
Зверни увагу: заряди йонів у заголовках таблиці допомагають скласти формулу сполуки. Якщо катіон Al³⁺, а аніон SO₄²⁻, то формула — Al₂(SO₄)₃ (на перетині — Р). Якщо Ca²⁺ і PO₄³⁻, то Ca₃(PO₄)₂ (на перетині — Н). Для Феруму в таблиці є два окремі стовпці: Fe²⁺ і Fe³⁺. Тому спочатку визнач, який саме катіон містить сполука: FeCl₂ — це Fe²⁺, а FeCl₃ — Fe³⁺.
Важливе зауваження про температуру
Таблиця дана для температури 20–25 °C. Розчинність багатьох речовин змінюється з температурою (крива розчинності). Як саме — пояснює юніт «Розчинність речовин і насичені розчини». На НМТ завжди користуйся позначками саме з цієї таблиці, не намагайся пригадати дані для іншої температури.
У довідковій таблиці розчинності використовують п'ять позначок. Кожна має чітке значення, і плутати їх — одна з найпоширеніших помилок на НМТ.
Легенда позначок
Позначка | Значення | Кількісна межа | Приклади |
|---|---|---|---|
Р | розчинна речовина | понад 1 г у 100 г води | NaCl, KNO₃, NaOH |
М | малорозчинна речовина | від 1 г до 0,001 г у 100 г води | Ca(OH)₂, CaSO₄, PbCl₂ |
Н | практично нерозчинна речовина | менше 0,001 г у 100 г води | BaSO₄, AgCl, Cu(OH)₂ |
— | речовина не існує | — | AgOH, Al₂(CO₃)₃, FeI₃ |
# | речовина існує, але реагує з водою | — | Al₂S₃, MgS, CuCO₃ |
Що означають «—» і «#»
Позначка «—» означає, що такої сполуки не існує. Наприклад, AgOH і Hg(OH)₂ не виділені як стійкі речовини. Al₂(CO₃)₃, Fe₂(CO₃)₃, FeI₃, CuI₂ теж не існують. Позначка «# » означає, що сполука існує, але реагує з водою, тому визначити її розчинність звичайним способом не можна. Приклади: Al₂S₃, MgS, CaS, Fe₂S₃, CuCO₃.
Ніколи не вважай «—» або «#» ознакою нерозчинності! Осад Al₂(CO₃)₃ чи Al₂S₃ з розчинів одержати неможливо: першої речовини не існує, а друга відразу реагує з водою.
Закономірності, які заощаджують час
Запам'ятай кілька простих правил — вони допоможуть швидко орієнтуватися в таблиці, не шукаючи кожну клітинку:
Усі нітрати (NO₃⁻) — розчинні (Р).
Усі солі Na⁺ і K⁺ — розчинні (Р).
Солі NH₄⁺ — розчинні (Р), крім силікату (NH₄)₂SiO₃, де стоїть «—».
Етаноати (ацетати, CH₃COO⁻) — розчинні (Р), крім Fe(CH₃COO)₃ — «—».
Серед хлоридів: AgCl — Н, PbCl₂ — М.
Серед сульфатів: BaSO₄ — Н, CaSO₄, PbSO₄ і Ag₂SO₄ — М.
H₂SiO₃ — єдина кислота з позначкою Н серед наведених у таблиці кислот.
Рядок OH⁻ у таблиці розчинності показує, які основи розчинні у воді (луги), а які — нерозчинні. Це один із найважливіших рядків для завдань НМТ.
Що показує рядок OH⁻
Ось як розподілені позначки в рядку OH⁻ для різних катіонів:
Позначка | Сполуки |
|---|---|
Р | LiOH, NaOH, KOH, Ba(OH)₂ |
М | Mg(OH)₂, Ca(OH)₂ |
Н | Al(OH)₃, Cr(OH)₃, Zn(OH)₂, Mn(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Pb(OH)₂, Cu(OH)₂, Ni(OH)₂ |
— | AgOH, Hg(OH)₂ |
Які основи називають лугами
Луг — це розчинна у воді основа. До лугів належать: NaOH, KOH, LiOH, Ba(OH)₂ — усі з позначкою Р. Малорозчинний Ca(OH)₂ (гашене вапно) за традицією теж вважають лугом, хоча в таблиці він має позначку М. А от Mg(OH)₂, хоч і має ту саму позначку М, належить до нерозчинних основ. Тому для завдань «яка основа є лугом» орієнтуйся на однозначні приклади: NaOH, KOH, Ba(OH)₂ — луги; Cu(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Zn(OH)₂, Al(OH)₃ — нерозчинні основи.
Як одержують нерозчинні основи
Нерозчинні основи, такі як Cu(OH)₂ (блакитний осад), Fe(OH)₂ (зеленуватий осад) і Fe(OH)₃ (бурий осад), одержують реакцією розчинної солі з лугом. Таблиця підказує: якщо сполука має позначку Н, вона випаде в осад під час зливання розчинів. Zn(OH)₂ і Al(OH)₃ теж мають позначку Н, але вони амфотерні — їхні властивості розбирає юніт «Амфотерні оксиди й гідроксиди Цинку та Алюмінію».
Реакція обміну в розчині — це процес, за якого дві речовини обмінюються йонами: AB + CD → AD + CB. Реагенти беруть у вигляді розчинів, тобто це розчинні речовини (позначка Р) або вапняна вода — розчин малорозчинного Ca(OH)₂. У реакціях солі з сіллю або з лугом обидва реагенти мають бути розчинними. Нерозчинні солі й основи (CaCO₃, Cu(OH)₂) вступають у реакцію обміну лише з кислотами: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑.
Алгоритм прогнозування осаду
Випиши катіони й аніони обох реагентів.
Склади два нові сполучення: «катіон першого — аніон другого» і «катіон другого — аніон першого».
Перевір кожне нове сполучення в таблиці розчинності.
Якщо хоч одне має позначку Н — утворюється осад (у рівнянні ставлять стрілку вниз ↓). Якщо обидва мають Р — осаду немає.
Приклади
BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl. Нові сполучення: BaSO₄ (Н — білий осад) і NaCl (Р). Осад утворюється.
AgNO₃ + KCl → AgCl↓ + KNO₃. Нові сполучення: AgCl (Н — білий сирнистий осад) і KNO₃ (Р). Осад утворюється.
CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄. Нові сполучення: Cu(OH)₂ (Н — блакитний осад) і Na₂SO₄ (Р). Осад утворюється.
FeCl₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KCl. Нові сполучення: Fe(OH)₃ (Н — бурий осад) і KCl (Р). Осад утворюється.
NaNO₃ + KCl: нові сполучення — NaCl і KNO₃. Обидва мають позначку Р. Осаду немає, усі йони лишаються в розчині, тому реакція обміну не відбувається.
Зауваження про малорозчинні продукти
Продукт з позначкою М (наприклад, CaSO₄, Ag₂SO₄, Mg(OH)₂), що утворюється в реакції обміну, зазвичай теж випадає в осад: MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2NaCl. У рівнянні його записують у молекулярній формі зі стрілкою ↓. Найнадійніша ознака осаду — позначка Н. Інші ознаки реакції обміну — виділення газу й утворення води — та скорочені йонні рівняння розбирає юніт «Реакції йонного обміну та скорочені йонні рівняння».
Розгляньмо п'ять типових завдань, які трапляються на НМТ і перевіряють уміння користуватися таблицею розчинності.
Приклад 1. Під час зливання розчинів яких речовин утвориться осад?
Завдання: вибрати одну відповідь з чотирьох.
А) BaCl₂ і NaNO₃
Б) BaCl₂ і Na₂SO₄
В) CuSO₄ і KCl
Г) MgCl₂ і K₂SO₄
Розв'язання. Для кожної пари виписуємо нові сполучення йонів і перевіряємо в таблиці:
А: Ba²⁺ + NO₃⁻ → Ba(NO₃)₂ (Р); Na⁺ + Cl⁻ → NaCl (Р). Осаду немає.
Б: Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄ (Н); Na⁺ + Cl⁻ → NaCl (Р). BaSO₄ — нерозчинний, осад утворюється.
В: Cu²⁺ + Cl⁻ → CuCl₂ (Р); K⁺ + SO₄²⁻ → K₂SO₄ (Р). Осаду немає.
Г: Mg²⁺ + SO₄²⁻ → MgSO₄ (Р); K⁺ + Cl⁻ → KCl (Р). Осаду немає.
Відповідь: Б (BaCl₂ і Na₂SO₄). Чому інші варіанти неправильні: у варіанті А обидва продукти розчинні; у варіанті В CuCl₂ і K₂SO₄ теж розчинні; у варіанті Г MgSO₄ і KCl — розчинні.
Приклад 2. Формула → позначка в таблиці розчинності
Завдання: установи відповідність між формулою (1–3) і позначкою в таблиці розчинності (А–Д).
Формула | Позначка |
|---|---|
1 BaSO₄ | А Р |
2 Al₂S₃ | Б М |
3 AgOH | В Н |
Г — | |
Д # |
Розв'язання. BaSO₄: Ba²⁺ + SO₄²⁻ → у таблиці на перетині — Н (1 → В). Al₂S₃: Al³⁺ + S²⁻ → у таблиці «# », бо алюміній сульфід реагує з водою (2 → Д). AgOH: Ag⁺ + OH⁻ → у таблиці «—», бо такої сполуки не існує (3 → Г).
Відповідь: 1В, 2Д, 3Г.
Приклад 3. Яка з основ є лугом?
Завдання: вибрати одну відповідь з чотирьох.
А) Cu(OH)₂
Б) Fe(OH)₃
В) Ba(OH)₂
Г) Zn(OH)₂
Розв'язання. Луг — розчинна основа. У рядку OH⁻ знаходимо: Ba(OH)₂ має позначку Р — це луг. Cu(OH)₂, Fe(OH)₃ і Zn(OH)₂ мають позначку Н — це нерозчинні основи (Zn(OH)₂ ще й амфотерний).
Відповідь: В (Ba(OH)₂). Дистрактори: Cu(OH)₂ — нерозчинна основа; Fe(OH)₃ — нерозчинна основа; Zn(OH)₂ — нерозчинна амфотерна основа.
Приклад 4. Під час зливання розчинів яких речовин осад НЕ утвориться?
Завдання: вибрати одну відповідь з чотирьох.
А) AgNO₃ і KCl
Б) CuSO₄ і NaOH
В) NaNO₃ і KCl
Г) Na₂CO₃ і CaCl₂
Розв'язання. Перевіряємо нові сполучення для кожного варіанта:
А: AgCl (Н) — осад утворюється.
Б: Cu(OH)₂ (Н) — осад утворюється.
В: NaCl (Р) і KNO₃ (Р) — обидва розчинні, осаду немає.
Г: CaCO₃ (Н) — осад утворюється.
Відповідь: В (NaNO₃ і KCl). У варіанті А AgCl — нерозчинний; у Б Cu(OH)₂ — нерозчинний; у Г CaCO₃ — нерозчинний.
Приклад 5. Пара розчинів → осад, що утворюється
Завдання: установи відповідність між парою розчинів (1–3) і осадом, що утворюється (А–Д).
Пара розчинів | Осад |
|---|---|
1 AgNO₃ і NaBr | А AgBr |
2 FeCl₃ і KOH | Б Fe(OH)₃ |
3 Na₃PO₄ і CaCl₂ | В Ca₃(PO₄)₂ |
Г Fe(OH)₂ | |
Д NaCl |
Розв'язання. Для пари 1: Ag⁺ + Br⁻ → AgBr (Н) — осад (1 → А). Для пари 2: Fe³⁺ + OH⁻ → Fe(OH)₃ (Н) — бурий осад (2 → Б). Для пари 3: Ca²⁺ + PO₄³⁻ → Ca₃(PO₄)₂ (Н) — осад (3 → В). Дистрактор Г — Fe(OH)₂, який утворився б, якби взяли FeCl₂ замість FeCl₃ (поширена помилка — плутати Fe²⁺ і Fe³⁺). Дистрактор Д — NaCl, розчинний продукт.
Відповідь: 1А, 2Б, 3В.
Ось найпоширеніші помилки, яких припускаються учні під час роботи з таблицею розчинності на НМТ. Уникай їх — і втратиш менше балів.
Вважати «—» чи «#» ознакою нерозчинності. Наприклад, дехто записує осад Al₂(CO₃)₃ або Al₂S₃, хоча першої речовини не існує («—»), а друга реагує з водою («#»). Правильно: «—» — речовина не існує, «#» — реагує з водою; ні те ні інше не означає «нерозчинна».
Шукати сіль у рядку катіона. Запам'ятай: рядки таблиці — це аніони, стовпці — катіони. Якщо шукати навпаки, знайдеш неправильну клітинку.
Перевіряти лише одне нове сполучення йонів. У реакції обміну утворюються дві нові речовини. Перевіряти треба обидві. Можливо, перша розчинна, а друга — нерозчинна, і осад усе одно випаде.
Плутати стовпці Fe²⁺ і Fe³⁺. FeCl₂ містить Fe²⁺, а FeCl₃ — Fe³⁺. Їхні сполуки з тим самим аніоном можуть мати різну розчинність. Наприклад, Fe(CH₃COO)₃ має позначку «—», а Fe(CH₃COO)₂ — Р.
Вважати лугом будь-яку основу. Cu(OH)₂ і Fe(OH)₃ мають позначку Н — вони нерозчинні, а отже, не луги. Луг — це розчинна основа (NaOH, KOH, Ba(OH)₂) або малорозчинний Ca(OH)₂ за традицією.
Вважати, що реакція обміну відбувається щоразу, коли змішують два розчини. NaNO₃ і KCl не реагують, бо всі нові сполучення (NaCl і KNO₃) розчинні. Реакція обміну відбувається лише тоді, коли утворюється осад, газ або вода.
Таблиця розчинності — це Таблиця 3 у довідкових матеріалах НМТ. Вона має назву «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей у воді за 20–25 °C». У ній катіони розташовані від H⁺ до Hg²⁺, аніони — від OH⁻ до CH₃COO⁻, а в клітинках стоять позначення Р, М, Н, «—» і «# ».
У демоваріанті НМТ-2026 таблиця розчинності була потрібна в завданні 12. Там треба було вибрати реагент, який по-різному діє на розчини карбонату й силікату. Форма завдання — вибір однієї відповіді з чотирьох, оцінюється в 1 бал.
Програма НМТ вимагає вміти визначати можливість реакцій обміну в розчині (тема 1.6) і складати рівняння реакцій солей з лугами й іншими солями в розчині (тема 2.2.4). Для цього й потрібна таблиця розчинності.
Стратегія виконання
Для кожного варіанта відповіді виписуй у чернетку обидва нові сполучення йонів і перевіряй кожне в таблиці. Не покладайся на пам'ять — таблиця перед тобою. Якщо хоч одне сполучення має позначку Н — осад утворюється. Якщо обидва мають Р — осаду немає, і реакція обміну не відбувається.
Чим позначка «—» відрізняється від «#»?
Позначка «—» означає, що такої сполуки не існує в природі — її не можна синтезувати. Наприклад, AgOH і Al₂(CO₃)₃ не існують. Позначка «# » означає, що сполука існує, але реагує з водою, тому визначити її розчинність звичайним способом неможливо. Наприклад, Al₂S₃ при контакті з водою розкладається з утворенням Al(OH)₃ і H₂S. Ні «—», ні «# » не є позначенням нерозчинності.
Чи вважати осадом речовину з позначкою М?
Позначка М означає малорозчинна речовина. Малорозчинна речовина, що утворюється під час реакції обміну, зазвичай теж випадає в осад: MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2NaCl. У рівняннях її записують у молекулярній формі зі стрілкою ↓. Найнадійніша ознака осаду — позначка Н.
Чому Ca(OH)₂ називають лугом, а Mg(OH)₂ — ні, хоча в таблиці в обох М?
Історично склалося, що Ca(OH)₂ (гашене вапно) завжди відносили до лугів, хоча його розчинність невелика (М). Його водний розчин — вапняна вода — дає лужне середовище. Mg(OH)₂ з тією самою позначкою М вважають нерозчинною основою, бо його розчинність ще менша, і він практично не створює лужного середовища в розчині. Для завдань НМТ орієнтуйся на однозначні приклади: NaOH, KOH, Ba(OH)₂ — луги; Cu(OH)₂, Fe(OH)₃ — нерозчинні основи.
Як знайти в таблиці розчинність Fe₂(SO₄)₃?
Спочатку розклади формулу на йони: Fe₂(SO₄)₃ → Fe³⁺ і SO₄²⁻. Зверни увагу: Ферум у цій сполуці має ступінь окиснення +3, тому потрібен стовпець Fe³⁺, а не Fe²⁺. Знайди рядок SO₄²⁻ і стовпець Fe³⁺. На перетині — позначка Р. Отже, Fe₂(SO₄)₃ розчинний.
Чому під час зливання розчинів NaNO₃ і KCl нічого не відбувається?
Під час зливання NaNO₃ і KCl у розчині є йони Na⁺, NO₃⁻, K⁺ і Cl⁻. Нові сполучення, які могли б утворитися, — NaCl і KNO₃. Обидва мають у таблиці позначку Р, тобто добре розчинні. Жоден не випадає в осад, не виділяється газ і не утворюється вода. Тому реакція обміну не відбувається — усі йони залишаються в розчині.
У таблиці розчинності рядок — аніон, стовпець — катіон. На перетині — розчинність сполуки за 20–25 °C.
Р — понад 1 г, М — від 1 г до 0,001 г, Н — менше 0,001 г речовини в 100 г води.
«—» — речовини не існує, «#» — вона реагує з водою. Це не «нерозчинна».
У довідковій таблиці всі нітрати й солі Na⁺, K⁺ розчинні. H₂SiO₃ — єдина кислота з позначкою Н серед наведених у ній кислот.
Луг — розчинна основа: NaOH, KOH, Ba(OH)₂ і малорозчинний Ca(OH)₂.
Осад у реакції обміну утворюється, коли одне з нових сполучень йонів має позначку Н.
Якщо обидва нові сполучення мають Р — реакція обміну не відбувається, осаду немає.