Síran

Síran (sulfát) je soľ odvodená od kyseliny sírovej, ktorá vznikla náhradou oboch jej vodíkových atómov. V prípade, že by bol nahradený iba jeden atóm vodíka, vzniká hydrogensíran (hydrogensulfát). Všeobecný vzorec síranu sa skladá z katiónu kovu, príp. väčšej skupiny, ako je amónny katión a síranového aniónu SOŠablóna:Su.

Vlastnosti

Síran je kryštalická látka, ktorá je v bezvodnom stave (anhydrid) bezfarebný či biely, ale hydrát môže mať iné farby, napr: síran meďnatý Šablóna:Chem, síran železnatý Šablóna:Chem, síran bárnatý Šablóna:Chem, síran nikelnatý Šablóna:Chem a iné. Síran je spravidla dobre rozpustný vo vode, výnimkou sú síran vápenatý Šablóna:Chem, síran strontnatý Šablóna:Chem, síran bárnatý Šablóna:Chem, síran ortutnatý Šablóna:Chem, síran olovnatý Šablóna:Chem a síran strieborný Šablóna:Chem.

Výroba

Výroba síranov z "neušľachtilých" kovov je veľmi jednoduchá, stačí jednoducho rozpúšťať daný kov v kyseline sírovej. Najmä alkalické kovy sú veľmi reaktívne, a táto reakcia by bola vysoko exotermická, preto sa používajú hydroxidy týchto kovov, vznikajúce ich reakciou s vodou.

$2\mathrm{N}\mathrm{a}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2$

$2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Laboratórne môžu použiť aj iné zlúčeniny, napríklad uhličitany a použiť kyselinu sírovú.

$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Výroba síranov z "ušľachtilých" kovov je o veľa zložitejšia, pretože najmä meď nereaguje s kyselinou sírovou. Laboratórne možno použiť peroxid vodíka alebo kyselinu dusičnú zmiešané s kyselinou sírovou, čo umožní vznik síranov. Reakcia pri použití peroxidu vodíka Šablóna:Chem:

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}+\mathrm{C}\mathrm{u}⟶\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

Reakcia pri použití kyseliny dusičnej Šablóna:Chem:

$\mathrm{C}\mathrm{u}+2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{C}\mathrm{u}{\phantom{A}}^{2+}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{C}\mathrm{u}{\phantom{A}}^{2+}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$

Priemyselne sa však využíva elektrolýzy, kde elektrolytom je kyselina sírová a elektródy sú z medi. U kladnej elektródy vzniká síran meďnatý a u zápornej vodík. Vzniknutý síran meďnatý klesá ku dnu, avšak pri vysokej koncentrácii, keď už v roztoku nie je veľa kyseliny sírovej dochádza k elektrolýze síranu meďnatého, takže na zápornej elektróde už nevzniká vodík, ale meď.

Ak použijeme však koncentrovanú kyselinu sírovú (98%), reakcia s meďou bude prebiehať sama podľa rovnice:

$\mathrm{C}\mathrm{u}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

K reakcii dôjde, pretože sa každá druhá molekula kyseliny sírovej rozpadne, podobne ako kyselina dusičná, meď premení na kladne nabitý ión, a molekula kyseliny sírovej s týmto iónom zreaguje.

Použitie síranov

Síran	Použitie	Výskyt
Vápenatý	V stavebníctve ako sadra	V prírode sa vyskytuje v sadrovca ​​ a anhydritu.
Bárnatý	Výroba bária	V prírode sa vyskytuje v barytu
Horečnatý (epsomská soľ)	Ako preháňadlo, do kúpeľov a na výrobu horčíka.	Je obsiahnutý v moriach a minerálnych vodách
Meďnatý (modrý vitriol)	Ako dezinfekcia	V prírode sa vyskytuje ako modrá skalica, ale vyrába sa umelo.
Amónny, sodný, draselný	Ako hnojivo	V prírode sa vyskytujú, ale vyrábaju sa umelo.
Zinočnatý	Elektrolyt na pozinkovanie, úpravy dreva ai.	Vyrába sa umelo.

Výskyt

Sírany sa vyskytujú v niektorých nerastoch, napríklad už spomínaný sadrovec, anhydrit a baryt, ale aj napríklad v Kamenci. Kamence sú taktiež sírany, avšak majú 2 rôzne katióny. Vznikajú spoločnú kryštalizáciou daných dvoch síranov, napríklad síran draselný a síran hlinitý vytvorí kamenec (chemicky ho stále môžeme nazývať síranom) draselno-hlinitý. Kamence spravidla bývajú hydráty, teda do svojej molekuly rady viažu aj molekuly vody. Tu sú príklady jednotlivých Kamencov:

Kamenec ako prípravok na zastavenie krvácania reznej rany, pri holení

• Síran amónno-hlinitý - Šablóna:Chem
• Síran draselno-hlinitý - Šablóna:Chem (označovaný aj jednoducho kamenec, síran hlinitodraselný)
• Síran draselno-chromitý - Šablóna:Chem
• Síran amónno-železitý - Šablóna:Chem (farebný indikátor v argentometrii a merkurimetrii)