Sírany

Sírany (sulfáty) jsou soli odvozené od kyseliny sírové, které vznikly náhradou obou jejích kyselých vodíků. V případě, že by byl nahrazen pouze jeden vodík, vznikly by hydrogensírany (hydrogensulfáty). Obecný vzorec síranu se skládá z kationtu kovu, příp. větší skupiny, jako je amonný kationt a síranového aniontu SO 2−
4 .

Sírany jsou krystalické látky, které jsou v bezvodném stavu bezbarvé či bílé, ale hydráty mohou mít jiné barvy, např.: síran měďnatý, síran železnatý, síran barnatý, síran nikelnatý a jiné. Sírany jsou zpravidla dobře rozpustné ve vodě, výjimky jsou CaSO₄ síran vápenatý, SrSO₄ síran strontnatý, BaSO₄ síran barnatý, HgSO₄ síran rtuťnatý, PbSO₄ síran olovnatý a síran stříbrnatý AgSO₄.

Výroba síranů „neušlechtilých“ kovů je velice jednoduchá, stačí jednoduše rozpouštět dané kovy v kyselině sírové. Zejména alkalické kovy jsou velice reaktivní, a tato reakce by byla vysoce exotermní, proto se používají hydroxidy těchto kovů, vznikající jejich reakcí s vodou.
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O
Laboratorně lze použít i jiné sloučeniny, například uhličitany a použít kyselinu sírovou.
Na₂CO₃+ H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

Výroba síranů „ušlechtilých“ kovů je o hodně složitější, jelikož zejména měď nereaguje s kyselinou sírovou.
Laboratorně lze použít peroxid vodíku či kyselinu dusičnou smíchané s kyselinou sírovou, což umožní vznik síranů.
Reakce při použití peroxidu vodíku H₂O₂:
H₂O₂ + H₂SO₄ → SO₄^−II + H₂O
SO₄^−II + Cu → CuSO₄
Reakce při použití kyseliny dusičné HNO₃:
Cu + 2 HNO₃ → Cu^+II + 2 H₂O + 2 NO₂
Cu^+II + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H⁺
Průmyslově se však využívá elektrolýzy, kde elektrolytem je kyselina sírová a elektrody jsou z mědi. U kladné elektrody vzniká síran měďnatý a u záporné vodík. Vzniklý síran měďnatý klesá ke dnu, avšak při vysoké koncentraci, když už v roztoku není mnoho kyseliny sírové dochází k elektrolýze síranu měďnatého, takže na záporné elektrodě již nevzniká vodík, ale měď.

Použijeme-li však koncentrovanou kyselinu sírovou (98%), reakce s mědí bude probíhat sama podle rovnice:

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O + SO2

K reakci dojde, jelikož se každá druhá molekula kyseliny sírové rozpadne, podobně jako kyselina dusičná, měď přemění na kladně nabitý iont, a molekula kyseliny sírové s tímto iontem zreaguje.

Sírany se vyskytují v některých nerostech, například již zmíněné sádrovec, anhydrit a baryt, ale i například v kamencích. Kamence jsou taktéž sírany, avšak mají 2 různé kationty. Vznikají společnou krystalizací daných dvou síranů, kupříkladu síran draselný a síran hlinitý vytvoří kamenec (chemicky jej stále můžeme nazývat síranem) draselno-hlinitý. Kamence zpravidla bývají hydráty, tedy do své molekuly rády vážou i molekuly vody. Zde jsou příklady jednotlivých kamenců:

• kamenec amonno-hlinitý – NH₄Al(SO₄)₂ · 12H₂O
• kamenec draselno-hlinitý – KAl(SO₄)₂ · 12H₂O (označovaný i jednoduše kamenec, síran hlinitodraselný)
• kamenec draselno-chromitý – KCr(SO₄)₂ · 12H₂O
• kamenec amonno-železitý – NH₄Fe(SO₄)₂ · 12H₂O (barevný indikátor v argentometrii a merkurimetrii)

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Sírany na Wikimedia Commons