Wodorotlenki

Alternatywny zapis:

woda NaOH wodorotlenek sodu Ba(OH)2 wodorotlenek baru Wniosek: Produktem reakcji chlorku żelaza (III) z wodorotlenkiem sodu jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie wodorotlenek żelaza (III). Wodorotlenki a zasady H₂O FeCl3 + 3 NaOH Fe(OH)3 + 3 NaCl chlorek żelaza(III) wodorotlenek sodu wodorotlenek żelaza(III) chlorek sodu Wodorotlenki, które rozpuszczają się w wodzie oraz ulegają całkowitej dysocjacji elektrolitycznej, są nazywane wodorotlenkami zasadowymi, a ich wodne roztwory to zasady. Nie każdy wodorotlenek jest zasadą. Do zasad zaliczane są wszystkie wodorotlenki metali grupy 1 i 2, z wyjątkiem berylu i magnezu. Zasady ulegają dysocjacji elektrolitycznej jonowej. W wyniku rozpadu tych związków chemicznych w roztworze wystepują kationy metalu i aniony wodorotlenkowe. Jony te poruszając się, przenoszą ładunek elektryczny, dlatego roztwory zasadowe mogą zasady przewodzić prąd elektryczny. Zasady należą do mocnych elektrolitów: Metale tworzące zasady: Fe³+ + 3 OH- Fe(OH)3 kation żelaza(III) anion wodorotlenkowy wodorotlenek żelaza(II) Na+ kation sodu Ba²+ kation baru + Ca(OH)2 wodorotlenek wapnia OH- anion wodorotlenkowy + 2 OH- anion wodorotlenkowy 2 3 4 5 6 12 3 4 5 6 7 8 9 101112 1314151617 Jony wodorotlenkowe OH odpowiadają za zasadowy odczyn roztworu. 18 Moc zasad Zasady, które ulegają całkowitej dysocjacji elektrolitycznej (wystepują wyłącznie w postaci jonów), są nazywane mocnymi zasadami. Należą do nich, np. zasada sodowa, zasada potasowa. O mocy zasad decyduje różnica elektroujemności tlenu i metalu tworzących wodorotlenek. Im ta różnica jest większa tym słabsze jest wiązanie chemiczne występujące między anionem a kationem metalu. Osłabienie wiązania chemicznego sprzyja dysocjacji elektrolitycznej, czyli rozpadowi na jony. Zwiększa się moc zasady Osłabia się wiązanie chemiczne metal-grupa OH Zwiększa się moc zasady Zmniejsza się elektroujemność pierwiastków 1 2 LIOH NaOH KOH Ca(OH)2 5 RbOH SOH 6 CSOH Ba(OH)₂ kation wodoru Właściwości chemiczne wodorotlenków Wszystkie wodorotlenki reagują z kwasami. Reakcja chemiczna między kwasem a wodorotlenkiem, w której wyniku powstają sól oraz woda, jest nazywana reakcją zobojętniania - neutralizacji: HCI + NaOH kwas chlorowodorowy sodu wodorotlenek H+ + OH- anion wodorotlenkowy Wodorotlenki pozostałych metali są substancjami praktycznie nierozpuszczalnymi w wodzie. Ta ich część, która rozpuszcza się w wodzie, ulega dysocjacji elektrolitycznej. Pozostałe roztwory są słabymi elektrolitami (słabymi zasadami), np. wodorotlenek żelaza (II) i wodorotlenek miedzi (II). NaCl + H₂O woda chlorek sodu 2 Al H₂O woda glin Ca(OH)2 + N₂O5 wodorotlenek tlenek wapnia azotu(V) Wodorotlenki reagują z tlenkami kwasowymi: zasada + tlenek kwasowy => sól + woda 2 NaOH + Pb(NO3)2 wodorotlenek sodu H₂SO4 + Mg(OH)2 kwas siarkowy(VI) wodorotlenek magnezu azotan (M) ołowiu(II) + 2 NaOH + 6 H₂O wodorotlenek sodu woda H+ + azotan(V) wapnia Wodorotlenki reagują z solami metali ciężkich, np. Pb, Cu, Cr, Fe: zasada + sól 1 => sól 2 + wodorotlenek: OH- Ca(NO3)2 + H₂O woda 2 NaNO3 azotan(V) sodu MgSO4 + siarczan(VI) magnezu + Pb(OH)₂ H₂O wodorotlenek ołowiu(II) - Wodorotlenki reagują niektórymi metalami: metal + zasada => sól + wodór: 2 Na[Al(OH)4] + 3 H₂1 tetrahydroksoglinian sodu wodór Niektóre wodorotlenki mogą ulec również rozkładowi termicznemu: Cu(OH)2 CuO + H₂O1 wodorotlenek miedzi(ll) tlenek miedzi(II) woda 2 H₂O woda Wodorotlenki amfoteryczne Wodorotlenki amfoteryczne reagują zarówno z kwasami, jak i z mocnymi zasadami, ale nie rozpuszczają sie w wodzie, np. wodorotlenek glinu, wodorotlenek cynku, wodorotlenek chromu (III), wodorotlenek miedzi (II), wodorotlenek żelaza (II), wodorotlenek żelaza (III), wodorotlenek berylu, wodorotlenek ołowiu. Działanie kwasu i zasady na wodorotlenek glinu Obserwacje: W probówce 1 strącił się biały osad. Zarówno po dodaniu kwasu (probówka 2) jak i zasady (probówka 3) osad znika i powstaje bezbarwny roztwór. roztwór NaOH roztwór Al2(SO4)3 roztwór roztwór HCI NaOH zawiesina Al(OH)3 A√³+ + 3 OH- kation glinu anion wodorotlenkowy Al(OH)3 + 3 HCI AICI 3 wodorotlenek glinu kwas chlorowodorowy chlorek glinu Wniosek: Produktem reakcji chemicznej zasady sodowej z siarczanem (VI) glinu jest praktycznie nierozpuszczalne w wodzie wodorotlenek glinu. Po dodaniu do niego mocnego kwasu lub mocnej zasady powstają sole rozpuszczalne w wodzie. Oznacza to, że wodorotlenek glinu przereagował zarówno z kwasem jak i z zasadą. Wodorotlenek glinu ma więc charakter amfoteryczny. 3 H₂O woda Al(OH)3 + 3H+ + 3 CFA1³+ + 3 CF + 3 H₂O woda wodorotlenek kation anion kation anion glinu wodoru chlorkowy glinu chlorkowy Al(OH)3 wykazuje charakter zasadowy Al(OH)3 wodorotlenek glinu fenoloftaleina Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4] wodorotlenek glinu wodorotlenek sodul tetrahydroksoglinian sodu Al(OH)3 +Na+ + OH wodorotlenek kation glinu Na+ + [Al(OH)4] anion kation anion sodu wodorotlenkowy sodu tetrahydroksoglinianowy Woda amoniakalna jako przykład zasady Wodny roztwór amoniaku o stężeniu 10 - 25% to tzw. woda amoniakalna. Wykazuje ona odczyn zasadowy. Podczas rozpuszczania amoniaku w wodzie zachodzi reakcja chemiczna: NH3 + H,O < Nhật + OH- amoniak woda błękit tymolowy kation anion amonowy wodorotlenkowy Jest to przykład słabej zasady, która nie zawiera kationu metalu. ||||| błękit bromofenolowy czerwień kongo Al(OH)3 wykazuje charakter kwasowy czerwień metylowa Barwy różnych wskaźników kwasowo - zasadowych w roztworach odczynie zasadowym. Przegląd wodorotlenków Wodorotlenek potasu (potaż żrący, potaż kaustyczny): substancja o białej barwie, dobrze rozpuszcza się w wodzie, jest higroskopijny; Wodorotlenek sodu (soda żrąca, soda kaustyczna): substancja o białej barwie, najczęściej w postaci granulek, dobrze rozpuszcza się w wodzie, jest silnie higroskopijny; Wodorotlenek glinu: wodorotlenek amfoteryczny, osad o białej barwie, praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie; Wodorotlenek miedzi (II): wodorotlenek amfoteryczny, osad o białej barwie, praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie;