Właściwości tlenków kwasowych i zasadowych

LCH 2 Zajęcia nr 22
Wodorotlenki i zasady.
1. Wodorotlenki są to związki chemiczne o składzie:
M(OH)n
gdzie: M – metal; n – wartościowośd metalu i ilośd grup wodorotlenowych.
np. NaOH; Ca(OH)2; Pb(OH)4
Istnieją także wodorotlenki złożone, w skład których wchodzą różne metale. Szczególny
rodzaj wodorotlenków stanowią hydroskotlenki (oksowodorotlenki) o ogólnym wzorze:
MOn(OH)m
np. FeOOH
2. Zasady nazewnictwa wodorotlenków.
Nazwa wodorotlenku składa się z dwóch członów – słowa wodorotlenek i nazwy
pierwiastka z podaniem jego wartościowości jeśli jest taka koniecznośd, np.:
NaOH
wodorotlenek sodu
Ca(OH)2
wodorotlenek wapnia
Pb(OH)4
wodorotlenek ołowiu(IV)
3. Pojęcie wodorotlenek – zasada.
a. Zasadą nazywamy wodorotlenek rozpuszczalny w wodzie, powodujący
zwiększenie stężenia jonów OH-, lub po prostu roztwór wodorotlenku
w wodzie.
W praktyce zasadami są tylko wodorotlenki litowców i berylowców
(z wyjątkiem berylu).
b. Charakter chemiczny wodorotlenku zależy od charakteru wiązania chemicznego
pomiędzy metalem a atomem tlenu grupy wodorotlenowej oraz od liczby grup
wodorotlenowych:
Jeśli w wiązaniu M–O udział wiązania jonowego jest mniejszy niż w
wiązaniu O–H wówczas łatwiej rozerwad wiązanie O–H, związek ma
wówczas właściwości kwasowe.
Jeśli wiązanie M–O charakteryzuje się większym udziałem wiązania
jonowego niż wiązanie O–H, wówczas łatwiej rozerwad wiązanie M–O,
związek ma wówczas charakter zasadowy.
W wodorotlenkach wielu metali polarnośd wiązania M–O jest zbliżona
z polarnością wiązania O–H, takie wodorotlenki mają charakter
amfoteryczny.
Wraz ze wzrostem liczby grup OH maleje charakter zasadowy
wodorotlenku.
4. Metody otrzymywania wodorotlenków
a. Wodorotlenki metali grupy 1 i 2 (z wyjątkiem berylu)
Reakcja metalu z wodą:
2Na + 2H2O  2NaOH + H2
2K + 2H2O  2KOH + H2
Reakcja tlenku metalu z wodą:
CaO + H2O  Ca(OH)2
Na2O + H2O  2NaOH
Reakcja wodorku metalu grupy 1 i 2 z wodą:
NaH + H2O  NaOH + H2
CaH2 + 2H2O  Ca(OH)2 + 2H2
b. Wodorotlenki metali pozostałych grup otrzymuje się w reakcjach strąceniowych z
ich soli:
5. Właściwości fizyczne
a. Na ogół ciała stałe.
b. Wodorotlenki litowców i berylowców śliskie w dotyku, silnie żrące, higroskopijne
dobrze rozpuszczalne w wodzie, powodują oparzenia i trudno gojące się rany.
c. Wodorotlenki pozostałych metali nie rozpuszczają się w wodzie, często stanowią
galaretowaty osad.
6. Właściwości chemiczne
a. barwiący wskaźniki (indykatory)
fenoloftaleina – malinowy
oranż metylowy – żółty
papierek uniwersalny – niebieski (lub zielony)
lakmus (fiolet) – niebieski
b. reagują z kwasami – reakcje zobojętniania:
NaOH + HCl  NaCl + H2O (+ fenoloftaleina)
Cu(OH)2 + 2HCl  CuCl2 +2H2O
Fe(OH)3 + 3 HCl  FeCl3 + 3H2O
c. reagują z tlenkami kwasowymi:
Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O
2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O
2 NaOH + SiO2  Na2SiO3 + H2O
d. Reagują z solami (reakcja wymiany):
CuSO4 + 2 NaOH  Cu(OH)2 + Na2SO4
e. Niektóre wodorotlenki po wytrąceniu są nietrwałe i ulegają rozkładowi poprzez
związki pośrednie do tlenku. reakcję można przyspieszyd podgrzewając osad:
7. Wodorotlenki amfoteryczne – w zależności od środowiska mogą wykazywad charakter
kwasowy lub zasadowy:
a. Dodatek do środowiska kwasu (kationów wodoru) powoduje przesunięcie
równowagi dysocjacji wodorotlenku w kierunku kationów M+ np.:
Cr(OH)3 + 3HCl  CrCl3 + 3H2O
Cr(OH)3 + 3H+  Cr3+ + 3H2O
b. Dodatek do środowiska zasady (jonów wodorotlenkowych) powoduje
przesunięcie równowagi dysocjacji wodorotlenku w kierunku MO- np.:
Cr(OH)3 + NaOH  Na[Cr(OH)4]
Cr(OH)3 + OH-  [Cr(OH)4]duży nadmiar NaOH:
Cr(OH)3 + 3NaOH  Na3[Cr(OH)6]
Cr(OH)3 + 3OH-  [Cr(OH)6]3-