OH Na

Wodorotlenki
I. Wiadomości ogólne o wodorotlenkach.
Wodorotlenki są to związki chemiczne zbudowane z atomu metalu i grupy wodorotlenowej.
Wzór ogólny wodorotlenków:
grupa wodorotlenowa
jest zawsze I wartościowa
wartościowość
metalu
M n (OH ) nI
ilość grup
wodorotlenowych
atom metalu
Wzory sumaryczne, strukturalne i modele cząsteczek wodorotlenków
Przykład 1 – wodorotlenek litu
lit – grupa 1
I wartościowy
Li I OH
Li
O
H
Li
O
H
Przykład 2 – wodorotlenek baru
H
O
bar – grupa 2
II wartościowy
II
Ba (OH ) 2 Ba
O
O
H
H
Ba
O
H
Przykład 3 – wodorotlenek cyny (IV)
H
cyna
IV wartościowa
Sn IV (OH ) 4
Sn
O
O
O
O
H
H
H
H
O
O
Sn
H
O
O
H
H
II. Wodorotlenek sodu
wzór sumaryczny
sód – grupa 1
I wartościowy
Na I OH I
Na
wzór strukturalny
O
model cząsteczki
Na
H
H
O
otrzymywanie wodorotlenku sodu w reakcji sodu z wodą
Obserwacja: Sód gwałtownie reaguje z wodą,
porusza się po jej powierzchni. Woda z
fenoloftaleiną zabarwia się na malinowo. Gaz
w probówce zapala się z charakterystycznym
dźwiękiem.
Wniosek: Sód jest metalem bardzo aktywnym,
lŜejszym od wody. Zmiana zabarwienia jest
spowodowana powstaniem wodorotlenku sodu
o odczynie zasadowym. Gazem jest palny
wodór.
sód
woda z
fenoloftaleiną
2 Na + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 ↑
sód
woda
wodorotlenek
sodu
wodór
otrzymywanie wodorotlenku sodu w reakcji tlenku sodu z wodą
tlenek sodu
woda
z fenoloftaleiną
Obserwacja: Woda z fenoloftaleiną zabarwia się
na malinowo.
Wniosek: Zmiana zabarwienia się spowodowana
powstaniem wodorotlenku sodu o odczynie
zasadowym
Na 2O + H 2O → 2 NaOH
Właściwości
•
substancja stała
•
biały
•
dobrze rozpuszcza się w wodzie
tlenek sodu
woda
wodorotlenek sodu
zastosowanie
(wydziela się ciepło podczas
•
produkcja papieru
rozpuszczania)
•
produkcja mydła
•
higroskopijny
•
produkcja szkła
•
Ŝrący
badanie właściwości wodorotlenku sodu
Obserwacja: wodorotlenek sodu staje się błyszczący, po
wodorotlenek
sodu
pewnym czasie rozpuszcza się.
Wniosek: wodorotlenek sodu pochłonął parę wodną z
powietrza, jest to substancja higroskopijna.
rozpuszczanie wodorotlenku sodu w wodzie
woda
Obserwacja: wodorotlenek sodu rozpuszcza się w wodzie
probówka staje się ciepła.
wodorotlenek
sodu
Wniosek: podczas rozpuszczania wydziela się ciepło.
ze względu na swoje właściwości wodorotlenek sodu nazywany jest sodą Ŝrącą lub
sodą kaustyczną.
III.Wodorotlenek potasu
potas – grupa 1
I wartościowy
wzór sumaryczny
I
K OH
I
wzór strukturalny
K
O
model cząsteczki
K
H
O
H
otrzymywanie wodorotlenku potasu – takie same schematy, obserwacje i wnioski jak
wodorotlenek sodu
2 K + 2 H 2O → 2 KOH + H 2 ↑
potas
woda
wodorotlenek
potasu
Właściwości – takie same jak
wodorotlenek sodu
wodór
K 2 O + H 2 O → 2 KOH
tlenek potasu
woda
wodorotlenek potasu
zastosowanie
•
produkcja mydła
IV. Wodorotlenek wapnia
wzór sumaryczny
wzór strukturalny
model cząsteczki
wapń – grupa 2
O
II wartościowy
II
Ca (OH )
I
2
Ca
O
O
H
Ca
H
H
O
H
otrzymywanie wodorotlenku wapnia w reakcji wapnia z wodą
woda
z fenoloftaleiną
wapń
ń
Obserwacja: Wapń reaguje z wodą spokojnie,
Woda z fenoloftaleiną zabarwia się na
malinowo. Wydziela się gaz.
Wniosek: Zmiana zabarwienia się
spowodowana powstaniem wodorotlenku
wapnia o odczynie zasadowym. Wydziela się
wodór.
Ca + 2 H 2O → Ca(OH ) 2 + H 2 ↑
wapń
woda
wodorotlenek
wapnia
wodór
otrzymywanie wodorotlenku sodu w reakcji tlenku sodu z wodą
tlenek wapnia
woda
z fenoloftaleiną
Obserwacja: Woda z fenoloftaleiną zabarwia się
na malinowo.
Wniosek: Zmiana zabarwienia się spowodowana
powstaniem wodorotlenku wapnia o odczynie
zasadowym.
CaO + H 2O → Ca (OH ) 2
tlenek wapnia
woda
wodorotlenek wapnia
Wapienie i produkty ich przeróbki
Wapienie to skały osadowe, które powstały na dnie mórz i oceanów. Występują m.in. na WyŜynie
Krakowsko-Częstochowskiej. Skały te poddaje się procesowi termicznego rozkładu.
CaCO 3 temp

.→ CaO + CO2
wapień
tlenek wapnia
wapno palone
tlenek węgla (IV)
Wapno palone (tlenek wapnia) reaguje z wodą – jest to reakcja gaszenia wapna palonego.
CaO + H 2O → Ca (OH ) 2
tlenek wapnia
wapno palone
woda
wodorotlenek wapnia
wapno gaszone
zastosowanie wodorotlenku wapnia
•
budownictwo – po zmieszaniu wody, piasku i wodorotlenku wapnia otrzymujemy zaprawę
murarską
•
sadownictwo i dezynfekcja – bielenie drzew i pomieszczeń sanitarnych – mlekiem
wapiennym (zawiesina wodorotlenku wapnia w wodzie)
•
do identyfikacji dwutlenku węgla CO2 za pomocą wody wapiennej (nasycony roztwór
wodorotlenku wapnia)
Obserwacja: woda wapienna mętnieje.
Wniosek: Zidentyfikowano tlenek węgla (IV) – CO2.
Właściwości Ca(OH)2
•
substancja stała
•
biały
•
trudno rozpuszcza się w wodzie
•
Ŝrący
V. Co to są zasady?
Zasady są to wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie.
Zasadami są wszystkie wodorotlenki metalu z grupy 1. układu okresowego (litowce) i niektóre
wodorotlenki metali grupy 2.
LiOH
Ca(OH)2
Sr(OH)2
1
NaOH
1
KOH
CsOH
2
13
Ba(OH)2
2
3
RbOH
18
3
4
5
6
7
8
9
10
11
14
15
16
17
12
4
5
6
7
Zasady otrzymuje się w reakcjach chemicznych:
I. metal aktywny + woda zasada + wodór
(metal grupy 1. i 2.)
II. tlenek metalu aktywnego + woda zasada
VI. Dysocjacja jonowa (elektrolityczna) zasad.
Dysocjacja jonowa zasad – rozpad cząsteczek zasad na kationy metalu i aniony
wodorotlenkowe pod wpływem cząsteczek wody.
Przykład 1 - zasada sodowa (wodorotlenek sodu) NaOH
2O
NaOH H

→ Na + + OH −
anion
wodorotlenkowy
kation
sodu
Przykład 2 - zasada wapniowa (wodorotlenek wapnia)
Ca(OH)2
+
2O
Ca ( OH ) 2  H

→ Ca 2 + 2 OH
kation
wapnia
VII.
−
2 aniony
wodorotlenkowy
Wspólne właściwości zasad:
roztwory wodne zasad przewodzą prąd elektryczny (gdyŜ istnieją produkty dysocjacji kationy
i aniony), czyli są elektrolitami
zasady powodują takie samo zabarwienie danego wskaźnika, poniewaŜ wodne roztwory
zasad zawierają ten sam jon (anion wodorotlenkowy OH-)
oranŜ metylowy
fenoloftaleina
papierek wskaźnikowy
zielony / niebieski
ulegają dysocjacji jonowej – rozpadowi na kationy i aniony
VIII. Otrzymywanie wodorotlenków trudno rozpuszczalnych w wodzie.
chlorek metalu 1 + zasada chlorek metalu 2 + wodorotlenek
Doświadczenie 1 – Otrzymywanie wodorotlenku miedzi (II) Cu(OH)2, wodorotlenku Ŝelaza (III)
Fe(OH)3, wodorotlenku glinu Al(OH)3
roztwór wodny wodorotlenku sodu NaOH
1
1
2
3
roztwór wodny
roztwór wodny
roztwór wodny
chlorku miedzi (II)
chlorku Ŝelaza (III)
chlorku glinu
CuCl2
FeCl3
AlCl3
2
Obserwacja: w probówce 1. powstaje
niebieski osad, w probówce 2. brązowy,
a w 3. biały.
3
Wniosek: Zaszły reakcje wymiany,
powstały wodorotlenki nierozpuszczalne
w wodzie.
CuCl 2
+
chlorek miedzi (II)
+ 3 NaOH
chlorek Ŝelaza (III)
chlorek glinu
→ Cu (OH ) 2 ↓ +
wodorotlenek sodu
FeCl 3
AlCl 3
2 NaOH
wodorotlenek miedzi (II)
(niebieski osad)
chlorek sodu
→ Fe(OH ) 3 ↓ + 3 NaCl
wodorotlenek sodu
+ 3 NaOH
2 NaCl
→
wodorotlenek sodu
wodorotlenek Ŝelaza (III)
(brązowy osad)
chlorek sodu
Al (OH ) 3 ↓ + 3 NaCl
wodorotlenek glinu
(biały osad)
chlorek sodu
IX. Poznajemy pH roztworów.
Odczyn roztworu – to cecha określająca, czy w roztworze znajduje się nadmiar jonów
wodoru H+, czy nadmiar jonów wodorotlenkowych OH- lub czy ich stęŜenia są sobie równe.
liczba H + > liczba OH −
odczyn kwasowy
liczba H + = liczba OH −
odczyn obojętny
liczba H + < liczba OH −
odczyn zasadowy
Wodne roztwory kwasów wykazują odczyn kwasowy
Wodne roztwory wodorotlenków (zasad) wykazują odczyn zasadowy
Skala pH – skala wartości liczbowych od 0 do 14, odpowiada stęŜeniu kationów wodoru H+ w
roztworze.