Kwasy – moc kwasu, otrzymywanie kwasów - Kwasy, sole i inne związki nieorganiczne

Moc kwasu

Cząsteczki kwasów ulegają dysocjacji elektrolitycznej, w wyniku której od cząsteczki kwasu oderwane zostają jony wodoru. To jak chętnie i w jakim stopniu kwasy ulegają dysocjacji elektrolitycznej jest miarą mocy kwasów. Ozdwierciedleniem tego są wartości stałych dysocjacji elektrolitycznej, charakterystyczne dla poszczególnych kwasów. Stała ta zależy od rodzaju rozpuszczalnika i temperatury (ze wzrostem temperatury wartość stałej dysocjacji kwasowej rośnie). Wraz ze wzrostem wartości stałej dysocjacji kwasowej, dysocjacja zachodzi w większym stopniu, więc moc kwasu także rośnie. Szerzej temat dysocjacji elektrolitycznej omówiony jest w innym module.

Dowiedz się więcej - Wartości stałych dysocjacji kwasów

Przykład 1

Porównajmy dwa kwasy: kwas octowy oraz kwas chlorowodorowy.

Proces dysocjacji obu kwasów możemy zilustrować następującymi równaniami:

dla kwasu octowego

${CH}_{3} COOH + H_{2} O ⇄ {CH}_{3} {COO}^{-} + H_{3} O^{+}$

dla kwasu chlorowodorowego

$HCl + H_{2} O \to H_{3} O^{+} + {Cl}^{-}$

Zauważasz różnicę w zapisie tych procesów?

Wyrażenia na stałe dysocjacji dla tych kwasów wyglądają następująco:

$K_{a} = \frac{[H_{3} O^{+}] [{CH}_{3} {COO}^{-}]}{[{CH}_{3} COOH]} = 1,8 \cdot 10^{- 5}$

$K_{a} = \frac{[H_{3} O^{+}] [{Cl}^{-}]}{[HCl]} = 1,0 \cdot 10^{7}$

Jak widzisz, stała dysocjacji kwasu chlorowodorowego jest znacząco wyższa od stałej dysocjacji kwasu octowego. Oznacza to, że w kwasie chlorowodorowym występują tak naprawdę tylko jony, a kwas ten dysocjuje w 100%, stąd zapis reakcji dysocjacji ze strzałką w jedną stronę. W roztworze kwasu octowego stała dysocjacji jest mała – obecne są zdysocjowane jony oraz cząsteczki kwasu, które są w równowadze, dlatego zapisujemy równanie reakcji ze strzałkami w dwie strony.

Stałe dysocjacji wybranych kwasów nieorganicznych w roztworach wodnych w temperaturze 25°C
Kwas nieorganiczny	Stała dysocjacji $K_{a}$ lub KIndeks dolny a1
$HF$	6,3 · 10Indeks górny -4
$HCl$	1,0 · 10Indeks górny 7
$HBr$	3,0 · 10Indeks górny 9
$HI$	1,0 · 10Indeks górny 10
$H_{2} S$	1,0 · 10Indeks górny -7
$H_{2}$	1,9 · 10Indeks górny -4
$H_{2}$	2,5 · 10Indeks górny -3
$HClO$	5,0 · 10Indeks górny -8
${HClO}_{2}$	1,1 · 10Indeks górny -2
${HClO}_{3}$	5,0 · 10Indeks górny 2
${HNO}_{2}$	5,1 · 10Indeks górny -4
${HNO}_{3}$	27,5
$H_{2} {SO}_{3}$	1,5 ·10Indeks górny -2
$H_{3} {B O}_{3}$	5,8 · 10Indeks górny -10
$H_{3} {A s O}_{3}$	5,9 · 10Indeks górny -10
$H_{3} {A s O}_{4}$	6,5 · 10Indeks górny -4
$H_{3} {P O}_{4}$	6,9 · 10Indeks górny -3
$H_{3} {S i O}_{4}$	3,2 · 10Indeks górny -10
$H_{2} {C O}_{3}$	4,5 · 10Indeks górny -7

Stałe dysocjacji wybranych kwasów organicznych w roztworach wodnych w temperaturze 25°C (jeśli w tabeli nie zaznaczono inaczej)
Kwas organiczny	Stała dysocjacji $K_{a}$
$HCOOH$	1,8 · 10Indeks górny -4 (T = 20°C)
${CH}_{3}$	1,8 · 10Indeks górny -5
${C H}_{3} {C H}_{2} C O O H$	1,4 · 10Indeks górny -5
$C_{6} H_{5}$	6,5 · 10Indeks górny -5
$C_{6} H_{5}$	1,3 · 10Indeks górny -10 (T = 20°C)

Indeks górny Źródło: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
J. Sawicka, A. Janich‑Kilian, W. Cejner‑Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001. Indeks górny koniec

RowqopSB0acpb

Ćwiczenie 1

Moc kwasów beztlenowych

W przypadku kwasów beztlenowych czynnikiem decydującym o mocy kwasu jest wielkość promienia atomowego. Im słabsze wiązanie H–A, tym łatwiej oderwać jon H⁺, a więc kwas jest mocniejszy. Im większy jest promień atomowy niemetalu, połączonego z atomem wodoru, tym dłuższe i słabsze jest wiązanie, a anion reszty kwasowej po oderwaniu jonu wodoru stabilniejszy, a co za tym idzie moc kwasu będzie większa.

Na moc kwasu beztlenowego ma również wpływ elektroujemność niemetalu. Należy ją wziąć pod uwagę porównując moc kwasów HA, w których A to niemetale z tego samego okresu. Wraz ze wzrostem elektroujemności atomu niemetalu w okresie, moc kwasów się zwiększa. Czym większa jest różnica elektroujemności pomiędzy pierwiastkami $H$ i $A$ w wiązaniu, tym wiązanie jest bardziej spolaryzowane. Większe spolaryzowanie wiązania sprzyja rozpadowi substancji chemicznej na jony. Porównując moc kwasów beztlenowych niemetali z jednej grupy w układzie okresowym, elektoujemność nie odgrywa znaczącej roli.

Podsumowując - w przypadku kwasów beztlenowych

W grupie: moc kwasu rośnie w dół (bo rośnie promień atomowy → słabsze wiązanie H–A).

W okresie: moc kwasu rośnie w prawo (bo rośnie elektroujemność → większa polaryzacja wiązania H–A)

Polecenie 1

Korzystając z poniższego fragmentu układu okresowego pierwiastków, odczytaj wartości elektroujemności fluorowców oraz zastanów się jak zmienia się promień atomowy w obrębie grupy. Ustal, który z tych niemetali: fluoru, chloru, bromu i jodu tworzy kwasy najmocniejszy, a który z nich najsłabszy.

RPDizebESw7Xt

Na ilustracji fragment układu okresowego pierwiastków z pierwiastkami grupy od piętnastej do osiemnastej. Wyróżniono pierwiastki z grupy siedemnastej. We fluorze - który znajduje się na pierwszym miejscu w tej grupie - strzałka wskazuje na wartość 4,0, opis: elektroujemność. Pod fluorem są następujące pierwiastki oraz ich wartość elektroujemności: chlor 3,0, brom 2,8, jod 2,5, astat 2,2, tenes. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RQNJ9VGL6QOLS

Ryp0nCrFnVxMz

Porównując elektroujemność niemetali 17. grupy układu okresowego pierwiastków, można stwierdzić, że $HF$ jest kwasem najsłabszym, ponieważ fluor wykazuje co prawda największą elektroujemność, ale promień jego atomu jest najmniejszy. Najmocniejszym kwasem z tej grupy jest natomiast $HI$ , ponieważ atom jonu ma największy promień atomu oraz najniższą wartość elektroujemności. .

Moc kwasów tlenowych

Moc kwasów tlenowych wzrasta wraz ze wzrostem wartości elektroujemności atomów pierwiastka zawartego w reszcie kwasowej – zarówno w grupie, jak i w okresie układu okresowego pierwiastków chemicznych. Im bardziej elektroujemny atom centralny (E), tym silniej przyciąga elektrony, co za tym idzie bardziej polaryzuje wiązanie O–H, a w konsekwencji łatwiej oderwać jon wodoru.

Należy jednak pamiętać, że regułę tę możemy stosować tylko w przypadku porównywania kwasów o tej samej budowie, np. $H_{2} E O_{3}$ , gdzie $E$ jest symbolem pierwiastka. Zatem możemy porównywać ze sobą $H_{2} {SiO}_{3}$ i $H_{2} {CO}_{3}$ , nie zaś np. $H_{2} {SO}_{3}$ i $HClO$ . Stąd uniwersalnym kluczem, który umożliwia porównanie mocy kwasów, jest analiza zgodna z wartościami stałych dysocjacji.

R197E7eMhvtiD1

Na ilustracji jest układ okresowy pierwiastków. W układzie pogrubioną linią zakreślono nastepujące pierwiastki: poziomo fosfor, siarka, chlor, a pionowo fluor, chlor, brom, jod. Nad układem jest strzałka na całej długości układu okresowego z grotem skierowanym w prawo. Nad strzałką napis: rośnie moc kwasu, rośnie elektroujemność niemetalu. Po prawej stronie układu okresowego strzałka w górę z napisem: rośnie moc kwasu, rośnie elektroujemność niemetalu. — Moc kwasów tlenowych a elektroujemność atomu centralnego. Porównując moc kwasów należy wziąć pod uwagę ten sam stopień utlenienia atomu centralnego
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Porównując moc kwasów tlenowych tego samego pierwiastka, należy pamiętać, że moc kwasu wzrasta wraz z liczbą atomów tlenu przyłączonych do atomu centralnego (E). Więcej atomów tlenu (zwłaszcza tych, które nie są częścią grupy OH) to silniejszy efekt indukcyjnyefekt indukcyjnyefekt indukcyjny, większa polaryzacja wiązań i większa stabilizacja anionu powstałego po oddysocjowaniu H⁺, a co za tym idzie mocniejszy kwas.

$HClO < {HClO}_{2} < {HClO}_{3} < {HClO}_{4}$

Jak otrzymać kwasy?

Czy zastanawiasz się czasem, skąd biorą się kwasy spotykane w chemii i codziennym życiu? Poznanie metod ich otrzymywania to nie tylko sposób na zrozumienie wielu reakcji chemicznych, ale także okazja do uporządkowania wiedzy o właściwościach różnych substancji. Dzięki temu łatwiej jest pojąć, dlaczego jedne kwasy powstają z gazów, inne z tlenków, a jeszcze inne z soli. To fascynujący temat, który warto poznać bliżej!

Reakcja wodorków niemetali z wodą

Metoda ta pozwala na otrzymanie wodnych roztworów kwasów beztlenowych. Dobrze działa w przypadku wodorków, które są rozpuszczalnymi w wodzie gazami, a w cząteczkach których występuje silna polaryzacja wiązań umożliwiająca łatwe oderwanie jonu wodoru.

wodorek niemetalu + H₂O → kwas beztlenowy

HCl Indeks dolny (g) + HIndeks dolny 2O → HCl Indeks dolny (aq) (kwas chlorowodorowy)

HIndeks dolny 2S Indeks dolny (g) + HIndeks dolny 2O → HIndeks dolny 2S Indeks dolny (aq) (kwas siarkowodorowy)

Reakcja tlenków kwasotwórczych z wodą

W kontekście otrzymywania kwasów, można wyróżnić tlenki, które mają charakter kwasowy i jednocześnie reagują z wodą. To właśnie te tlenki, w wyniku reakcji z wodą tworzą kwasy.

Laboratorium 1

Potrafisz podać przykład reakcji tlenku z wodą, w wyniku której otrzymasz kwas tlenowy? Umiesz zaplanować takie doświadczenie? W jaki sposób potwierdzisz, że otrzymanym produktem jest kwas? Przeprowadź eksperyment w wirtualnym laboratorium, a na pewno udzielisz odpowiedzi na powyższe pytania. Zapoznaj się z problemem badawczym, zaproponuj hipotezę, zanotuj obserwacje i wyniki oraz sformułuj wnioski.

R17svnlHqjSzd

Wirtualne laboratorium pt. „Otrzymywanie kwasów tlenowych w wyniku reakcji odpowiednich tlenków z wodą”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R10G54Q2NNuej

Potrafisz podać przykład reakcji tlenku z wodą w wyniku której otrzymasz kwas tlenowy? Umiesz zaplanować takie doświadczenie? W jaki sposób potwierdzisz, że otrzymanym produktem jest kwas? Zapoznaj się z opisem doświadczenia, a na pewno będziesz znał odpowiedź na powyższe pytania. Zapoznaj się z problemem badawczym, hipotezą, obserwacjami i wynikami oraz sformułowanymi wnioski.

Analiza eksperymentu:

Otrzymywanie kwasów tlenowych w wyniku reakcji odpowiednich tlenków z wodą.

Problem badawczy:

Czy w wyniku reakcji tlenku z wodą można otrzymać kwas tlenowy?

Hipoteza:

W wyniku reakcji tlenku z wodą można otrzymać kwas tlenowy.

Sprzęt laboratoryjny:

statyw na probówki – prostokątny sprzęt laboratoryjny z rzędami otworów, w których umieszczane są probówki;
pipety – wąskie rurki służące do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki;
łyżeczki – długie trzonki wykonane ze szkła, porcelany lub metalu zakończone z jednej strony łyżeczką.

Odczynniki chemiczne:

wskaźnik uniwersalny; tlenek siarki( $VI$ ); suchy lód; tlenek fosforu( $V$ ); tlenek krzemu( $IV$ ).

Przebieg eksperymentu:

1. Umieszczenie w probówce trzech centymetrów sześciennych wody ze wskaźnikiem uniwersalnym.

2. Przez roztwór w probówce przepuszczono gazowy tlenek siarki( $VI$ ).

3. Doświadczenie powtórzono dla pozostałych trzech tlenków wsypując je do roztworu wody ze wskaźnikiem uniwersalnym

Obserwacje:

W probówkach do których dodano: tlenek siarki( $VI$ ), suchy lód oraz tlenek fosforu( $V$ ) roztwór zmienił barwę z zielonego na czerwone. Natomiast w probówce z tlenkiem krzemu( $IV$ ) brak zmian.

Wyniki:

W probówkach, w których znalazły się tlenki: siarki( $VI$ ), węgla( $IV$ ) oraz fosforu( $V$ ) doszło do spadku pH. W przypadku probówki z tlenkiem krzemu( $IV$ ) nie doszło do zmian pH.

Wnioski:

W probówkach, w których nastąpiła zmiana koloru z zielonej na czerwoną jako produkt powstał kwas. Za zmianę zabarwienia odpowiada wskaźnik uniwersalny, który w środowisku kwasowym przyjmuje czerwone zabarwienie. Tlenek krzemu( $IV$ ) nie reaguje z wodą, brak widocznych objawów reakcji. Tlenek siarki( $VI$ ), zestalony tlenek węgla( $IV$ ) oraz tlenek fosforu( $V$ ) reagują z wodą w wyniku czego powstają odpowiednie kwasy tlenowe. Hipoteza została potwierdzona.

Ćwiczenie 2

Dlaczego w powyższym doświadczeniu wykorzystujemy wskaźnik kwasowo‑zasadowy?

RANtBGBISP9Cp

Reakcje tlenków kwasotwórczych z wodą biegną według następującego schematu:

$tlenek kwasotwórczy + woda \to kwas tlenowy$

W wyniku reakcji chemicznej tlenku kwasotwórczego z wodą powstaje odpowiedni kwas tlenowy.

Przykład 2

Zapisz równanie reakcji tlenku siarki( $IV$ ) z wodą w formie cząsteczkowej.

Wzór tlenku: ${SO}_{2}$

Równanie reakcji z wodą: ${SO}_{2} + H_{2} O \to H_{2} O \cdot {SO}_{2}$

W wyniku reakcji tlenku siarki( $IV$ ) z wodą powstaje kwas siarkowy( $IV$ ).

Jak łatwo zauważyć, stopień utlenienia atomu siarki w wyniku reakcji nie zmienia się.

Przykład 3

Zapisz równanie reakcji otrzymywania kwasu fosforowego( $V$ ) z odpowiedniego tlenku i wody w formie cząsteczkowej. Zapisz wzór tlenku.

Wzór kwasu: $H_{3} {PO}_{4}$

Stopień utlenienia atomu fosforu: $V$

Wzór tlenku: $P_{4} O_{10}$

Równanie reakcji: $P_{4} O_{10} + 6 H_{2} O \to 4 H_{3} {PO}_{4}$

Przykład 4

Tlenek węgla( $IV$ ) jest bezwodnikiem kwasu węglowego. Kwas węglowy jest kwasem nietrwałym, dlatego też reakcja ta jest odwracalna. Zapisz równanie reakcji tlenku węgla( $IV$ ) z wodą.

Równanie reakcji: ${CO}_{2} + H_{2} O ⇄ H_{2} O \cdot {CO}_{2}$

Ważne!

Ze względu na nietrwałość kwasu węglowego równanie reakcji zapisywane jest z dwiema strzałkami (reakcja odwracalna).

Jedną z metod otrzymywania kwasu azotowego( $V$ ) jest reakcja tlenku azotu( $IV$ ) z wodą. W wyniku tej reakcji chemicznej powstaje mieszanina kwasów –
azotowego( $III$ ) i azotowego( $V$ ).

$2 {NO}_{2} + H_{2} O \to {HNO}_{3} + {HNO}_{2}$

Kwas azotowy( $III$ ) ulega rozkładowi:

$3 {HNO}_{2} \to {HNO}_{3} + 2 NO + H_{2} O$

Sumarycznie równania powyższych reakcji chemicznych można zapisać jako:

$3 {NO}_{2} + H_{2} O \to 2 {HNO}_{3} + NO$

Reakcja tlenku azotu( $IV$ ) z wodą to przykład szczególnej reakcji redoks zwanej reakcją dysproporcjonowania.

Otrzymywanie kwasu przez wypieranie go z jego soli

Kwasy, których nie da się otrzymać w wyniku reakcji odpowiedniego tlenku z wodą, otrzymuje się zazwyczaj z ich soli. Na taką sól działa się innym mocnym kwasem (mocniejszym, niż ten wypierany), w wyniku czego interesujący nas kwas zostaje wyparty z soli.

Laboratorium 2

W wirtualnym laboratorium otrzymaj wybrany przez siebie kwas metodą wypierania go ze swojej soli. Zapoznaj się z problemem badawczym oraz postaw hipotezę badawczą. Sporządź notatkę, w której zapiszesz własne obserwacje, wyniki i wnioski.

RQDakItJIivfB

Wirtualne laboratorium pt. „Otrzymywanie kwasów poprzez wypieranie go z jego soli”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźgreenwhite

Aby wyprzeć kwas z jego soli, należy zadziałać na sól kwasem mocniejszym od tego, który ma zostać wyparty.

Moc kwasu to inaczej jego zdolność do dysocjacji. Wyraża się ją poprzez stałą dysocjacji kwasu $K_{a}$ .

R15yf9BCE0a8A

Sprawdź, czy Twoje odpowiedzi są podobne do poniższych.

R1HkC7dqwmUUe

Analiza eksperymentu: Otrzymywanie kwasu poprzez wypieranie go z jego soli. Problem badawczy: Czy w reakcji soli z mocnym kwasem zawsze dochodzi do powstania innego kwasu?. Hipoteza: Powstanie kwasu następuje jedynie w wyniku reakcji soli słabego kwasu z mocnym kwasem. Sprzęt laboratoryjny:probówki;pipety;statyw na probówki. Odczynniki chemiczne:kwas azotowy(V) (roztwór);kwas siarkowy(VI) (roztwór);kwas chlorowodorowy;siarczek sodu (ciało stałe);siarczan(IV) potasu (ciało stałe);węglan wapnia (ciało stałe);siarczan(VI) baru (ciało stałe). Przebieg eksperymentu: Do każdej z probówek należy dodać małą ilość soli.Następnie do każdej probówki dodać inny kwas, który jest dostępny w wirtualnym laboratorium.Czynność należy powtórzyć dla każdej z soli.Obserwacje:W przypadku węglanu wapnia dodanie każdego z kwasów doprowadziło do roztworzenia soli i towarzyszyło temu wydzielanie się bezbarwnego gazu.Dodanie roztworu kwasu siarkowego(VI) i kwasu chlorowodorowego do probówek z siarczkiem sodu wywołało wydzielenie się bezbarwnego gazu. Z kolei dodanie do probówki z tą solą roztworu kwasu azotowego(V) spowodowało wydzielenie się brunatnego gazu i wytrącenie się niewielkiej ilości żółtego osadu.W przypadku dodania roztworu kwasu siarkowego(VI) i kwasu chlorowodorowego do probówek z siarczanem(IV) potasu doprowadziło do wydzielenia się bezbarwnego gazu. Z kolei dodanie do probówki z tą solą roztworu kwasu azotowego(V) doprowadziło do roztworzenia soli i wydzielenia się bezbarwnego gazu.W przypadku siarczanu(VI) baru dodanie jakiegokolwiek z kwasów nie zapoczątkowało żadnych widocznych zmian.Wyniki:W przypadku węglanu wapnia, siarczku sodu i siarczanu(IV) potasu doszło do reakcji z kwasami, czego efektem było wydzielanie się gazów.W przypadku siarczanu(VI) baru nie zaobserwowano żadnej reakcji z kwasami.Wnioski:W przypadku soli słabych kwasów, takich jak węglan wapnia, siarczek sodu i siarczan(IV) potasu, doszło do reakcji z mocnymi kwasami, których produktami były tlenki niemetali, jeśli reszta kwasowa w badanej soli pochodziła od kwasu tlenowego lub siarkowodór w przypadku siarczku sodu. W reakcji węglanu wapnia z kwasami powstaje tlenek węgla(IV), który tworzy w reakcji z wodą nietrwały kwas węglowy, który jest słabym kwasem. Słabym kwasem jest również powstający w wyniku reakcji siarczku sodu z kwasami siarkowodór, jak również powstający w wyniku reakcji z kwasami siarczanu(IV) potasu tlenek siarki(IV).Reakcja soli mocnego kwasu (siarczanu(VI) baru) z mocnym kwasem nie zachodzi.Hipoteza została potwierdzona.Równanie reakcji chemicznej:Węglan wapnia:z kwasem siarkowym(VI): CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2z kwasem chlorowodorowym: CaCO3+2 HCl→CaCl2+H2O+CO2z kwasem azotowym(V): CaCO3+2 HNO3→Ca(NO3)2+H2O+CO2Siarczek sodu:z kwasem siarkowym(VI): Na2S+H2SO4→Na2SO4 +H2Sz kwasem chlorowodorowym: Na2S+2 HCl→2 NaCl+H2Sz kwasem azotowym(V): Na2S+4 HNO3→2 NaNO3+S+2 NO2+2 H2OSiarczan(IV) potasu:z kwasem siarkowym(VI): K2SO3+H2SO4→K2SO4+H2O+SO2z kwasem chlorowodorowym: K2SO3+2 HCl→2 KCl+H2O+SO2z kwasem azotowym(V): 3 K2SO3+2 HNO3→3 K2SO4+H2O+2 NOSiarczan(VI) baru:z kwasem siarkowym(VI): reakcja nie zachodziz kwasem chlorowodorowym: reakcja nie zachodziz kwasem azotowym(V): reakcja nie zachodzi.

Zadanie: jak otrzymać kwas poprzez wypieranie go z soli.

Analiza eksperymentu: Otrzymywanie kwasu poprzez wypieranie go z jego soli.

Problem badawczy: Czy w reakcji soli z mocnym kwasem zawsze dochodzi do powstania innego kwasu?

Hipoteza: Powstanie kwasu następuje jedynie w wyniku reakcji soli słabego kwasu z mocnym kwasem.

Sprzęt laboratoryjny: probówki - podłużne naczynie szklane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych; pipety - wąska rurka pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki; statyw na probówki - prostokątny sprzęt laboratoryjny z rzędami otworów, w których umieszczane są probówki.

Odczynniki chemiczne: kwas chlorowodorowy; siarczek sodu (ciało stałe); siarczan(IV) potasu (ciało stałe); węglan wapnia (ciało stałe); siarczan(VI) baru (ciało stałe).

Przebieg eksperymentu: Do każdej z probówek dodano małą ilość soli zgodnie z kolejnością położenia na półce. Następnie dodano kwas chlorowodorowy. Probówkę z siarczkiem sodu oraz siarczanem(IV) potasu dodatkowo podgrzewano.

Obserwacje: W probówkach z siarczan(IV) potasu, siarczkiem sodu i węglanem wapnia ciała stałe uległy roztworzeniu, wydzieliły się bezbarwne gazy. Gaz wydzielający się z probówki z węglanem był bezwonny, z probówki z siarczkiem sodu - miał charakterystyczny zapach zgniłych jaj, a z probówki z siarczanem(IV) potasu - charakterystyczny drażniący zapach. W probówce z siarczanem(VI) baru nie zaobserwowano zmian.

Wyniki: W przypadku węglanu wapnia, siarczku sodu i siarczanu(IV) potasu doszło do reakcji z kwasami, czego efektem było wydzielanie się gazów. W przypadku siarczanu(VI) baru nie zaobserwowano żadnej reakcji z kwasami.

Wnioski: Kwas chlorowodorowy jest kwasem mocniejszym od kwasu siarkowego(IV), węglowego i siarkowodorowego dlatego wypiera je z ich soli oraz roztworów ich soli. Nie wypiera jednak kwasu siarkowego(VI), który to jest kwasem mocnym. Hipoteza została potwierdzona.

Równania reakcji chemicznej: 1. Węglan wapnia z kwasem chlorowodorowym: jedna cząsteczka węglanu wapnia + dwie cząsteczki chlorowodoru dają jedną cząsteczkę chlorku wapnia + jedną cząsteczkę wody + jedną cząsteczkę dwutlenku węgla. 2. Siarczek sodu z kwasem chlorowodorowym: jedna cząsteczka siarczku sodu + dwie cząsteczki chlorowodoru daje dwie cząsteczki chlorku sodu + jedna cząsteczka siarkowodoru. 3. Siarczan(IV) potasu z kwasem chlorowodorowym: jedna cząsteczka siarczanu(IV) potasu + dwie cząsteczki chlorowodoru daje dwie cząsteczki chlorku potasu + jedna cząsteczka wody + jedna cząsteczka dwutlenku siarki. 4. Siarczan(VI) baru z kwasem chlorowodorowym: reakcja nie zachodzi.

RRGLu8PisguR8

Ćwiczenie 3

R17r5VJ2HQ8tj

Ćwiczenie 3

\ Wypierany kwas jest słabszy niż kwas działający na sól. Reakcja przebiega według schematu:

sól słabego kwasu + mocny kwas → słaby kwas + sól mocnego kwasu

Przykład 5

Gdy do roztworu octanu sodu ( ${CH}_{3} COONa$ ) doda się kwas solny (np. $HCl$ ), to równanie omawianej reakcji chemicznej wygląda następująco:

${CH}_{3} COONa + HCl \to {CH}_{3} COOH + NaCl$

Jak widać, w wyniku powyższej reakcji otrzymano chlorek sodu oraz kwas octowy (etanowy). Octan (etanian) sodu jest solą złożoną z kationu metalu oraz anionu reszty kwasu octowego, który jest słabym kwasem ( $K_{a}$ = 1,8 · 10Indeks górny -5). Natomiast kwas solny jest kwasem mocnym ( $K_{a}$ = 1,0 · 10Indeks górny 7; $K_{a, {CH}_{3} COOH} < K_{a, HCl}$ ) , który wyparł kwas słabszy (kwas octowy) z roztworu jego soli.

Ćwiczenie 3

R14Fw6DzX0nXw

Re7bWrD7KicqU

Sprawdź, czy w Twoje odpowiedzi zawierają poniższe informacje:

R2oyYs4sGVSGZ

Na ilustracji w probówce jest CaS, dodano HBr. W probówce pojawił się gaz. — Schemat doświadczenia.
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Obserwacje: Wydziela się gaz o charakterystycznym zapachu zgniłych jaj.

Podsumowanie: W wyniku reakcji wyczuwalny jest charakterystyczny zapach zgniłych jaj, więc z probówki wydziela się siarkowodór.

Równanie reakcji chemicznej:

$CaS + 2 HBr \to {CaBr}_{2} + H_{2} S$

Jak otrzymać kwas siarkowy(VI) z pierwiastków?1

Symulacja 1

Przeanalizuj poniższą symulację. Sprawdź, w jaki sposób odbywa się przemysłowe otrzymywanie kwasu siarkowego( $VI$ ), jaka temperatura jest wykorzystywana do tego procesu, a następnie rozwiąż ćwiczenia sprawdzające.

Przeanalizuj opis symulacji. Sprawdź, w jaki sposób odbywa się przemysłowe otrzymywanie kwasu siarkowego( $VI$ ), jaka temperatura jest wykorzystywana do tego procesu, a następnie rozwiąż ćwiczenia sprawdzające.

R1Pf4JodveXbv

Symulacja interaktywna pt. „Jak otrzymać kwas siarkowy( $VI$ ) z pierwiastków?”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźgreenwhite

Kwas siarkowy $(VI)$ ma wzór $H_{2} {SO}_{4}$ i składa się z takich pierwiastków, jak siarka, tlen i wodór. W przemyśle otrzymywany jest właśnie z tych pierwiastków, w syntezie 3‑etapowej.

bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Kwasy – budowa i nazewnictwo

Kwasy – właściwości fizyczne i chemiczne

Kwasy – moc kwasu, otrzymywanie kwasów

Moc kwasu

Moc kwasów beztlenowych

Moc kwasów tlenowych

Jak otrzymać kwasy?

Reakcja wodorków niemetali z wodą

Reakcja tlenków kwasotwórczych z wodą

Otrzymywanie kwasu przez wypieranie go z jego soli

Jak otrzymać kwas siarkowy(VI) z pierwiastków?1

Notatnik