W jaki sposób można zbadać zachowanie następującym tlenków: $\text{CaO}$, ${\text{Na}}_2\text{O}$, $\text{ZnO}$, ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{SiO}}_2$ oraz ${\text{P}}_4{\text{O}}_{10}$ w wodzie? Zapoznaj się z opisem doświadczenia oraz wykonaj poniższe zadania.

Analiza eksperymentu:

Badanie zachowania tlenków w wodzie.

Problem badawczy:

Czy tlenki $\text{CaO}$, ${\text{Na}}_2\text{O}$, ${\text{SiO}}_2$, ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$, $\text{ZnO}$ i ${\text{P}}_4{\text{O}}_{10}$ reagują z wodą?

Hipoteza:

Spośród badanych tlenków, tylko tlenki o wzorach sumarycznych $\text{CaO}$, ${\text{Na}}_2\text{O}$ i ${\text{P}}_4{\text{O}}_{10}$ reagują z wodą.

Sprzęt laboratoryjny:

• sześć probówek – podłużne U‑kształtne naczynia szklane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;

• sześć łyżeczek – długie trzonki wykonane ze szkła, porcelany lub metalu zakończone z jednej strony łyżeczką;

• palnik gazowy – urządzenie techniczne umożliwiające podtrzymywanie płomienia spalanego gazu w kontrolowany sposób;

• statyw na probówki – prostokątny sprzęt laboratoryjny z rzędami otworów, w których umieszczane są probówki;

• sześć szklanych pręcików – czyli bagietek szklanych, które stanowią pręty laboratoryjne służące do mieszania.

Odczynniki chemiczne:

woda destylowana; $\text{CaO}$; ${\text{Na}}_2\text{O}$, $\text{ZnO}$, ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$, ${\text{SiO}}_2$, ${\text{P}}_4{\text{O}}_{10}$; uniwersalne papierki wskaźnikowe.

Przebieg eksperymentu:

1. W probówce umieść niewielką ilość badanego tlenku.

2. Następnie do probówki wprowadź niewielką objętość wody destylowanej, a zawartość probówki wymieszaj szklanym pręcikiem.

3. W przypadku uzyskania mieszaniny niejednorodnej, ogrzej dodatkowo zawartość probówki w płomieniu palnika.

4. Zbadaj odczyn uzyskanego roztworu (w przypadku gdy zawartość probówki ogrzewano, zaczekaj aż mieszanina ochłodzi się). W tym celu, za pomocą szklanego pręcika, nanieś kroplę analizowanego roztworu na uniwersalny papierek wskaźnikowy.

5. Czynności od $1$ do $4$ powtórz dla każdego z badanych tlenków.

Obserwacje:

Po wymieszaniu tlenku wapnia, tlenku fosforu($\text{V}$) i tlenku sodu z wodą, otrzymano klarowne bezbarwne roztwory (ciała stałe roztworzyły się). Po wymieszaniu tlenku krzemu($\text{IV}$), tlenku glinu i tlenku cynku z wodą otrzymano mieszaniny niejednorodne, których wygląd nie zmienił się również po ogrzaniu w płomieniu palnika (ciała stałe nie roztworzyły się nawet po ogrzaniu układu).

Roztwory uzyskane po zmieszaniu tlenku wapnia i tlenku sodu z wodą zmieniły zabarwienie uniwersalnego papierka wskaźnikowego na niebieskie, a roztwór uzyskany po zmieszaniu tlenku fosforu$\left(\text{V}\right)$ z wodą - na czerwone. W pozostałych przypadkach uniwersalny papierek wskaźnikowy pozostał żółty.

Wyniki:

Tlenek wapnia, tlenek fosforu($\text{V}$) i tlenek sodu reagują z wodą. Tlenek krzemu($\text{IV}$), tlenek glinu i tlenek cynku nie reagują z wodą.

Wnioski:

Tlenek wapnia i tlenek sodu reagują z wodą tworząc zasadę - świadczy o tym zmiana zabarwienia uniwersalnego papierka wskaźnikowego na niebieskie. Tlenek fosforu($\text{V}$) reaguje z wodą tworząc kwas, co potwierdziła zmiana zabarwienia uniwersalnego papierka wskaźnikowego na czerwone. Brak zmiany zabarwienia papierka wskaźnikowego w przypadku mieszanin powstałych przez wprowadzenie tlenku krzemu($\text{IV}$), tlenku glinu i tlenku cynku do wody świadczy o tym, że tlenki te nie przereagowały z wodą. Hipoteza została potwierdzona.

Równania reakcji chemicznych (zapis cząsteczkowy):

1. $\text{CaO}+{\text{H}}_2\text{O}\to \text{Ca}{\left(\text{OH}\right)}_2$

2. ${\text{Na}}_2\text{O}+{\text{H}}_2\text{O}\to 2 \text{NaOH}$

3. $\text{ZnO}+{\text{H}}_2\text{O}\to \text{brak} \text{reakcji}$

4. ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3+{\text{H}}_2\text{O}\to \text{brak} \text{reakcji}$

5. ${\text{SiO}}_2+{\text{H}}_2\text{O}\to \text{brak} \text{reakcji}$

6. ${\text{P}}_4{\text{O}}_{10}+6 {\text{H}}_2\text{O}\to 4 {\text{H}}_3{\text{PO}}_4$