Reakcja otrzymywania soli, z wykorzystaniem kwasu i wodorotlenku, ogólnie przebiega wg poniższego równania reakcji:

Do dobrze rozpuszczalnych w wodzie wodorotlenków zaliczamy wodorotlenki metali z grupy pierwszej układu okresowego, np. wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu oraz wodorotlenki metali, a także z grupy drugiej (z wyjątkiem wodorotlenku berylu oraz wodorotlenku magnezu). Wodorotlenki te ulegają dysocjacjidysocjacjadysocjacji elektrolitycznej na kationy metalu oraz aniony wodorotlenkowe.

Poniżej znajduje się zapis równania reakcji w formie cząsteczkowej, zachodzącej po wprowadzeniu zasady sodowej do kwasu solnego.

W wyniku reakcji kwasu chlorowodorowego z wodorotlenkiem sodu, otrzymuje się sól – chlorek sodu – oraz wodę. Chlorek sodu jest powszechnie używany w kuchni, a pod jego nazwą kryje się dobrze nam znana sól kuchenna.

Ze względu na to, że kwasy i wodorotlenki ulegają rozpadowi na jony pod wpływem rozpuszczalnika, ulegają dysocjacji, którą można zapisać w formie jonowej. Taki zapis przebiegu reakcji to zapis jonowy pełny.

Po lewej oraz po prawej stronie równania znajdują się jony ${\text{Na}}^{+}$ oraz ${\text{Cl}}^{-}$, dlatego można je po obu stronach skreślić.

Wynika stąd, że w reakcji biorą tylko udział jony ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ oraz aniony wodorotlenkowe, które dają wodę. Tę reakcję przedstawia poniższy zapis jonowy skrócony.

Reakcję, w której jony ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ łączą się z anionami wodorotlenkowymi, tworząc cząsteczki wody, nazywamy reakcją zobojętniania (neutralizacji)reakcja zobojętniania (neutralizacji)reakcją zobojętniania (neutralizacji).

W przypadku kwasów wieloprotonowychkwasy wieloprotonowekwasów wieloprotonowych, reakcja kwasu z wodorotlenkiem może zachodzić na kilka sposobów, w zależności od ilości użytego wodorotlenku. Dla przykładu: reakcja kwasu siarkowego($\text{VI}$) z wodorotlenkiem potasu może zachodzić na dwa sposoby. Ze względu na to, że kwas siarkowy($\text{VI}$) jest kwasem dwuprotonowym, to gdy jeden mol kwasu reaguje z jednym molem wodorotlenku potasu (wodorotlenek w niedomiarze), otrzymujemy wodorosólwodorosólwodorosól oraz wodę. Zapis cząsteczkowy tej reakcji znajduje się poniżej:

W przypadku, gdy jeden mol kwasu siarkowego($\text{VI}$) reaguje z dwoma molami wodorotlenku potasu, otrzymujemy sól – siarczan($\text{VI}$) potasu – oraz wodę. Zapis cząsteczkowy tej reakcji znajduje się poniżej:

Zapis jonowy pełny, który przedstawia tę reakcję, jest następujący:

Po lewej oraz po prawej stronie równania znajdują się jony ${\text{K}}^{+}$ oraz ${{\text{SO}}_4}^{2-}$, dlatego można je skreślić.

Natomiast zapis jonowy skrócony:

Po podzieleniu przez $2$, otrzymujemy:

Poniżej przestawiono zapisy reakcji zachodzących pomiędzy kwasem ortofosforowym($\text{V}$) a wodorotlenkiem baru.

W wyniku reakcji dwóch moli kwasu ortofosforowego($\text{V}$) z jednym molem wodorotlenku baru, powstaje diwodorofosforan($\text{V}$) baru oraz woda.

W wyniku reakcji jednego mola kwasu ortofosforowego($\text{V}$) z jednym molem wodorotlenku baru, powstaje wodorofosforan($\text{V}$) baru oraz woda.

W wyniku reakcji dwóch moli kwasu ortofosforowego($\text{V}$) z trzema molami wodorotlenku baru, powstaje fosforan($\text{V}$) baru oraz woda.

Do wodorotlenków słabo rozpuszczalnych w wodzie zaliczamy m.in.: wodorotlenek magnezu, miedzi($\text{II}$), żelaza($\text{II}$), żelaza($\text{III}$), cynku, manganu($\text{II}$), glinu, chromu($\text{III}$). Ze względu na ich słabą rozpuszczalnośćrozpuszczalność wodorotlenkówrozpuszczalność w wodzie, zastanów się, czy będą reagować z kwasem tworząc sól, czy nie. Na rozstrzygnięcie tego problemu odpowiada poniższe doświadczenie.

Doświadczenie 1

Problem badawczy: Czy słabo rozpuszczalny w wodzie wodorotlenek będzie reagował z kwasem, tworząc dzięki temu sól?

Hipoteza:

R1cKwe5wAlN00

Wybierz jedną z poniższych hipotez. Możliwe odpowiedzi: 1. Wodorotlenek słabo rozpuszczalny w wodzie będzie reagował z kwasem, tworząc sól., 2. Wodorotlenek słabo rozpuszczalny w wodzie nie będzie reagował z kwasem, tworząc sól.

Wybierz jedną z poniższych hipotez.

• Wodorotlenek słabo rozpuszczalny w wodzie będzie reagował z kwasem, tworząc sól.
• Wodorotlenek słabo rozpuszczalny w wodzie nie będzie reagował z kwasem, tworząc sól.

Sprzęt i odczynniki:

• probówki;

• roztwory substancji: świeżo wytrącony wodorotlenek miedzi($\text{II}$), rozcieńczony kwas solny, rozcieńczony roztwór kwasu siarkowego($\text{VI}$), woda.

Wykonanie:

1. Zawiesinę wodorotlenku miedzi($\text{II}$) ($2 {\text{cm}}^3$) umieść w probówce $1$, $2$ i $3$. Do probówki nr $1$ dodaj podobną objętość rozcieńczonego kwasu solnego, do probówki nr $2$ podobną objętość rozcieńczonego roztworu kwasu
   siarkowego($\text{VI}$), zaś do probówki nr $3$ podobną objętość wody (próba kontrolna).

2. Obserwuj, co się dzieje w probówkach po dodaniu odpowiednich kwasów i wody.

Schemat doświadczenia:

RNgn3Qh66Z0VU

Grafika przedstawia schemat doświadczenia, na którym znajduje się sześć probówek - trzy przed strzałką, to jest przed wykonaniem doświadczenia i trzy po reakcji. Przed reakcją w trzech probówkach znajduje się wodorotlenek miedzi(<math aria‑label="dwa">II) $\text{Cu}{\left(\text{OH}\right)}_2$ (niebieskie zabarwienie). Do probówki numer jeden dodano roztwór kwasu chlorowodorowego $\text{HCl}$, do probówki numer dwa dodano kwasu siarkowego(<math aria‑label="sześć">VI) ${\text{H}}_2{\text{SO}}_4$, do probówki numer trzy dodano wodę. W wyniku reakcji w probówce numer jeden powstał zielonkawy roztwór chlorku miedzi(<math aria‑label="dwa">II) ${\text{CuCl}}_2$, w probówce numer dwa siarczan (<math aria‑label="sześć">VI) miedzi(<math aria‑label="dwa">II) ${\text{CuSO}}_4$ (zielone zabarwienie), w probówce numer trzy brak zmian (zawartość ma niebieskie zabarwienie, które wynika z obecności wodorotlenku miedzi(<math aria‑label="dwa">II.

Obserwacje:

W wyniku dodawania kwasów do wodorotlenku miedzi($\text{II}$), galaretowaty osad ulega roztworzeniu, a powstaje klarowny niebieski roztwór. Po dodaniu wody do wodorotlenku miedzi($\text{II}$), w probówce nadal obserwuje się niebieski galaretowaty osad wodorotlenku.

Wnioski:

W reakcji wodorotlenku miedzi($\text{II}$) z kwasem chlorowodorowym powstaje sól – chlorek miedzi($\text{II}$) oraz woda. W reakcji wodorotlenku miedzi($\text{II}$) z kwasem siarkowym($\text{VI}$) powstaje sól – siarczan($\text{VI}$) miedzi($\text{II}$) – oraz woda.

Wodorotlenek słabo rozpuszczalny w wodzie będzie reagował z kwasem, tworząc tym samym sól.

Równania reakcji:

Zapis cząsteczkowy:

$$\underset{\text{kwas} \text{chlorowodorowy}}{2 \text{HCl}}+\underset{\text{wodorotlenek} \text{miedzi}\left(\text{II}\right)}{\text{Cu}{\left(\text{OH}\right)}_2}\to \underset{\text{chlorek} \text{miedzi}\left(\text{II}\right)}{{\text{CuCl}}_2}+\underset{\text{woda}}{2 {\text{H}}_2\text{O}}$$

$$\underset{\text{kwas} \text{siarkowy}\left(\text{VI}\right)}{{\text{H}}_2{\text{SO}}_4}+\underset{\text{wodorotlenek} \text{miedzi}\left(\text{II}\right)}{\text{Cu}{\left(\text{OH}\right)}_2}\to \underset{\text{siarczan}\left(\text{VI}\right) \text{miedzi}\left(\text{II}\right)}{{\text{CuSO}}_4}+\underset{\text{woda}}{2 {\text{H}}_2\text{O}}$$

Zapis jonowy:

$$2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+2 {\text{Cl}}^{-}+\text{Cu}{\left(\text{OH}\right)}_2\to {\text{Cu}}^{2+}+2 {\text{Cl}}^{-}+4 {\text{H}}_2\text{O}$$

$$2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+{{\text{SO}}_4}^{2-}+\text{Cu}{\left(\text{OH}\right)}_2\to {\text{Cu}}^{2+}+{{\text{SO}}_4}^{2-}+4 {\text{H}}_2\text{O}$$

Zapis jonowy skrócony:

Zwróć uwagę, że zapis jonowy skrócony równań reakcji dla obu przemian jest taki sam i ogranicza się do równania:

$$2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}+\text{Cu}{\left(\text{OH}\right)}_2\to {\text{Cu}}^{2+}+4 {\text{H}}_2\text{O}$$

Kwasy ulegają dysocjacji na jony ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ oraz aniony reszty kwasowej. Wodorotlenki zbudowane są z kationów metali oraz anionów wodorotlenkowych. W wyniku reakcji kwasów z wodorotlenkami otrzymuje się sól oraz wodę. Sól z kolei powstaje z kationu metalu, pochodzącego od wodorotlenku i anionu reszty kwasowej.

Słownik

Bibliografia

Pac B., Zegar A., Podstawy klasyfikacji związków nieorganicznych w teorii i zadaniach, Kraków 2020.

Pac B., Zegar A., Reakcje w roztworach wodnych w teorii i zadaniach, Kraków 2020.