Przeczytaj
Otrzymywanie soli w wyniku reakcji kwasów z wodorotlenkami
Reakcja otrzymywania soli, z wykorzystaniem kwasu i wodorotlenku, ogólnie przebiega wg poniższego równania reakcji:
Reakcja kwasu z dobrze rozpuszczalnym w wodzie wodorotlenkiem
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 dysocjacjidysocjacji 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 oraz , dlatego można je po obu stronach skreślić.
Wynika stąd, że w reakcji biorą tylko udział jony oraz aniony wodorotlenkowe, które dają wodę. Tę reakcję przedstawia poniższy zapis jonowy skrócony.
Reakcję, w której jony łączą się z anionami wodorotlenkowymi, tworząc cząsteczki wody, nazywamy reakcją zobojętniania (neutralizacji)reakcją zobojętniania (neutralizacji).
Reakcję zobojętniania wykorzystuje się u pacjentów cierpiących na nadkwasotę (nadkwaśność). Ta choroba związana jest z wytwarzaniem przez gruczoły żołądkowe zbyt dużej ilości kwasu chlorowodorowego (kwasu solnego, inaczej też zwanego kwasem żołądkowym). Aby zneutralizować ten efekt, podawane są leki o odczynie zasadowym, np. wodorotlenek magnezu.
W przypadku kwasów wieloprotonowychkwasów wieloprotonowych, reakcja kwasu z wodorotlenkiem może zachodzić na kilka sposobów, w zależności od ilości użytego wodorotlenku. Dla przykładu: reakcja kwasu siarkowego() z wodorotlenkiem potasu może zachodzić na dwa sposoby. Ze względu na to, że kwas siarkowy() jest kwasem dwuprotonowym, to gdy jeden mol kwasu reaguje z jednym molem wodorotlenku potasu (wodorotlenek w niedomiarze), otrzymujemy wodorosólwodorosól oraz wodę. Zapis cząsteczkowy tej reakcji znajduje się poniżej:
W przypadku, gdy jeden mol kwasu siarkowego() reaguje z dwoma molami wodorotlenku potasu, otrzymujemy sól – siarczan() 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 oraz , dlatego można je skreślić.
Natomiast zapis jonowy skrócony:
Po podzieleniu przez , otrzymujemy:
Poniżej przestawiono zapisy reakcji zachodzących pomiędzy kwasem ortofosforowym() a wodorotlenkiem baru.
W wyniku reakcji dwóch moli kwasu ortofosforowego() z jednym molem wodorotlenku baru, powstaje diwodorofosforan() baru oraz woda.
W wyniku reakcji jednego mola kwasu ortofosforowego() z jednym molem wodorotlenku baru, powstaje wodorofosforan() baru oraz woda.
W wyniku reakcji dwóch moli kwasu ortofosforowego() z trzema molami wodorotlenku baru, powstaje fosforan() baru oraz woda.
Reakcja kwasu ze słabo rozpuszczalnym w wodzie wodorotlenkiem
Do wodorotlenków słabo rozpuszczalnych w wodzie zaliczamy m.in.: wodorotlenek magnezu, miedzi(), żelaza(), żelaza(), cynku, manganu(), glinu, chromu(). Ze względu na ich słabą rozpuszczalnośćrozpuszczalność w wodzie, zastanów się, czy będą reagować z kwasem tworząc sól, czy nie. Na rozstrzygnięcie tego problemu odpowiada poniższe doświadczenie.
Problem badawczy: Czy słabo rozpuszczalny w wodzie wodorotlenek będzie reagował z kwasem, tworząc dzięki temu sól?
Hipoteza:
Sprzęt i odczynniki:
probówki;
roztwory substancji: świeżo wytrącony wodorotlenek miedzi(), rozcieńczony kwas solny, rozcieńczony roztwór kwasu siarkowego(), woda.
Wykonanie:
Zawiesinę wodorotlenku miedzi() () umieść w probówce , i . Do probówki nr dodaj podobną objętość rozcieńczonego kwasu solnego, do probówki nr podobną objętość rozcieńczonego roztworu kwasu
siarkowego(), zaś do probówki nr podobną objętość wody (próba kontrolna).Obserwuj, co się dzieje w probówkach po dodaniu odpowiednich kwasów i wody.
Schemat doświadczenia:
Obserwacje:
W wyniku dodawania kwasów do wodorotlenku miedzi(), galaretowaty osad ulega roztworzeniu, a powstaje klarowny niebieski roztwór. Po dodaniu wody do wodorotlenku miedzi(), w probówce nadal obserwuje się niebieski galaretowaty osad wodorotlenku.
Wnioski:
W reakcji wodorotlenku miedzi() z kwasem chlorowodorowym powstaje sól – chlorek miedzi() oraz woda. W reakcji wodorotlenku miedzi() z kwasem siarkowym() powstaje sól – siarczan() miedzi() – oraz woda.
Wodorotlenek słabo rozpuszczalny w wodzie będzie reagował z kwasem, tworząc tym samym sól.
Równania reakcji:
Zapis cząsteczkowy:
Zapis jonowy:
Zapis jonowy skrócony:
Zwróć uwagę, że zapis jonowy skrócony równań reakcji dla obu przemian jest taki sam i ogranicza się do równania:
Kwasy ulegają dysocjacji na jony 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
rozpad substancji chemicznej na jony dodatnie i ujemne pod wpływem rozpuszczalnika (na przykład wody)
reakcja jonów z anionami wodorotlenkowymi, w wyniku której powstają cząsteczki wody
zapis równania reakcji chemicznej zachodzącej w roztworze wodnym; przedstawia substraty i produkty rozpuszczalne w wodzie w postaci jonów
zapis równania reakcji chemicznej zachodzącej w roztworze wodnym, gdzie przedstawione są jedynie substancje i jony, które biorą udział w reakcji
kwasy o cząsteczkach zawierających dwa lub więcej atomów wodoru, które mogą odszczepiać się podczas dysocjacji elektrolitycznej; kwasem dwuprotonowym jest np. kwas siarkowy()
sole kwaśne, pochodne kwasów wieloprotonowych; ich aniony posiadają w grupie kwasowej atomy wodoru
wodorotlenki pierwszej grupy układu okresowego pierwiastków są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie; rozpuszczalność wodorotlenków drugiej grupy układu okresowego pierwiastków wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej berylowca, natomiast wodorotlenki pozostałych metali są nierozpuszczalne w wodzie
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.