Przeczytaj

Ważne!

Reakcje z udziałem wodorotlenków możemy podzielić na takie, w których wodorotlenki są produktami, oraz takie, w których wodorotlenki pełnią rolę substratów.

bg‑cyan

Wodorotlenki jako produkty

Otrzymywanie wodorotlenków litowców oraz berylowców (oprócz wodorotlenku berylu):

aktywny metal + woda → wodorotlenek + wodór ↑
$2 Na + 2 H_{2} O \to 2 NaOH + H_{2} ↑$
Analogicznie reagują pozostałe litowce.
$Ca + 2 H_{2} O \to Ca {(OH)}_{2} + H_{2} ↑$
Analogicznie reaguje stront i bar.
$Mg + 2 H_{2} O \overset{T}{\to} Mg {(OH)}_{2} + H_{2} ↑$
tlenek zasadotwórczytlenek zasadotwórczytlenek zasadotwórczy + woda → wodorotlenek
${Na}_{2} O + H_{2} O \to 2 NaOH$
Analogicznie reagują tlenki pozostałych litowców.
$BaO + H_{2} O \to Ba {(OH)}_{2}$
Analogicznie reagują tlenki wapnia i strontu.

Otrzymywanie wodorotlenków trudno rozpuszczalnych w wodzie (reakcja strąceniowareakcja strąceniowareakcja strąceniowa):

wodorotlenek rozpuszczalny w wodzie + sól 1 → wodorotlenek nierozpuszczalny w wodzie + sól 2
$2 KOH + {CuSO}_{4} \to Cu {(OH)}_{2} ↓ + K_{2} {SO}_{4}$
$3 NaOH + {FeCl}_{3} \to Fe {(OH)}_{3} ↓ + 3 NaCl$
sól 1 rozpuszczalna w wodzie + woda amoniakalna → wodorotlenek nierozpuszczalny + sól 2
${FeCl}_{3} + 3 {NH}_{3} \cdot H_{2} O \to Fe {(OH)}_{3} ↓ + 3 {NH}_{4} Cl$
Tą metodą otrzymywane mogą być wodorotlenki metali bloku d. Wyjątek stanowi miedź, dla której w tego typu reakcji otrzymywany jest kompleks amoniakalny – w przypadku chlorku miedzi( $II$ ), będzie to chlorek tetraaminamiedzi( $II$ ).
${CuCl}_{2} + 4 {NH}_{3} \cdot H_{2} O \to [Cu {({NH}_{3})}_{4}] {Cl}_{2} + 4 H_{2} O$

Polecenie 1

Korzystając z tablicy rozpuszczalności soli i wodorotlenków w wodzie, sprawdź, które z wodorotlenków możesz otrzymać w wyniku reakcji strąceniowej.

R18xdLAho2DAT

Tabela rozpuszczalności soli i wodorotlenków w wodzie w temperaturze dwudziestu pięciu stopni Celsjusza. Z tabeli można odczytać, które substancje są dobrze rozpuszczalne w wodzie, co symbolizuje pusta komórka, praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, co symbolizuje litera N, trudno rozpuszczalne w wodzie, osad wytrąca się przy odpowiednim stężeniu roztworu, co symbolizuje litera T, substancje rozkładające się lub takie, dla których substancja chemiczna nie została otrzymana, co symbolizuje znak minusa. Ponadto zaznaczono kolory otrzymywanych osadów. Aniony wypisane w kolumnie: wodorotlenkowy, chlorkowy, bromkowy, jodkowy, siarczkowy, azotanowy(pięć), siarczanowy(cztery), siarczanowy(sześć), węglanowy, krzemianowy, fosforanowy(pięć), chromianowy(sześć), octanowy. Kationy wypisane w wierszu: amonu, potasu, magnezu, wapnia, baru, ołowiu, srebra, miedzi, cyny, glinu, cynku, żelaza(dwa), żelaza (trzy), manganu, kobaltu. Wszystkie sole amonowe oraz wodorotlenki: amonowe, sodowe, potasowe oraz azotany(pięć) są rozpuszczalne w wodzie, oprócz krzemianu amonowego, który to oznaczono znakiem minus. Dla magnezu do nierozpuszczalnych należą białe: wodorotlenek magnezu, węglan magnezu, krzemian magnezu, fosforan(pięć) magnezu. Pozostałe sole magnezu zawarte w tabeli są rozpuszczalne. Dla wapnia do nierozpuszczalnych należą białe: siarczan(cztery) wapnia, węglan wapnia, krzemian wapnia i fosforan(pięć) wapnia. Do trudno rozpuszczalnych należą białe: wodorotlenek wapnia, siarczek wapnia, siarczan(sześć) wapnia oraz żółty chromian(sześć) wapnia. Pozostałe sole wapnia są rozpuszczalne. Dla baru jako nierozpuszczalne i białe należą: siarczan(cztery) baru, siarczan(sześć) baru, węglan baru, krzemian baru oraz fosforan(pięć) baru, a także żółty chromian(sześć) baru. Pozostałe są rozpuszczalne. Dalej oznaczono nierozpuszczalne i białe związki ołowiu: wodorotlenek ołowiu, siarczan(cztery) ołowiu oraz siarczan(sześć) ołowiu, węglan ołowiu, krzemian ołowiu oraz fosforan(pięć) ołowiu, a także czarny siarczek ołowiu oraz żółte sole: jodek ołowiu i chromian(sześć) ołowiu. Do trudno rozpuszczalnych i białych związków ołowiu zaliczono chlorek ołowiu oraz bromek ołowiu. Pozostałe sole są dobrze rozpuszczalne. Dla srebra do nierozpuszczalnych zaliczono brązowy chromian(sześć) srebra, białe sole: chlorek i siarczan(cztery) srebra, żółtawe sole: bromek srebra, jodek srebra, węglan srebra, krzemian srebra, żółty fosforan(pięć) srebra, a także czarny siarczek srebra. Do trudno rozpuszczalnych soli srebra należą: biały siarczan(sześć) srebra. Pozostałe sole są dobrze rozpuszczalne. Komórka z wodorotlenkiem srebra posiada znak minus. Dla miedzi do nierozpuszczalnych zaliczono niebieskie: wodorotlenek miedzi, krzemian miedzi oraz fosforan(pięć) miedzi, czarny siarczek miedzi oraz brązowy chromian(sześć) miedzi. Pozostałe sole miedzi są rozpuszczalne, z wyjątkiem jodku miedzi, węglanu miedzi oraz siarczanu(cztery) miedzi, które posiadają znak minus. Dla cyny na drugim stopniu utlenienia do nierozpuszczalnych zaliczono białe: wodorotlenek cyny, krzemian cyny oraz fosforan(pięć) cyny, brązowo‑żółty siarczek cyny i brązowy chromian(sześć) cyny. Pozostałe są dobrze rozpuszczalne, z wyjątkiem siarczanu(cztery) cyny oraz węglanu cyny, które oznaczono znakiem minus. Dla glinu do nierozpuszczalnych i białych zaliczono: wodorotlenek glinu, krzemian glinu, fosforan(pięć) glinu oraz pomarańczowy chromian(sześć) glinu. Pozostałe sole są dobrze rozpuszczalne z wyjątkiem oznaczonych znakiem minus: siarczku, siarczanu(cztery) i węglanu(cztery). Dla cynku na drugim stopniu utlenienia do nierozpuszczalnych zaliczono białe: wodorotlenek cynku, siarczek cynku, węglan cynku, krzemian cynku, fosforan(pięć) cynku. Do trudno rozpuszczalnych związków cynku zalicza się biały siarczan(cztery) cynku, a także żółty chromian(sześć) cynku. Pozostałe związki cynku są rozpuszczalne. Dla żelaza na drugim stopniu utlenienia do nierozpuszczalnych zaliczono jasnozielone: wodorotlenek żelaza(dwa), węglan żelaza(dwa), krzemian żelaza(dwa), a także czarny siarczek żelaza(dwa), zielony siarczan żelaza(dwa) i niebieski fosforan(pięć) żelaza(dwa). Pozostałe sole żelaza(dwa) są dobrze rozpuszczalne, z wyjątkiem chromianu(sześć) żelaza(dwa), który posiada symbol minusa. Dla żelaza na trzecim stopniu utlenienia do nierozpuszczalnych zaliczono: brązowy wodorotlenek żelaza(trzy), czarny siarczek żelaza(trzy), żółte krzemian żelaza(trzy) i fosforan(pięć) żelaza(trzy), a także pomarańczowy chromian(sześć) żelaza(trzy). Pozostałe sole są rozpuszczalne, z wyjątkiem jodku żelaza(trzy), siarczanu(cztery) żelaza(trzy) oraz węglanu żelaza(trzy), które posiadają symbol minusa. Dla manganu na drugim stopniu utlenienia wśród nierozpuszczalnych wyróżnia się białe: wodorotlenek manganu(dwa), siarczan(cztery) manganu(dwa), węglan manganu(dwa), różowe: siarczek manganu(dwa) i fosforan(pięć) manganu(dwa), czerwony krzemian manganu(dwa), brązowy chromian(sześć) manganu(dwa). Pozostałe sole są dobrze rozpuszczalne. — Rozpuszczalność soli i wodorotlenków w wodzie w temperaturze $25 ° C$
Źródło: GroMar Sp. z o.o., rozpuszczalność na podstawie: Mizerski W., *Tablice chemiczne*, Warszawa 2004; kolory osadów na podstawie: White W. E., *A Table of solubilities and colors of precipitates for use in a course in qualitative analysis*, „J. Chem. Educ.” 1931., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wodorotlenki powstają także podczas reakcji wodorków z wodą:

wodorek + woda → wodorotlenek + wodór ↑
$NaH + H_{2} O \to NaOH + H_{2} ↑$
${CaH}_{2} + 2 H_{2} O \to Ca {(OH)}_{2} + 2 H_{2} ↑$

Kolejne mało popularne metody otrzymywania wodorotlenków to reakcje wykorzystujące nadtlenki oraz ponadtlenki:

nadtlenek + woda → wodorotlenek + nadtlenek wodoru

{Na}_{2} O_{2} + 2 H_{2} O \to 2 NaOH + H_{2} O_{2}

Reakcjom tym towarzyszy wydzielanie bezbarwnego i bezwonnego gazu, bowiem powstały nadtlenek wodoru rozkłada się do wody i tlenu cząsteczkowego zgodnie z równaniem:

2 H_{2} O_{2} \to 2 H_{2} O + O_{2}

ponadtlenek + woda → wodorotlenek + nadtlenek wodoru + tlen

2 {KO}_{2} + 2 H_{2} O \to 2 KOH + H_{2} O_{2} + O_{2}

bg‑cyan

Wodorotlenki jako substraty

wodorotlenek + kwas → sól + woda
$NaOH + HCl \to NaCl + H_{2} O$
$Ca {(OH)}_{2} + 2 HBr \to {CaBr}_{2} + 2 H_{2} O$
$2 NaOH + H_{2} {SO}_{4} \to {Na}_{2} {SO}_{4} + 2 H_{2} O$
$Ca {(OH)}_{2} + H_{2} {SO}_{4} \to {CaSO}_{4} + 2 H_{2} O$
$3 NaOH + H_{3} {PO}_{4} \to {Na}_{3} {PO}_{4} + 3 H_{2} O$
$3 Ca {(OH)}_{2} + 2 H_{3} {PO}_{4} \to {Ca}_{3} {({PO}_{4})}_{2} + 6 H_{2} O$
wodorotlenek + tlenek niemetalu → sól + woda
$2 NaOH + {CO}_{2} \to {Na}_{2} C O_{3} + H_{2} O$
$12 KOH + P_{4} O_{10} \to 4 K_{3} {PO}_{4} + 6 H_{2} O$
$2 NaOH + {SiO}_{2} \to {Na}_{2} {SiO}_{3} + H_{2} O$
$Ca {(OH)}_{2} + {CO}_{2} \to {CaCO}_{3} + H_{2} O$
$6 Ca {(OH)}_{2} + P_{4} O_{10} \to 2 {Ca}_{3} {({PO}_{4})}_{2} + 6 H_{2} O$
$Ca {(OH)}_{2} + {SiO}_{2} \to {CaSiO}_{3} + H_{2} O$
wodorotlenek rozpuszczalny w wodzie + sól 1 → wodorotlenek nierozpuszczalny w wodzie + sól 2
$2 NaOH + {CuSO}_{4} \to Cu {(OH)}_{2} ↓ + {Na}_{2} {SO}_{4}$
$2 KOH + {ZnCl}_{2} \to Zn {(OH)}_{2} ↓ + 2 KCl$
$3 Ba {(OH)}_{2} + 2 Al {({NO}_{3})}_{3} \to 2 Al {(OH)}_{3} ↓ + 3 Ba {({NO}_{3})}_{2}$
wodorotlenek 1 + sól rozpuszczalna w wodzie → wodorotlenek 2 + sól nierozpuszczalna w wodzie
$Ca {(OH)}_{2} + {Na}_{2} {CO}_{3} \to 2 NaOH + {CaCO}_{3} ↓$
$3 Ba {(OH)}_{2} + 2 K_{3} {PO}_{4} \to 6 KOH + {Ba}_{3} {({PO}_{4})}_{2} ↓$
reakcje rozkładu termicznegorozkład termicznyrozkładu termicznego
wodorotlenek $\overset{T}{\to}$ tlenek metalu + woda
Prawie wszystkie wodorotlenki są nietrwałe termicznie (jedynie wodorotlenki litowców mogą się topić bez rozkładu).
$2 Al {(OH)}_{3} \overset{T}{\to} {Al}_{2} O_{3} + 3 H_{2} O$
Wodorotlenek rtęci( $II$ ) rozkłada się już w temperaturze pokojowej.
$Hg {(OH)}_{2} \to HgO + H_{2} O$

bg‑cyan

Wodorotlenki amfoteryczne

Wodorotlenki amfoteryczne, oprócz tego, że reagują z mocnymi kwasami, reagują również z mocnymi wodorotlenkami.

W roztworach wodnych powstaje tetrahydroksoglinian sodu:

Al {(OH)}_{3 (s)} + {NaOH}_{(aq)} \to Na [Al {(OH)}_{4}]

Słownik

tlenek zasadotwórczy

tlenek, który reaguje z wodą z wytworzeniem zasad

reakcja strąceniowa

typ reakcji chemicznej polegającej na wytrąceniu z roztworu substancji dobrze rozpuszczalnej, w postaci osadu trudno rozpuszczalnego związku chemicznego

reakcja zobojętniania, neutralizacja

reakcja między kwasem i zasadą, w wyniku której powstaje roztwór obojętny; reakcja zobojętniania jest reakcją jonową pomiędzy jonem oksoniowym a wodorotlenkowym, z utworzeniem cząsteczki wody:

{H_{3} O}^{+} + {OH}^{-} \to 2 H_{2} O

rozkład termiczny

rozkład substancji pod wpływem wysokiej temperatury

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej 2, Warszawa 2013.

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.

Wprowadzenie

Gra edukacyjna

Wodorotlenki jako produkty

Wodorotlenki jako substraty

Wodorotlenki amfoteryczne

Słownik

Bibliografia