bg‑cyan

Reakcja glinu z wodnym roztworem wodorotlenku sodu

Glin to trzeci najbardziej rozpowszechniony pierwiastek w skorupie ziemskiej (zaraz po tlenie i krzemie). W układzie okresowym leży w 13. grupie i 3. okresie. Jest aktywny chemicznie. Pod wpływem tlenu z powietrza ulega pasywacjipasywacjapasywacji, czyli pokrywa się cienką warstwą tlenku Al 2 O 3 .

4 Al+3 O22 Al2O3

Glin reaguje zarówno z kwasami, jak i wodnymi roztworami wodorotlenków. Może tworzyć związki kompleksowe. Jego liczba koordynacyjnaliczba koordynacyjnaliczba koordynacyjna wynosi 4 oraz 6.

Ciekawostka

Atom glinu posiada trzy elektrony walencyjne na podpowłokach 3s oraz 3p. Zatem kation Al 3 + nie posiada na tych podpowłokach żadnego elektronu – są one zatem puste. Te puste podpowłoki mogą stać się akceptorami wolnych par elektronowych pochodzących od jonów OH . Jako że łącznie te podpowłoki zbudowane są z 4 orbitali: jednego orbitalu typu s oraz trzech orbitali typu p , stąd kation glinu może utworzyć cztery wiązania donorowo‑akceptorowe, więc jego liczba koordynacyjna wynosi 4. Jest również możliwe, aby kation glinu posiadał liczbę koordynacyjną równą 6, np. w akwakompleksach – [Al(H2O)6]3+ – w tym przypadku dochodzi do hybrydyzacji orbitali typu s, p oraz dwóch typu d, w wyniku czego powstaje 6 pustych orbitali o jednakowej energii.

Rozpatrzmy reakcję glinu z roztworem wodnym wodorotlenku sodu.

2 Alglin+2 NaOHwodorotlenek sodu +6 H2Owoda 2 Na[Al(OH)4]tetrahydroksoglinian sodu+3 H2wodór 

Reakcji tej towarzyszy wydzielanie się ciepła – jest to reakcja egzotermicznareakcja egzotermicznareakcja egzotermiczna. Dzięki reakcji glinu z roztworem wodnym wodorotlenku sodu powstaje wodór oraz związek kompleksowy – tetrahydroksoglinian sodu.

R1OliZCiFKCN4
Struktura tetrahydroksoglinianu sodu; liczba koordynacyjna Lk = 4
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapis jonowy tej reakcji jest następujący:

2 Al+2 Na++2 OH-+6 H2O2 Na++2 [Al(OH)4]-+3 H2

Po skróceniu jonów, znajdujących się po obu stronach równania, zapis jonowy skrócony ma postać:

2 Al+2 OH-+6 H2O2 [Al(OH)4]-+3 H2

Reakcja ta może przebiegać z wytworzeniem związku koordynacyjnego o liczbie koordynacyjnej równej 6. Zgodnie z równaniem:

2 Alglin+6 NaOHwodorotlenek sodu+6 H2Owoda2 Na3[Al(OH)6]heksahydroksoglinian sodu+3 H2wodór

Towarzyszy temu również wydzielenie ciepła. W reakcji glinu z roztworem wodnym wodorotlenku sodu powstaje wodór oraz związek kompleksowy – heksahydroksoglinian sodu.

RyRoIWGC4YskO
Struktura heksahydroksoglinianu sodu; liczba koordynacyjna Lk = 6
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapis jonowy tej reakcji jest następujący:

2 Al+6 Na++OH-+6 H2O2 [Al(OH)6]3-+3 H2

Po skróceniu jonów, znajdujących się po obu stronach równania, zapis jonowy skrócony ma postać:

2 Al+OH-+6 H2O2 [Al(OH)6]3-+3 H2
bg‑cyan

Reakcja cynku z wodnym roztworem wodorotlenku sodu

Cynk to bardzo ważny pierwiastek w naszym organizmie. W przypadku jego niedoboru dochodzi do problemów z odpornością i koncentracją. W układzie okresowym leży w 12. grupie i 4. okresie. Cynk reaguje zarówno z kwasami, jak i wodorotlenkami. Może tworzyć związki kompleksowe. Jego liczba koordynacyjna wynosi 4. Rozpatrzmy reakcję cynku z roztworem wodnym wodorotlenku sodu.

Zncynk+2 NaOHwodorotlenek sodu+2 H2OwodaNa2[Zn(OH)4]tetrahydroksocynkan sodu+H2wodór

W reakcji cynku z gorącym roztworem wodorotlenku sodu powstaje wodór oraz związek kompleksowy – tetrahydroksocynkan sodu.

R1HVM1MUJu1bS
Struktura tetrahydroksocynkanu sodu; liczba koordynacyjna Lk = 4
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapis jonowy tej reakcji jest następujący:

Zn+2 Na++2 OH-+2 H2O2 Na++[Zn(OH)4]2-+H2

Po skróceniu jonów, znajdujących się po obu stronach równania, zapis jonowy skrócony ma postać:

Zn+2 OH-+2 H2O[Zn(OH)4]2-+H2
Ciekawostka
R1UO0v7Vk36L8
Cynk występuje m.in. w jajkach i nabiale.
Źródło: dubajjo, dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna.

Cynk jest pierwiastkiem biorącym udział w wielu procesach życiowych. Jest składnikiem enzymów, które odpowiadają za metabolizm tłuszczów, węglowodanów i białek. Poprawia też pracę mózgu i koncentrację. Oprócz tego wzmaga procesy gojenia się ran. Niedobór tego pierwiastka w organizmie może prowadzić do poważnych zaburzeń. Można go znaleźć w wielu produktach spożywczych, takich jak mięso, ryby, wątróbka, nabiał, rośliny strączkowe, jaja, kiełki pszenne i wiele innych.

Słownik

amfoteryczność
amfoteryczność

zdolność związku chemicznego do reakcji zarówno z kwasami, jak i zasadami

liczba koordynacyjna
liczba koordynacyjna

liczba atomów z wolną parą elektronową przyłączonych bezpośrednio do atomu centralnego kompleksu

ligand
ligand

atom, cząsteczka lub jon, przyłączone bezpośrednio do atomu lub kationu centralnego w związku kompleksowym

reakcja egzotermiczna
reakcja egzotermiczna

w trakcie tej reakcji wydziela się ciepło

pasywacja
pasywacja

pokrywanie powierzchni metalu cienką warstwą związku (tlenkiem), zapobiegające dalszemu utlenianiu

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Jelińska‑Kazimierczuk M., Megiel E., Teraz matura. Chemia. Vademecum, Warszawa 2018.

Litwin M., Styska‑Wlazło S., Szymońska J., To jest chemia 1. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i technikum. Zakres rozszerzony, Warszawa 2012.