Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Reakcje kwasów z solamisolesolami innych kwasów należą do reakcji wymiany podwójnej i zachodzą wg schematu:

kwas1+sól1kwas2+sól2

Reakcje te najczęściej polegają na wypieraniu przez mocniejszy kwas kwasów słabszych. Niemniej jednak czasami również kwasy o porównywalnej mocy mogą wypierać inne kwasy z soli. Dzieje się tak w przypadku, kiedy kwas wypierany z soli jest kwasem lotnym lub kwasem nietrwałym i rozpada się z wydzieleniem produktu gazowego, lub kwasem, który jest trudno rozpuszczalny w wodzie i strąca się w postaci osadu.

bg‑magenta

Wypieranie kwasu słabszego

bg

Kwas siarkowy(VI) jest mocniejszym kwasem od kwasu fluorowodorowego, więc wypiera go z soli. Powstaje wówczas kwas fluorowodorowy oraz sól mocnego kwasu – siarczan(VI) sodu.

2 NaF+H2SO4temp.Na2SO4+2HF
F-+H3O+HF+H2O

Kwas chlorowodorowy (solny) jest mocniejszym kwasem od kwasu etanowego (octowego), więc wypiera go z roztworu soli. Powstaje zatem kwas etanowy oraz sól mocnego kwasu – chlorek sodu.

CH3COONa+HClNaCl+CH3COOH
CH3COO-+H3O+CH3COOH+H2O

Natomiast taka reakcja, jak kwasu azotowego(III) z bromkiem sodu nie zachodzi, ponieważ kwas azotowy(III) jest słabszym kwasemkwas słabysłabszym kwasem niż kwas bromowodorowy.

HNO2+NaBrbrak reakcji
bg‑magenta

Skąd wiadomo, kiedy kwas jest słabszy, a kiedy mocniejszy?

bg

Porównując wartości stałych dysocjacji kwasów, zawarte w tablicach chemicznych, można z łatwością określić, czy dana reakcja zachodzi, czy nie. Im większa stała dysocjacji, tym mocniejszy kwas. Jeżeli zatem kwas, którym działamy na sól, ma większą stałą dysocjacji niż kwas budujący tę sól, to oznacza, że reakcja zachodzi.

  • kwas siarkowy(VI) wyprze kwas fluorowodorowy z jego soli:

    • H2SO4 Ka1=103

    • HF Ka1=6,3·10-4

103>6,3·10-4
  • kwas chlorowodorowy wyprze kwas etanowy z jego soli:

    • HCl Ka=107

    • CH3COOH Ka=1,8·10-5

107>1,8·10-5
  • kwas azotowy(III) nie wyprze kwasu bromowodorowego z soli:

    • HNO2 Ka=2·10-4

    • HBr Ka=3·109

2·10-4>3·109
Ważne!

Zwróć uwagę, że powstających słabych kwasów nie rozpisuje się na jony, ponieważ równowaga reakcji dysocjacji jonowej słabych kwasów jest silnie przesunięta w lewo, czyli w stronę niezdysocjowanej formy HF, np.:

HF+H2OF-+H3O+

Oznacza to, że w roztworze występuje więcej cząsteczek niezdysocjowanych HF niż jonów F oraz H3O+.

bg‑magenta

Wypieranie kwasu nietrwałego

bg

Najbardziej znanymi nietrwałymi kwasamikwas nietrwałynietrwałymi kwasami są kwas siarkowy(IV) oraz kwas węglowy. Rozkładają się niemal natychmiast do odpowiednich tlenków (swoich bezwodników kwasowych) oraz wody.

Dla przykładu – działając kwasem siarkowym(VI) na węglan wapnia, wyparty zostaje kwas węglowy, który rozkłada się do tlenku węgla(IV) oraz wody.

H2SO4+CaCO3CaSO4+CO2+H2O
2 H3O++CO32-CO2+3 H2O

Z kolei w reakcji kwasu bromowodorowego z siarczanem(IV) sodu wyparty zostaje kwas siarkowy(IV), który rozkłada się do tlenku siarki(IV) oraz wody.

2 HBr+Na2SO32 NaBr+SO2+H2O
2 H3O++SO32-SO2+3 H2O
bg‑magenta

Wypieranie kwasu lotnego

bg

Kwasem lotnymkwas lotnyKwasem lotnym jest np. kwas siarkowodorowy, charakteryzujący się bardzo nieprzyjemnym zapachem zgniłych jaj. Powstaje w reakcjach kwasów z solami kwasu siarkowodorowego. Dla przykładu – w wyniku działania kwasem azotowym(V) na siarczek wapnia otrzymuje się azotan(V) wapnia oraz kwas siarkowodorowy, który ulatnia się w postaci siarkowodoru.

CaS+2 HNO3CaNO32+H2S
CaS+2 H+Ca2++H2S
Ważne!

Pamiętaj, że w reakcjach kwasów z solami, w których powstają gazy (np. CO2, SO2 lub H2S), nie jest konieczne to, aby działać mocniejszym kwasem od wypieranego. Zgodnie z regułą przekory, ze względu na powstawanie gazów „uciekających”, układ dąży do wyrównania stężeń, więc równowaga reakcji jest przesunięta w stronę tworzenia produktów.

bg‑magenta

Strącanie osadu, podczas gdy wypierany jest kwas słabo rozpuszczalny w wodzie lub kiedy powstaje nierozpuszczalna w wodzie sól

bg

Kwasem bardzo trudno rozpuszczalnym w wodzie jest kwas krzemowy, dlatego nie można go otrzymać w wyniku reakcji bezwodnika kwasowego (tlenku krzemu(IV)) z wodą. Metodą otrzymywania kwasu krzemowego jest zatem reakcja mocnego kwasu z krzemianem, polegająca na strącaniu kwasu krzemowego.

Dla przykładu – w wyniku działania kwasem siarkowym(VI) na krzemian sodu otrzymuje się biały osad, czyli kwas krzemowy, oraz rozpuszczalną sól mocnego kwasu – siarczan(VI) sodu.

H2SO4+Na2SiO3H2SiO3+Na2SO4
2 H3O++SiO32-H2SiO3+2 H2O

Możliwe są również reakcje mocnych kwasów z solami innych mocnych kwasów, jeżeli w reakcji powstaje trudno rozpuszczalna sól.

Dla przykładu – w wyniku działania kwasem chlorowodorowym na azotan(V) srebra(I) otrzymuje się biały osad, brunatniejący na powietrzu, czyli chlorek srebra(I).

AgNO3+HClAgCl+HNO3
Ag++Cl-AgCl

Słownik

kwas mocny
kwas mocny

kwas, który ulega praktycznie całkowitej dysocjacji, np.: HClaq, HBraq, HIaq, HNO3H2SO4

kwas słaby
kwas słaby

kwas, który ulega dysocjacji w niewielkim stopniu, np.: HFaq, HNO2, H2SO3, H3PO4, H2CO3

kwas lotny
kwas lotny

kwas, który w temperaturze pokojowej łatwo paruje, np. H2Saq

kwas nietrwały
kwas nietrwały

kwas, który samorzutnie rozpada się na bezwodnik kwasowy i wodę,

np. H2SO3, H2CO3

sole
sole

związki chemiczne, które można uważać za pochodne kwasów – gdzie jon lub jony wodoru zostały zastąpione jonem (jonami) metalu lub jonem koordynacyjnym (na przykład NH4+) – albo za pochodne zasad, w których jon (jony) wodorotlenkowy został zastąpiony resztą kwasową

Bibliografia

Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. 1‑2, Warszawa 2010.

Cox P. A., Krótkie wykłady. Chemia nieorganiczna, Warszawa 2012.

Pazdro K., Chemia. Podręcznik do kształcenia rozszerzonego w liceach, Część IV. Chemia nieorganiczna, Warszawa 2009.