Przeczytaj

WodorotlenkiwodorotlenekWodorotlenki to związki chemiczne, które zbudowane są z kationów metalu i anionów wodorotlenkowych. W warunkach normalnych to ciała krystaliczne, w których jony przyciągają się na skutek działania sił elektrostatycznych. Wzór ogólny wodorotlenków ma postać:

M e {(OH)}_{m}

gdzie:

$M e$ – oznacza atom metalu;
$OH$ – oznacza jon wodorotlenkowy;
$m$ – indeks stechiometryczny równy stopniowi utlenienia atomu metalu $M e$ .

bg‑cyan

Przykłady wodorotlenków metali

W poniżej tabeli przedstawione zostały przykładowe wodorotlenki o różnych wartościach stopni utlenienia metali.

Nazwa systematyczna wodorotlenku	Wzór sumaryczny wodorotlenku	Stopień utlenienia metalu w wodorotlenku
wodorotlenek litu	$LiOH$	$I$
wodorotlenek sodu	$NaOH$	$I$
wodorotlenek potasu	$KOH$	$I$
wodorotlenek rubidu	$RbOH$	$I$
wodorotlenek cezu	$CsOH$	$I$
wodorotlenek magnezu	$Mg {(OH)}_{2}$	$II$
wodorotlenek wapnia	$Ca {(OH)}_{2}$	$II$
wodorotlenek strontu	$Sr {(OH)}_{2}$	$II$
wodorotlenek glinu	$Al {(OH)}_{3}$	$III$
wodorotlenek żelaza( $II$ )	$Fe {(OH)}_{2}$	$II$
wodorotlenek żelaza( $III$ )	$Fe {(OH)}_{3}$	$III$
wodorotlenek manganu( $II$ )	$Mn {(OH)}_{2}$	$II$
wodorotlenek miedzi( $II$ )	$Cu {(OH)}_{2}$	$II$
wodorotlenek chromu( $III$ )	$Cr {(OH)}_{3}$	$III$ I

bg‑cyan

W wyniku jakich reakcji powstają wodorotlenki?

Istnieje kilka metod na otrzymanie wodorotlenków, które różnią się w zależności od zdolności wodorotlenków do rozpuszczania w wodzie oraz od położenia metalu w układzie okresowym. Wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie to wodorotlenki metali $I$ i $II$ (z wyjątkiem berylu) grupy układu okresowego pierwiastków, które można otrzymać m.in. czterema poniższymi metodami:

1. Reakcja aktywnego metalu z wodą:

2 Na + 2 H_{2} O \to 2 NaOH + H_{2} ↑

Litowce reagują gwałtowniej z wodą niż berylowce. W obrębie tych grup aktywność metali rośnie w dół. Magnez reaguje z wodą w widoczny sposób dopiero w podwyższonej temperaturze, zgodnie z równaniem:

Mg + 2 H_{2} O \overset{T}{\to} Mg {(OH)}_{2} + H_{2} ↑

2. Reakcja tlenku metalu z wodą:

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

CaO + H_{2} O \to Ca {(OH)}_{2}

3. Reakcja wodorków typu soli ( $I$ i $II$ grupy układu okresowego pierwiastków) z wodą:

NaH + H_{2} O \to NaOH + H_{2} ↑

4. Reakcja nadtlenków z wodą:

2 {Na}_{2} O_{2} + 2 H_{2} O \to 4 NaOH + O_{2} ↑

Wodorotlenki metali bloku $I$ i $II$ (nierozpuszczalne w wodzie) możemy otrzymać poprzez reakcję rozpuszczalnej soli danego metalu z wodnym roztworem wodorotlenku, który jest mocnym elektrolitem, np. $NaOH$ lub $KOH$ .

Otrzymywanie większości wodorotlenków metali grup od trzeciej do $13 .$ oraz wodorotlenku magnezu i berylu polega na zastosowaniu tzw. metody strąceniowej. Chcąc otrzymać dany wodorotlenek metalu, należy do wodnego roztworu dobrze rozpuszczalnej soli, zawierającej kationy metalu, dodać wodnego roztworu wodorotlenku sodu, potasu, wapnia, litu bądź baru. Wówczas zaobserwujemy wytrącanie osadu trudno rozpuszczalnego w wodzie wodorotlenku. Metodę tę możemy opisać schematem:

sól rozpuszczalna 1 + wodny roztwór wodorotlenku \to nierozpuszczalny w wodzie wodorotlenek + rozpuszczalna sól 2

{FeCl}_{3} + 3 NaOH \to Fe {(OH)}_{3} ↓ + 3 NaCl

W tym wypadku można użyć wody amoniakalnej, wykluczając jednak miedź – po dodaniu nadmiaru wody amoniakalnej w reakcji z miedzią, zamiast $Cu {(OH)}_{2} ↓$ otrzymamy kompleks $[Cu {({NH}_{3})}_{4}] {(OH)}_{2}$ .

{Cu}^{2 +} + 2 {NH}_{3} \cdot H_{2} O \to Cu {(OH)}_{2} ↓ + 2 {NH}_{4}^{+}

Cu {(OH)}_{2} ↓ + 4 {NH}_{3} \cdot H_{2} O \to [Cu {({NH}_{3})}_{4}] {(OH)}_{2} + 4 H_{2} O

Polecenie 1

Zapoznaj się z poniższym doświadczeniem. Zaproponuj hipotezę oraz problem badawczy. Zapisz wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.

R1Ocgr5T6ay3a

Problem badawczy:
Czy metale grupy $I$ roztwarzają się w wodzie?
Hipoteza:
Sód roztwarza się w wodzie.

Ciekawostka

R1VdoHiDXJLzm

Zdjęcie przedstawia trzy kostki mydła o różnej barwie: różowej, niebieskiej i brązowej. Po lewej stronie znajdują się dwie ściereczki. — Wodorotlenek sodu wykorzystywany jest m.in. do produkcji mydła.
Źródło: dostępny w internecie: www. pixabay.com, domena publiczna.

Wodorotlenki metali mają bardzo szerokie zastosowanie. Przykładem jest wodorotlenek sodu, wykorzystywany m.in. do produkcji detergentów, mydeł, środków piorących, a nawet do wyrobu celulozy i papieru.

Słownik

stopień utlenienia

ładunek, jaki zgromadziłby się na atomie danego pierwiastka, wchodzącego w skład związku chemicznego, przy założeniu, że wszystkie wiązania chemiczne w związku mają charakter wiązań jonowych

wodorotlenek

związek chemiczny zbudowany z kationów metalu i anionów wodorotlenkowych

tlenki zasadowe

do tlenków zasadowych zaliczamy wszystkie tlenki zasadotwórcze (tlenki metali grup $I$ i $II$ z wyjątkiem $BeO$ ) oraz m.in. tlenek manganu( $II$ ) i tlenek chromu( $II$ ); tlenki zasadowe reagują z tlenkami kwasowymi, tworząc odpowiednie sole kwasów tlenowych

Bibliografia:

Encyklopedia PWN

Hejwowska S., Marcinkowski R., Chemia ogólna i nieorganiczna, Gdynia $2005$ .

Pac B., Zegar A., Podstawy klasyfikacji związków nieorganicznych w teorii i zadaniach, Kraków $2019$ .

Wprowadzenie

Wirtualne laboratorium – S

Przykłady wodorotlenków metali

W wyniku jakich reakcji powstają wodorotlenki?

Słownik

Bibliografia: