Czy właściwości decydują o zastosowaniu wodorotlenków? Jedne z nich są stosowane m.in. do bielenia pni drzew, a inne wchodzą w skład środków do udrożniania rur. Wodorotlenki są też składnikami leków na nadkwasotę i past do zębów. Jakie środki ostrożności należy zachować podczas pracy z niektórymi z nich?

RYVSDG6MTmdZ9

Zdjęcie przedstawia garść niewielkich mlecznobiałych pastylek usypanych na szkiełku zegarkowym. Grudki są nieprzezroczyste i mają zaokrąglone krawędzie. — Wodorotlenek sodu <math aria‑label="N a O H">NaOH to białe kryształki o właściwościach silnie higroskopijnych, czyli pochłaniających wilgoć. Ma on bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym, spożywczym, paliwowym i wielu innych
Źródło: by Walkerma, Own work, domena publiczna,, dostępny w internecie: Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:

metody otrzymywania wodorotlenków oraz zapis odpowiednich równań reakcji;
definicję wskaźników kwasowo‑zasadowych i mechanizm ich działania;
zastosowania wskaźników, np. fenoloftaleiny, oranżu metylowego, uniwersalnego papierka wskaźnikowego.

Nauczysz się

przedstawiać najważniejsze właściwości wodorotlenków: sodu, potasu, wapnia;
korzystać z tabeli rozpuszczalności;
podawać przykłady wodorotlenków, które można nazwać zasadami na podstawie tabeli rozpuszczalności;
opisywać zastosowania niektórych wodorotlenków.

iNqIQ64oNO_d5e164

1. Właściwości wodorotlenków

Doświadczenie 1

Przeprowadź doświadczenie chemiczne, które będzie polegać na zbadaniu właściwości wodorotlenku sodu i wodorotlenku potasu.

R1UcWuTz6GWxK

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R934U1Hm2sCk9

Ilustracja przedstawia higroskopijność wodorotlenków sodu i potasu. Składa się z dwóch zdjęć. Na fotografii po lewej stronie, oznaczonej numerem jeden, znajdują się dwie stojące obok siebie na tle szarego blatu szalki Petriego. Szalkę po lewej stronie wypełniono świeżymi, białymi granulkami wodorotlenku sodu. W szalce po prawej znajduje się nieco mniejsza ilość tej samej substancji, umieszczonej znacznie wcześniej. Granulki są ciemniejsze i mocno wilgotne, a nawet częściowo rozpuszczone na skutek wchłonięcia wody z powietrza. Na zdjęciu po prawej stronie takie samo zestawienie dla kawałków wodorotlenku potasu. Skrawki w mniejszym stopniu przypominają granulki, a bardziej wióry. Porcja w szalce z prawej strony zebrała już na tyle wody, że ułożyła się ona na powierzchni szkła w małą kałużę. — Badanie właściwości wodorotlenku sodu <math aria‑label="jeden">1 i potasu <math aria‑label="jeden">2
Źródło: Tomorrow Sp. z o. o., epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Problem badawczy:

Jakie charakterystyczne właściwości mają wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu?

Hipoteza:

Wodorotlenki sodu i potasu rozpuszczają się w wodzie oraz są substancjami żrącymi.

Co było potrzebne:

wodorotlenek potasu;
wodorotlenek sodu;
woda;
bibuła;
tkanina;
drewno;
pęseta;
dwie probówki;
dwie pipety;
dwa pręciki szklane;
trzy połówki szalki Petriego.

Przebieg doświadczenia:

$I .$

Wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu to substancje stałe o barwie białej. Na pierwszą połówkę szalki Petriego nasypano niewielką ilość wodorotlenku sodu, a na drugą wodorotlenku potasu. Próbki pozostawiono na $5 – 10$ minut. Po tym czasie odnotowano zachodzące zmiany – substancje zaczęły się „rozpływać”.

$II .$

W probówkach umieszczono parę granulek – w pierwszej wodorotlenku sodu, a w drugiej wodorotlenku potasu. Do obu dodano niewielką ilość wody. Zawartość probówek wymieszano za pomocą pręcików szklanych. W efekcie substancje stałe rozpuściły się, tworząc klarowne, bezbarwne roztwory. Następnie ostrożnie dotknięto zewnętrznych ścianek probówek i zauważono, że stają się ciepłe. Na koniec, za pomocą pręcików szklanych, naniesiono niewielkie ilości obu roztworów na bibułę, tkaninę i drewno, umieszczone na szalkach Petriego. Wszystkie materiały poddane działaniu roztworów uległy zniszczeniu.

Polecenie 1

RSUv3z1VAOWLV

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1C72U7FlKMln

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Naczyniem laboratoryjnym, które służy m.in. do przechowywania substancji higroskopijnychhigroskopijnośćhigroskopijnych, jest eksykator. Jego pokrywa jest wykonana z grubego szkła lub tworzywa sztucznego i ściśle przylega do pojemnika, w którym znajduje się substancja osuszająca (np. wodorotlenek potasu). Niektóre eksykatory są wyposażone w kran, pozwalający na usunięcie powietrza.

RXAuKRyrFeXRC

Zdjęcie przedstawia oglądany z boku eksykator. Jest to grubościenne szklane naczynie laboratoryjne z wyraźnym zwężeniem w dolnej części, zwanym stopką. W stopce znajdują się fioletowe granulki środka pochłaniającego wilgoć z górnej części, którego zadaniem jest szybko osuszać powietrze wewnątrz naczynia. Stopkę od części głównej oddziela biała płytka – ceramiczna lub szklana, z otworami. Górna część jest pusta i służy do trzymania w niej substancji wrażliwej na działanie wilgoci. Naczynie ma u góry szklaną pokrywkę z kulistym uchwytem. Pokrywka jest dopasowana do krawędzi naczynia i zapewnia mu pełną szczelność. — Eksykator
Źródło: Hannes Grobe, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 3.0.

Doświadczenie 2

RFA0VfNJCQ1bY

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Problem badawczy:

Jakie charakterystyczne właściwości mają wodorotlenek wapnia i wodorotlenek żelaza $(III)$ ?

Hipoteza:

Wodorotlenek wapnia i wodorotlenek żelaza $(III)$ to substancje stałe, które różnią się rozpuszczalnością w wodzie oraz barwą.

Co było potrzebne:

wodorotlenek wapnia;
10‑procentowy wodny roztwór wodorotlenku sodu;
5‑procentowy wodny roztwór chlorku żelaza $(III)$ ;
woda;
dwa pręciki szklane;
dwie probówki;
łyżeczka.

Przebieg doświadczenia:

Wodorotlenek wapnia to substancja stała o białej barwie. W pierwszej probówce umieszczono jej niewielką ilość, a następnie dodano $2 {cm}^{3}$ wody i zamieszano za pomocą pręcika szklanego. W efekcie uległa rozpuszczeniu – powstał klarowny roztwór. W drugiej probówce umieszczono $2 {cm}^{3}$ wodnego roztworu wodorotlenku sodu, a następnie dodano $2 {cm}^{3}$ wodnego roztworu chlorku żelaza $(III)$ . Zawartość probówki zamieszano za pomocą pręcika szklanego. W ten sposób został strącony wodorotlenek żelaza $(III)$ w postaci czerwonobrunatnego osadu. Do probówki dodano $2 {cm}^{3}$ wody, a zawartość zamieszano za pomocą pręcika szklanego – jednak osad nie uległ rozpuszczeniu.

Polecenie 2

Przeprowadź doświadczenie chemiczne, które będzie polegać na zbadaniu właściwości wodorotlenku wapnia i wodorotlenku żelaza $(III)$ .

RT960hk8AWgYO

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Obserwacje:
Wodorotlenek wapnia jest substancją stałą, o białej barwie. Po dodaniu wody, uległ rozpuszczeniu. W probówce widoczny jest klarowny roztwór. W drugiej probówce otrzymano czerwonobrunatny osad. Po dodaniu wody, osad nie uległ rozpuszczeniu.

Weryfikacja hipotezy:
Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Wodorotlenek wapnia i wodorotlenek żelaza $(III)$ to substancje stałe, które różnią się rozpuszczalnością w wodzie oraz barwą.
lub
Postawiona hipoteza okazała się fałszywa. Wodorotlenek wapnia i wodorotlenek żelaza $(III)$ to substancje stałe, które różnią się rozpuszczalnością w wodzie oraz barwą.

Wnioski:
Wodorotlenek wapnia jest słabo rozpuszczalny w wodzie, ale może tworzyć z nią klarowny roztwór, który nazywamy wodą wapienną. W drugiej probówce otrzymano wodorotlenek żelaza $(III)$ . Jest on substancją praktycznie nierozpuszczalną w wodzie.

R12UBk8SYGroR

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wodorotlenki są substancjami stałymi, które mogą przyjmować wiele barw. Wodorotlenki sodu i potasu oraz innych pierwiastków z pierwszej grupy układu okresowego pierwiastków są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie. Z kolei rozpuszczalność wodorotlenków drugiej grupy wzrasta ze wzrostem liczby atomowej berylowca, a wodorotlenki pozostałych metali są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie. Korzystając z tabeli rozpuszczalności wodorotlenków, można sprawdzić, które rozpuszczają się w wodzie, a które wytrącają się w postaci osadów, czyli są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie.

RHm5CSbcIMXVI1

Tabela przedstawia rozpuszczalność wodorotlenków w wodzie. Na dole grafiki znajduje się legenda: literą R oznaczono wodorotlenki dobrze rozpuszczalne w wodzie, literą S – wodorotlenki słabo rozpuszczalne w wodzie, literą T wodorotlenki słabo rozpuszczalne (praktycznie nierozpuszczalne) w wodzie. Tabela składa się z dwóch wierszy. W pierwszym wierszu wymienione zostały kationy: Na+, K+, Ag+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Fe2+, Cu2+, Zn2+ , Hg2+, Pb2+, Al3+ i Fe3+. W drugim wierszu tabeli znajdują się wzór anionu wodorotlenkowego OH- oraz kolejno oznaczenia dla kationu sodu – litera R, dla kationu potasu – R, kation srebra(<math aria‑label="jeden">I) – T, kation magnezu – T, kation wapnia – S, kation baru – R, kation żelaza(<math aria‑label="dwa">II) – T, kation miedzi(<math aria‑label="dwa">II) – T, kation cynku – T, kation rtęci(<math aria‑label="dwa">II) – T, kation ołowiu(<math aria‑label="dwa">II) – T, kation glinu – T, kation żelaza(<math aria‑label="trzy">III) – T. — Tabela rozpuszczalności wodorotlenków w wodzie
Źródło: epodręczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 3

R8V8sdpNoQUlj

Uszereguj wymienione poniżej wodorotlenki, przenosząc je do odpowiedniej grupy w tabeli. Wodorotlenki dobrze rozpuszczalne w wodzie Możliwe odpowiedzi: 1.

Cu (OH)_{2}

, 2.

Fe (OH)_{2}

, 3.

Fe (OH)_{3}

, 4.

Ba (OH)_{2}

, 5.

Zn (OH)_{2}

, 6.

NaOH

, 7.

Ca (OH)_{2}

, 8.

Al (OH)_{3}

, 9.

Mg (OH)_{2}

, 10.

KOH

Wodorotlenki słabo rozpuszczalne w wodzie Możliwe odpowiedzi: 1.

Cu (OH)_{2}

, 2.

Fe (OH)_{2}

, 3.

Fe (OH)_{3}

, 4.

Ba (OH)_{2}

, 5.

Zn (OH)_{2}

, 6.

NaOH

, 7.

Ca (OH)_{2}

, 8.

Al (OH)_{3}

, 9.

Mg (OH)_{2}

, 10.

KOH

Wodorotlenki trudno rozpuszczalne w wodzie Możliwe odpowiedzi: 1.

Cu (OH)_{2}

, 2.

Fe (OH)_{2}

, 3.

Fe (OH)_{3}

, 4.

Ba (OH)_{2}

, 5.

Zn (OH)_{2}

, 6.

NaOH

, 7.

Ca (OH)_{2}

, 8.

Al (OH)_{3}

, 9.

Mg (OH)_{2}

, 10.

KOH

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Stężone roztwory wodorotlenków sodu, potasu (zwane dawniej ługami) oraz wapnia mają właściwości żrące – niszczą bibułę. Podobnie działają na skórę – mogą wywoływać silne poparzenia. Stopiony wodorotlenek sodu uszkadza (trawi) szkło, dlatego przechowuje się go w opakowaniach z tworzyw sztucznych.

iNqIQ64oNO_d5e348

2. Zastosowanie wodorotlenków

Wodorotlenki sodu i potasu tworzą z tłuszczami związki rozpuszczalne w wodzie, dlatego stosuje się je jako składniki preparatów do udrożniania rur, a także do produkcji środków piorących. Wodorotlenek wapnia tworzy z wodą zawiesinę – mleko wapiennemleko wapiennemleko wapienne. Używa się jej do bielenia pni drzew owocowych oraz ścian budynków, ponieważ ma właściwości dezynfekcyjne, a kolor biały odbija znaczną część promieni słonecznych i zapobiega zbytniemu nagrzewaniu. Klarowny bezbarwny roztwór wodorotlenku wapnia nazywamy wodą wapienną, która służy do wykrywania tlenku węgla $(IV)$ .

R19Jh2tzyDdVD

Film pt. Zastosowanie wodorotlenków
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 4

R11QaeR5t5fBg

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zaprawa wapienna
Składnikiem budowlanej zaprawy wapiennej jest – oprócz piasku i wody – wapno gaszonewapno gaszonewapno gaszone, które powstaje w reakcji wapna palonego z wodą. Tak przygotowana mieszanina, o konsystencji gęstego ciasta, ma zdolność twardnienia dzięki reakcji chemicznej wodorotlenku wapnia z tlenkiem węgla $(IV)$ z powietrza.

przygotowanie	twardnienie
Zaprawa wapienna
$CaO + H_{2} O \to Ca {(OH)}_{2}$	$Ca {(OH)}_{2} + {CO}_{2} \to {CaCO}_{3} + H_{2} O$
$wapno palone + woda \to wapno gaszone$	$wapno gaszone + tlenek węgla (IV) \to węglan wapnia + woda$

Polecenie 5

RDB2ur8RaOBVA

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1B1ak9Iv7g8g

Ilustracja składa się z dwóch sąsiadujących rysunków. Rysunek po lewej stronie przedstawia robotnika stawiającego mur z cegieł i narzucającego zaprawę na kolejne cegły. Obok robotnika stoi wiadro z zaprawą, a nieco dalej za nim pomarańczowa betoniarka. Na rysunku po prawej stronie gotowa ściana z cegieł i zaschniętej, białej już zaprawy. — Zaprawa wapienna
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o, licencja: CC BY-SA 3.0.

Żrące właściwości preparatu do udrożniania rur
Dwuletni chłopiec, który połknął żrący preparat do czyszczenia rur kanalizacyjnych, czuje się już lepiej. Dziecko wciąż przebywa w szpitalu, ma poparzony przełyk i usta, ale po wybudzeniu ze śpiączki farmakologicznej oddycha samodzielnie. Lekarze są dobrej myśli, bo badania wykazały, że żrąca substancja poparzyła dziecku usta, język i część przełyku, lecz na szczęście do żołądka dostały się tylko śladowe ilości granulatu. W przełyku i żołądku zmiany są już nieduże i goją się pomyślnie. Jednak lekarze nadal nie wiedzą, kiedy i czy w ogóle chłopiec będzie mógł poruszać językiem, mówić lub rozróżniać smaki. (TVN24)

iNqIQ64oNO_d5e429

Podsumowanie

Wodorotlenki są substancjami stałymi o różnej barwie.
Wodorotlenki sodu i potasu są substancjami silnie higroskopijnymi, mają podobne właściwości, są stosowane jako składniki do produkcji mydeł, środków piorących i preparatów do udrożniania rur.
Stężone roztwory wodorotlenków sodu, potasu oraz wapnia mają właściwości żrące.
Wodorotlenki magnezu i glinu są m.in. składnikami leków, stosowanych w przypadku nadkwasoty żołądka.

Praca domowa

Polecenie 6.1

Przygotuj infografikę, która ma przedstawiać zastosowanie wybranych wodorotlenków jako składników różnych produktów używanych w Twoim domu.

R1GMfdybgXa5v

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Opisz zastosowanie wybranych wodorotlenków jako składników różnych produktów używanych w Twoim domu.

R1ZW69lvwdjLg

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 6.2

Przygotuj w formie ciekawostki krótką informację o tym, co wspólnego mają ze sobą mleko wapienne, woda wapienna i wapno gaszone.

R1V087u8vdvZi

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 6.3

Zrób zdjęcie piktogramu, który znajduje się na opakowaniu preparatu do udrożniania rur. Wyjaśnij w postaci zwięzłej notatki, dlaczego został tam umieszczony.

R1BxPxjOyIvoq

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na opakowaniu preparatu do udrożniania rur został umieszczony pewien piktogram. Napisz, jaki to był piktogram, a następnie wyjaśnij, dlaczego został tam dołączony.

R1GyDGFL9fjAd

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

iNqIQ64oNO_d5e493

Słownik

higroskopijność

zdolność niektórych substancji do pochłaniania wilgoci (pary wodnej) z powietrza

mleko wapienne

zawiesina wodorotlenku wapnia w wodzie, stosowana do dezynfekcji pomieszczeń o dużych powierzchniach (piwnice, magazyny) do neutralizacji kwasów (np. w ratownictwie chemicznym)

wapno gaszone

wodorotlenek wapnia $Ca {(OH)}_{2}$ , stosowany w budownictwie jako składnik zaprawy wapiennej

wapno palone

tlenek wapnia ( $CaO$ ), stosowany m.in. w budownictwie jako składnik do przygotowania zaprawy murarskiej (wapiennej)

iNqIQ64oNO_d5e596

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

Ryxf8wtynbrDY

Uzupełnij zdania, przeciągając w luki odpowiednie wzory związków chemicznych.

$KOH$ , ${Mg (OH)}_{2}$ , ${Fe (OH)}_{3}$ , ${Ca (OH)}_{2}$ , $NaOH$

.............. jest powszechnie stosowany w budownictwie jako składnik zaprawy murarskiej.
.............. jest związkiem chemicznym trudno rozpuszczalnym w wodzie, składnikiem leków na nadkwasotę.
.............. (potaż) służy do wyrobu mydeł w płynie, jako środek suszący oraz składnik (zamiennie z .............. ) preparatu chemicznego do udrożniania rur i syfonów.

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 2

R1NL0pcfBGkXN

Oceń, czy podane zdania są prawdziwe, czy fałszywe.

	Prawda	Fałsz
Wszystkie wodorotlenki rozpuszczają się w wodzie.	□	□
Wodorotlenki sodu, potasu i wapnia oraz ich stężone roztwory są żrące.	□	□
Wodorotlenek magnezu jest stosowany jako środek do udrażniania rur.	□	□
Większość wodorotlenków metali z 1. i 2. grupy układu okresowego rozpuszcza się w wodzie.	□	□
Wodorotlenek żelaza(III) jest higroskopijny.	□	□

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 3

RCQb06W9XKLvD

Połącz w pary nazwy systematyczne i zwyczajowe wodorotlenków.

potaż żrący, wapno gaszone, soda żrąca, brucyt

wodorotlenek sodu
wodorotlenek potasu
wodorotlenek wapnia
wodorotlenek magnezu

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 4

R1dT4Y1byghKV

Wskaż stopień rozpuszczalności wodorotlenków w wodzie, wybierając odpowiednie elementy z listy.

rozpuszczalnym w niewielkim stopniu, trudno rozpuszczalnym, dobrze rozpuszczalnym, trudno rozpuszczalnym, dobrze rozpuszczalnym, dobrze rozpuszczalnym, rozpuszczalnym w niewielkim stopniu

Wodorotlenek sodu jest ciałem stałym ........................................................................ w wodzie.
Wodorotlenek potasu jest ciałem stałym ........................................................................ w wodzie.
Wodorotlenek wapnia jest ciałem stałym ........................................................................ w wodzie.
Wodorotlenek żelaza(III) jest ciałem stałym ........................................................................ w wodzie.

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 5

RFwVix57CwzJA

Przyporządkuj właściwości i zastosowania do wzorów wybranych wodorotlenków.

barwa biała, składnik pasty do zębów, substancja stała, barwa biała, składnik leków łagodzących tzw. nadkwasotę, stosowany do bielenia drzew, stosowany do produkcji celulozy, papieru, szkła wodnego, substancja stała, składnik zaprawy murarskiej, dobrze rozpuszcza się w wodzie z wydzieleniem ciepła, składnik preparatu do udrażniania rur, substancja stała, substancja słabo rozpuszczalna w wodzie, higroskopijny, właściwości żrące, barwa biała, właściwości żrące, substancja w niewielkim stopniu rozpuszczalna w wodzie

$NaOH$
${Mg (OH)}_{2}$
${Ca (OH)}_{2}$

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1cbogkJTIhTq2

Ćwiczenie 6

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1IpizMk0sDFh2

Ćwiczenie 7

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RPoFfomwdVJkF2

Ćwiczenie 8

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1RkMxnqPyjCF3

Ćwiczenie 9

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RTKm9xXoLhfR03

Ćwiczenie 10

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Bbliografia

Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Warszawa 2020.

Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Podręcznik dla klasy ósmej szkoły podstawowej, Kielce 2021.

bg‑gray3

Notatnik

R15J8vOHvMSQA

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wodorotlenki – właściwości i zastosowanie

1. Właściwości wodorotlenków

2. Zastosowanie wodorotlenków

Podsumowanie

Słownik

Ćwiczenia

Bbliografia

Notatnik