Zasady i kwasy – podsumowanie

Wśród związków nieorganicznych wyróżnia się dwie interesujące nas w tej lekcji grupy – wodorotlenków oraz kwasów. Uproszczony podział związków nieorganicznych przedstawiono na poniższym wykresie:

1. Wodorotlenki

Budowa

Wodorotlenki to związki chemiczne o budowie jonowej utworzone z kationów metalu (${\mathrm{M}}^{\mathrm{n}+}$) i anionów wodorotlenkowych (${\mathrm{OH}}^{-}$). Jony te przyciągają się w wyniku działania sił elektrostatycznych, tworząc sieć krystaliczną. Wodorotlenki nie tworzą więc cząsteczek i, jak większość związków o budowie jonowej, są substancjami o stałym stanie skupienia.

Przykładowo, sieć krystaliczna wodorotlenku sodu ($\mathrm{NaOH}$) zbudowana jest z kationów sodu (${\mathrm{Na}}^{+}$) i anionów wodorotlenkowych (${\mathrm{OH}}^{-}$):

RHYNgXqwebynN

Ilustracja przedstawia graficzny model budowy wodorotlenków na przykładzie wodorotlenku sodu. Po prawej stronie legenda: średnie fioletowe kulki to kationy sodu Na indeks górny plus. Pary dużych czerwonych kulek oraz małych białych kulek to aniony wodorotlenowe OH indeks górny minus. Po lewej stronie rysunek sieci krystalicznej zbudowanej z tych jonów. Kationy sodu i aniony wodorotlenowe wymieszane w równych proporcjach i mocno upakowane tworzą jedno ciało stałe.

Nazewnictwo

Nazwy wodorotlenków tworzymy przez dodanie do słowa „wodorotlenek” nazwy metalu tworzącego dany związek (w dopełniaczu), oraz – jeśli jest taka potrzeba – wartościowości metalu, jaką posiada w opisywanym wodorotlenku. Wartościowości nie podajemy w nazwach wodorotlenków metali $1.$ i $2.$ grupy układu okresowego oraz cynku i glinu (każdy ze wspomnianych metali, w związkach chemicznych przyjmuje tylko jedną wartościowość).

Otrzymywanie

Dwie z laboratoryjnych metod otrzymywania wodorotlenków opisano na poniższym schemacie:

RUsuoOlitJ8pf

Grafika przedstawia wybrane laboratoryjne metody otrzymywania wodorotlenków. Pierwsza przedstawiona metoda to reakcje metalu aktywnego z wodą. Reakcja przebiega według schematu: metal aktywny + woda daje wodorotlenek + gazowy wodór, np. $2\text{Na}+2{\text{H}}_2\text{O}\to 2\text{NaOH}+{\text{H}}_2\uparrow$.Poniżej znajduje się wyjaśnienie, że do metali aktywnych zaliczamy metale pierwszej i drugiej grupy układu okresowego, z wyjątkiem berylu. Drugą przedstawioną metodą jest reakcja tlenku zasadotwórczego z wodą, która przebiega według schematu: tlenek zasadotwórczy + woda daje wodorotlenek, np. $\text{CaO}+{\text{H}}_2\text{O}\to \text{Ca}{\left(\text{OH}\right)}_2$. Poniżej znajduje się informacja, że tlenek zasadotwórczy, to taki, który w reakcji z wodą tworzy zasadę, czyli wodny roztwór wodorotlenku.

Metale aktywne (a więc metale $1.$ i $2.$ grupy układu okresowego, z wyjątkiem berylu), w większości reagują z wodą już w temperaturze pokojowej. Wyjątkiem jest magnez, który w widoczny sposób reaguje z wodą dopiero po ogrzaniu układu.

Opisanymi na schemacie metodami otrzymuje się na ogół wodorotlenki metali aktywnych dobrze rozpuszczalne w wodzie (wyjątkami są wodorotlenek magnezu i wodorotlenek wapnia, które są w wodzie trudno rozpuszczalne). A powstający w naczyniu reakcyjnym wodny roztwór wodorotlenku to zasada. Aby z tego roztworu otrzymać czysty wodorotlenek, można z niego odparować wodę.

Właściwości fizykochemiczne

Wybrane właściwości fizykochemiczne wodorotlenków (w temperaturze pokojowej) przedstawiono na poniższym schemacie:

Wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie ulegają w niej procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W procesie tym, z sieci krystalicznej odpowiedniego wodorotlenku, uwalniane są kationy odpowiedniego metalu oraz aniony wodorotlenkowe. Schemat procesu dysocjacji elektrolitycznej wodorotlenków można zapisać jako:

Np.

Np.

R5HRiZabuTe3S

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.

Zastosowanie

2. Kwasy

Budowa

Kwasy to związki chemiczne, których cząsteczki są zbudowane z przynajmniej jednego atomu wodoru i reszty kwasowej. Wśród kwasów nieorganicznych wyróżniamy kwasy tlenowe i beztlenowe.

Wzór ogólny kwasów ma postać:

gdzie:
H – symbol atomu wodoru;
R – reszta kwasowa:

• w cząsteczkach kwasów tlenowych zbudowana z atomów tlenu i atomu (a czasem atomów) pierwiastka innego niż tlen i wodór - najczęściej atomu niemetalu;

• w cząsteczkach kwasów beztlenowych zbudowana z atomów niemetalu innego niż tlen i wodór;
  n – indeks stechiometryczny określający liczbę atomów wodoru w cząsteczce kwasu (równy wartościowości reszty kwasowej).

Nazewnictwo

Zasady nazewnictwa kwasów nieorganicznych przedstawiono na poniższym schemacie.

Otrzymywanie

Metody otrzymywania kwasów nieorganicznych uzależnione są od tego, czy kwas, który chcemy otrzymać, jest kwasem tlenowym, czy beztlenowym. Wybrane metody otrzymywania kwasów opisano na poniższym schemacie.

R16nSoxCRI0TK

Grafika przedstawia wybrane metody laboratoryjne otrzymywania kwasów nieorganicznych. Podzielona jest na dwie sekcje. W pierwszej opisana jest metoda otrzymywania kwasów beztlenowych poprzez rozpuszczenie gazowego wodorku w wodzie. Opisany został schemat reakcji, gazowy wodorek pod pływem wody daje wodny roztwór kwasu beztlenowego opisany wzorem ogólnym <math aria‑label="H indeks dolny n koniec indeksu dolnego R nawias okrągły g zamknięcie nawiasu okrągłego">HnRg, co dodatkowo zostało opisane na przykładzie wprowadzenia gazowego siarkowodoru do wody. ${\text{H}}_2\text{S}\left(\text{g}\right)\to {\text{H}}_2\text{S}\left(\text{aq}\right)$. W drugiej sekcji opisana jest metoda otrzymywania kwasów tlenowych poprzez reakcję tlenku kwasotwórczego z wodą. Przedstawiono schemat reakcji, tlenek kwasotwórczy plus woda daje kwas tlenowy co zostało podane na przykładzie reakcji tlenku siarki sześć i wody, w wyniku której powstaje kwas siarkowy sześć. ${\text{SO}}_3+{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{H}}_2{\text{SO}}_4$. Dodatkowo w sekcji podano informację, że tlenki kwasotwórcze to takie, które w reakcji z wodą tworzą odpowiednie kwasy tlenowe.

Właściwości fizykochemiczne

Wybrane właściwości fizykochemiczne kwasów (w temperaturze pokojowej) przedstawiono na poniższym schemacie.

Kwasy rozpuszczalne w wodzie ulegają w niej procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W ten sposób powstają kationy wodoru (a dokładniej – kationy oksoniowe) oraz aniony odpowiednich reszt kwasowych. Uproszczony schemat procesu dysocjacji elektrolitycznej kwasów można zapisać jako:

Jednak w rzeczywistości w roztworze wodnym nie znajdują się kationy wodoru, a tzw. kationy oksoniowe (${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$), utworzone przez przyłączenie cząsteczki wody do kationu wodoru. Schemat procesu dysocjacji elektrolitycznej kwasów z uwzględnieniem jonów oksoniowych ma postać:

Przykładowo – uproszczony zapis procesu dysocjacji elektrolitycznej kwasu azotowego$\left(\text{V}\right)$ ma postać:

a  z uwzględnieniem jonów oksoniowych:

Rrm3l9vnZIgxH

Ilustracja składa się z trzech umieszczonych obok siebie zdjęć wraz z komentarzem tekstowym. Pierwsze zdjęcie przedstawia zlewkę z wodą, do której dłoń eksperymentatora w rękawiczce lateksowej dolewa z probówki kwas. Czerwony napis nad i pod zdjęciem głosi: Pamiętaj chemiku młody, wlewaj zawsze kwas do wody. Podpis pod zdjęciem informuje, że stężone kwasy to substancje żrące, a podczas ich rozcieńczania należy dolewać kwasu do wody. Drugie zdjęcie przedstawia etap końcowy eksperymentu z tak zwanym kominem węglowym, czyli dehydratacją wilgotnego cukru za pomocą kwasu siarkowego. Laborant trzyma pipetę automatyczną nad zlewką z której wychodzi czarna piana wystająca poza zlewkę. Obok zlewki stoi otwarta butelka stężonego kwasu siarkowego sześć. Podpis pod zdjęciem informuje, że stężony kwas siarkowy sześć ma właściwości silnie higroskopijne. Trzecie zdjęcie przedstawia etap końcowy eksperymentu z reakcją ksantoproteinową, czyli działaniem kwasem azotowym na białko, w wyniku której kawałek białego sera, ptasie pióro i zwitek wełny przybrały kolor żółty. Podpis pod zdjęciem informuje, że stężony kwas azotowy pięć służy do wykrywania substancji zawierających białko.

Zastosowanie

Wybrane zastosowania kwasów nieorganicznych wymieniono w poniższej galerii zdjęć. Zapoznaj się z nimi.

Wybrane zastosowania kwasów beztlenowych

R1PK61cPFy3vu

Ilustracja przedstawia stół laboratoryjny na którym ustawione są odczynniki oraz niezbędna aparatura chemiczna.

R2zd23FHYoKr2

Ilustracja przedstawia zardzewiały fragment łańcucha.

RBG1t9K95peO0

Ilustracja przedstawia naczynie zawierające wodę królewską, do którego wrzucona została złota moneta. Woda królewska ma kolor złoty i jest przezroczysta. Kwas trawi monetę w wyniku czego od jej powierzchni odrywają się pęcherzyki gazu.

R9xgp43bvUbch

Ilustracja przedstawia tabletki i leżącą na nich strzykawkę z igłą. Tabletki posiadają różna kolory oraz kształty.

RlxeVZ6C9g5dx

Ilustracja przedstawia otwarte, metalowe puszki z farbami. Każda puszka wypełniona jest farbą o innym kolorze

R1LKXiIGjykdE

Ilustracja przedstawia duże worki z nawozami ułożone na polu.

R1UDbKYHm7RX2

Ilustracja przedstawia talerzyk z sześcioma żelkami. Żelki te są wysokie i mają kształt serca. Posiadają one różne kolory. Pomarańczowy, czerwono‑zielony, zielony, żółto‑pomarańczowy, żółto‑zielony i pomarańczowo‑zielony.

RWtp5r4b9Cguc

Ilustracja przedstawia wnętrze czajnika, które pokryte jest kamieniem kotłowym.

RasqjTzSKDoXg

Ilustracja przedstawia przewróconą miarkę, z której wysypuje się proszek do prania.

RnxkrhRdUD8JC

Ilustracja przedstawia srebrne, okrągłe rury będące fragmentem instalacji przemysłowej, to znaczy występują one w zakładach produkcyjnych, przemysłowych. Rury te przymocowane są do zewnętrznej ściany budynku i zginają się poziomo.

RjnDlEeakdeYR

Ilustracja przedstawia beczkę z winem.

R1XAz5WqbAsBA

Ilustracja przedstawia białe książki przewiązane wstążką z białej tkaniny.

RnK8IpwX3k8pZ

Ilustracja przedstawia różnokolorowe włóczki nawinięte niewielkimi partiami na karton. Każdy kolor, każdy odcień jest odpowiednio ponumerowany.

RvNzfpYYYr3pI

Ilustracja przedstawia szklankę, do której wlewana jest woda mineralna z butelki.

RwbwXlOh0RPSa

Ilustracja przedstawia poligon wojskowy na którym doszło do wybuchu. Nad ziemią unoszą się kłęby czerwonego ognia. W pewnej odległości od wybuchu stoi czołg wojskowy.

R1TjUJ9jWtRsh

Ilustracja przedstawia dwie, stare szklane buteleczki zatkane szklanym korkiem. Na nich przyklejone są etykiety z opisem substancji znajdujących się wewnątrz. Po lewej stronie z słomkowo żółtym płynek jest olej izolacyjny, natomiast po prawej stronie z pomarańczowym płynem jest nafta oświetleniowa. Obie buteleczki ustawione są na podwieszonej szalce prawdopodobnie należącej do wagi laboratoryjnej.

R1HRT67ua3lWY

Ilustracja przedstawia akumulator kwasowo‑ołowiowy z którego jest poprowadzona gumowa rurka do białego kanistra z czerwoną nakrętką zawierający kwas siarkowy sześć.

3. Wskaźniki kwasowo‑zasadowe

Cechą, która charakteryzuje wodne roztwory substancji rozpuszczalnych w wodzie jest odczyn tych roztworów. 

Odczyn roztworu może być obojętny (tak samo jak odczyn czystej wody), kwasowy (tak jak odczyn wodnych roztworów kwasów) lub zasadowy (tak jak odczyn wodnych roztworów wodorotlenków). Liczbową miarą odczynu roztworu, a więc również jego kwasowości i zasadowości, jest skala pH. pH przyjmuje wartości od $0$ do $14$. Im niższa wartość pH, tym bardziej kwasowy odczyn roztworu wodnego, a im wyższa wartość pH, tym bardziej zasadowy odczyn roztworu.

Do określania pH roztworu oraz jego odczynu wykorzystujemy tzw. wskaźniki kwasowo‑zasadowe (indykatory), czyli substancje, które zmieniają swoją barwę w zależności od odczynu środowiska. W laboratorium chemicznym, jako wskaźniki kwasowo‑zasadowe, stosowane są najczęściej: uniwersalny papierek wskaźnikowy, wodny roztwór oranżu metylowego oraz alkoholowy roztwór fenoloftaleiny.

Określenie odczynu roztworu może pomóc w jego identyfikacji. Wiedząc jaką barwę przyjmują odpowiednie wskaźniki kwasowo‑zasadowe w roztworze o danym odczynie, możemy np. ustalić, czy badana próbka to wodny roztwór kwasu, czy też wodorotlenku.

Dla zainteresowanych

Zanim przejdziesz do rozwiązywania ćwiczeń oraz testu podsumowującego, usystematyzuj swoją wiedzę. W tym celu, z każdego z poniższych obszarów ($\text{I}-\text{III}$), wybierz przynajmniej po dwa polecenia. Odpowiedzi (jeśli nie podano inaczej) zapisz w zeszycie.

$\text{I}$. Pamiętam i rozumiem

• Wyjaśnij, jakie substancje nazywamy kwasami, a jakie wodorotlenkami. Przedstaw to zagadnienie w formie infografiki. Infografikę możesz stworzyć np. w dostępnym programie komputerowym.

• Opisz właściwości wodorotlenków sodu i potasu oraz określ, jakie piktogramy należy umieszczać na ich opakowaniach.

• Wymień dwie metody otrzymywania wodorotlenków metali aktywnych.

• Wyjaśnij, czym różni się wodorotlenek od zasady. Zastanów się i odpowiedz na pytanie, czy każdy wodorotlenek może utworzyć zasadę.

• Wymień reguły obowiązujące w pracy z substancjami o właściwościach żrących.

$\text{II}$. Czytam i interpretuję

• Z tablic chemicznych (a konkretnie z tablicy rozpuszczalności wybranych soli i wodorotlenków w wodzie) odczytaj, które wodorotlenki są rozpuszczalne, a które praktycznie nierozpuszczalne w wodzie. Wskaż po cztery przykłady wodorotlenków, które należą do obydwu grup. Napisz wzory tych wodorotlenków oraz ich nazwy.

  RsxnkhkZAobOy

  Ilustracja zawiera tabelę przedstawiającą rozpuszczalność soli i wodorotlenków w wodzie. Kolejne kolumny tabeli zawierają popularne kationy czternastu metali, przy czym jeden z nich, żelazo, występuje w dwóch wersjach różniących się wartościowością, czyli ładunkiem jonowym oraz kation amoniowy. Z kolei w wierszach znajdują się aniony reszt kwasowych: chlorkowy, bromowy, jodowy, siarkowy, azotowy pięć, węglowy, siarkowy cztery, siarkowy sześć, krzemowy, fosforowy pięć, chromowy siedem, octowy oraz reszta wodorotlenkowa. W tabeli rozpuszczalność konkretnych soli opisano kodem literowym oraz kolorem. Litera litera T oznacza, że substancja jest trudno rozpuszczalna w wodzie, a litera N oznacza, że substancja jest nierozpuszczalna w wodzie. Ostatnia kategoria to - oznaczająca, że substancja rozkłada się w wodzie lub nie została otrzymana. Z tabeli można odczytać, że wszystkie sole sodu i potasu, wszystkie azotany pięć, a także prawie wszystkie chlorki i bromki (za wyjątkiem trudno rozpuszczalnych chlorku i bromku ołowiu, a także nierozpuszczalnych chlorku i bromu srebra) są rozpuszczalne w wodze. To samo dotyczy magnezu, którego sole są dobrze rozpuszczalne za wyjątkiem węglanu, krzemianu oraz fosforanu magnezu. Również wśród siarczanów sześć przeważają sole rozpuszczalne, za wyjątkiem trudno rozpuszczalnych siarczanów sześć srebra i wapnia oraz nierozpuszczalnych siarczanów sześć baru i ołowiu. Z kolei prawie wszystkie fosforany, poza fosforanem sodu i wapnia są nierozpuszczalne, a węglany i siarczany cztery większości metali są albo nierozpuszczalne, albo pod wpływem wody ulegają rozkładowi. Wodorotlenki są nierozpuszczalne za wyjątkiem dobrze rozpuszczalnych wodorotlenków sodu, potasu i baru oraz trudno rozpuszczalnego wodorotlenku wapnia. Największe zróżnicowanie występuje wśród siarczków, z których cztery zilustrowane w tabeli są rozpuszczalne, jeden trudno rozpuszczalny, pięć nierozpuszczalnych, a dwa należą do grupy soli o nieokreślonej rozpuszczalności. Po prawej stronie tabeli znajduje się legenda kodów literowych i kolorów.

  

• W dowolnym źródle (podręczniki, książki, encyklopedie, Internet) znajdź informacje dotyczące przyczyn i skutków występowania kwaśnych opadów. Napisz krótką notatkę na opisany temat.

• Na podstawie dostępnych źródeł (podręczniki, książki, encyklopedie, Internet) odpowiedz, czy pH roztworu glebowego wpływa na rodzaj uprawianych na na danej glebie roślin.

$\text{III}$. Rozwiązuję problemy

• Zaproponuj doświadczenie, za pomocą którego da się sprawdzić, czy reakcja tworzenia wodorotlenku wapnia z tlenku wapnia i wody jest reakcją egzotermiczną. Wypisz niezbędne odczynniki oraz nazwy sprzętu laboratoryjnego, zapisz instrukcję oraz przewidywane obserwacje. Napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej.

• Odpowiedz na pytanie, czy wykorzystując alkoholowy roztwór fenoloftaleiny jesteśmy w stanie, w jednoznaczny sposób, odróżnić od siebie wodę, wodny roztwór kwasu i zasadę.

• Sporządź roztwór mydła w wodzie, a następnie zaproponuj sposób, w jaki można sprawdzić odczyn tego roztworu.

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:

1

Ćwiczenie 1

Poniżej znajdują się nazwy wybranych wodorotlenków. Wybierz i zaznacz wszystkie te, które są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Skorzystaj z dołączonej tablicy rozpuszczalności.

R1O06PMD340s4

R1er10KmjjlMP

Możliwe odpowiedzi: 1. wodorotlenek potasu, 2. wodorotlenek miedzi(II), 3. wodorotlenek magnezu, 4. wodorotlenek strontu, 5. wodorotlenek sodu, 6. wodorotlenek cynku, 7. wodorotlenek żelaza(II)

R1UGkTOdsfh8t

Poniżej zamieszczono nazwy wodorotlenków praktycznie nierozpuszczalnych w wodzie. Do każdego z wodorotlenków dopasuj odpowiadający mu wzór. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4.

Poniżej zamieszczono nazwy wodorotlenków praktycznie nierozpuszczalnych w wodzie. Do każdego z wodorotlenków dopasuj odpowiadający mu wzór. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4. Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4.

R19SA4xIJHs7A2

Ćwiczenie 2

Uzupełnij poniższy tekst. Kwasy i wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie ulegają w niej procesowi dysocjacji elektrolitycznej. Produktami procesu dysocjacji elektrolitycznej kwasów są kationy metalu / oksoniowe / reszty kwasowej oraz aniony wodorotlenkowe / oksoniowe / reszty kwasowej. Obecność jonów reszty kwasowej / wodorotlenkowych / oksoniowych sprawia, że wodne roztwory kwasów mają odczyn zasadowy / kwasowy / obojętny. Po wprowadzeniu wodnego roztworu oranżu metylowego do wodnego roztworu kwasu obserwuje się zmianę zabarwienia z żółtopomarańczowego na malinowe / żółte / czerwone. W procesie dysocjacji elektrolitycznej wodorotlenków, z ich sieci krystalicznych zostają do roztworu uwolnione kationy oksoniowe / metalu / wodorotlenkowe oraz aniony oksoniowe / reszty kwasowej / wodorotlenkowe. Obecność jonów oksoniowych / reszty kwasowej / wodorotlenkowych sprawia, że wodne roztwory wodorotlenków mają odczyn zasadowy / kwasowy / obojętny. Po wprowadzeniu alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do wodnego roztworu kwasu obserwuje się zmianę zabarwienia z malinowego na niebieskie / odbarwienie malinowego roztworu / pojawienie się malinowego zabarwienia roztworu.

Uzupełnij poniższy tekst. Kwasy i wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie ulegają w niej procesowi dysocjacji elektrolitycznej. Produktami procesu dysocjacji elektrolitycznej kwasów są kationy metalu / oksoniowe / reszty kwasowej oraz aniony wodorotlenkowe / oksoniowe / reszty kwasowej. Obecność jonów reszty kwasowej / wodorotlenkowych / oksoniowych sprawia, że wodne roztwory kwasów mają odczyn zasadowy / kwasowy / obojętny. Po wprowadzeniu wodnego roztworu oranżu metylowego do wodnego roztworu kwasu obserwuje się zmianę zabarwienia z żółtopomarańczowego na malinowe / żółte / czerwone. W procesie dysocjacji elektrolitycznej wodorotlenków, z ich sieci krystalicznych zostają do roztworu uwolnione kationy oksoniowe / metalu / wodorotlenkowe oraz aniony oksoniowe / reszty kwasowej / wodorotlenkowe. Obecność jonów oksoniowych / reszty kwasowej / wodorotlenkowych sprawia, że wodne roztwory wodorotlenków mają odczyn zasadowy / kwasowy / obojętny. Po wprowadzeniu alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do wodnego roztworu kwasu obserwuje się zmianę zabarwienia z malinowego na niebieskie / odbarwienie malinowego roztworu / pojawienie się malinowego zabarwienia roztworu.

RG1zARFGlfDmg2

Ćwiczenie 3

Łączenie par. Oceń poprawność poniższych stwierdzeń:. Podczas rozcieńczania stężonego roztworu kwasu siarkowego(VI) wydziela się ciepło.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Kwas siarkowy(VI) można otrzymać w wyniku reakcji chemicznej siarki z wodą.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Kwas siarkowy(VI) ma właściwości higroskopijne, co oznacza, że można go wykorzystać do odwadniania niektórych substancji w laboratorium chemicznym.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Wywar z czerwonej kapusty po wprowadzeniu go do kwasu siarkowego(VI) zmienia zabarwienie z czerwonego na różowofioletowe.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Kwas siarkowy(VI) wykorzystywany jest do wykrywania białek w tzw. próbie (reakcji) ksantoproteinowej.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Łączenie par. Oceń poprawność poniższych stwierdzeń:. Podczas rozcieńczania stężonego roztworu kwasu siarkowego(VI) wydziela się ciepło.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Kwas siarkowy(VI) można otrzymać w wyniku reakcji chemicznej siarki z wodą.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Kwas siarkowy(VI) ma właściwości higroskopijne, co oznacza, że można go wykorzystać do odwadniania niektórych substancji w laboratorium chemicznym.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Wywar z czerwonej kapusty po wprowadzeniu go do kwasu siarkowego(VI) zmienia zabarwienie z czerwonego na różowofioletowe.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Kwas siarkowy(VI) wykorzystywany jest do wykrywania białek w tzw. próbie (reakcji) ksantoproteinowej.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Rb4lu06iAoKOc3

Ćwiczenie 4

Dostępne opcje do wyboru: . Polecenie: Poniżej znajdują się nieuzupełnione zapisy równań reakcji otrzymywania wybranych kwasów i wodorotlenków. Uzupełnij je, przeciągając w puste miejsca odpowiednie wzory i symbole oraz ewentualne współczynniki stechiometryczne.

Dostępne opcje do wyboru: . Polecenie: Poniżej znajdują się nieuzupełnione zapisy równań reakcji otrzymywania wybranych kwasów i wodorotlenków. Uzupełnij je, przeciągając w puste miejsca odpowiednie wzory i symbole oraz ewentualne współczynniki stechiometryczne.

RRtovcaTVB6fa1

Ćwiczenie 5

Wskaż, które z poniższych związków chemicznych (kwasów i wodorotlenków) można otrzymać w wyniku reakcji tlenków odpowiednich pierwiastków chemicznych z wodą: Możliwe odpowiedzi: 1. wodorotlenek potasu;, 2. kwas siarkowy(VI);, 3. kwas fosforowy(V);, 4. wodorotlenek baru;, 5. kwas krzemowy(IV);, 6. wodorotlenek glinu;, 7. wodorotlenek litu;, 8. kwas węglowy;, 9. kwas siarkowy(IV);, 10. wodorotlenek wapnia;, 11. kwas chlorowodorowy;, 12. kwas siarkowodorowy.

2

Ćwiczenie 6

Uczeń przeprowadził doświadczenie, zilustrowane na poniższym schemacie.

R7CD4sip4cgWI

Na ilustracji ukazano osiem probówek. W każdej z nich znajduje się woda destylowana. Do kolejnych probówek dodano następujące tlenki: tlenek sodu, tlenek siarki (VI), tlenek azotu (V), tlenek baru, tlenek wapnia, tlenek węgla (IV), tlenek litu, tlenek fosforu (V).

RMQMI4p5MKjwA

Następnie, do każdego z uzyskanych roztworu uczeń wprowadził uniwersalny papierek wskaźnikowy. Na podstawie barwy uniwersalnego papierka wskaźnikowego uczeń ustalił pH każdego z roztworów. Wskaż, które z roztworów miały pH niższe od 7, a które wyższe od 7. W tym celu, przeciągnij numer roztworu (1 - 8) w odpowiednie miejsce. Roztwory o pH<7: Możliwe odpowiedzi: 1. 4, 2. 5, 3. 7, 4. 3, 5. 2, 6. 6, 7. 1, 8. 8 Roztwory o pH>7 Możliwe odpowiedzi: 1. 4, 2. 5, 3. 7, 4. 3, 5. 2, 6. 6, 7. 1, 8. 8

Następnie, do każdego z uzyskanych roztworu uczeń wprowadził uniwersalny papierek wskaźnikowy. Na podstawie barwy uniwersalnego papierka wskaźnikowego uczeń ustalił pH każdego z roztworów. Wskaż, które z roztworów miały pH niższe od 7, a które wyższe od 7. W tym celu, przeciągnij numer roztworu (1 - 8) w odpowiednie miejsce. Roztwory o pH<7: Możliwe odpowiedzi: 1. 4, 2. 5, 3. 7, 4. 3, 5. 2, 6. 6, 7. 1, 8. 8 Roztwory o pH>7 Możliwe odpowiedzi: 1. 4, 2. 5, 3. 7, 4. 3, 5. 2, 6. 6, 7. 1, 8. 8

Ćwiczenie 6

Uczeń przeprowadził doświadczenie, w którym do ośmiu probówek zawierających wodę destylowaną wprowadził odpowiednio:
Probówka nr 1: tlenek sodu;
Probówka nr 2: tlenek siarki$\left(\text{VI}\right)$;
Probówka nr 3: tlenek azotu$\left(\text{V}\right)$;
Probówka nr 4: tlenek baru;
Probówka nr 5: tlenek wapnia;
Probówka nr 6: tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$;
Probówka nr 7: tlenek litu;
Probówka nr 8: tlenek fosforu$\left(\text{V}\right)$.

Następnie, do każdego z uzyskanych roztworu, wprowadził uniwersalny papierek wskaźnikowy. Na podstawie barwy uniwersalnego papierka wskaźnikowego, ustalił pH każdego z roztworów. Wskaż, które z roztworów miały pH niższe od $7$, a które wyższe od $7$. W tym celu, przeciągnij numer roztworu ($1-8$) w odpowiednie miejsce.

R12YbAIHvUTOI

Roztwory o pH niższym niż 7: Możliwe odpowiedzi: 1. 3, 2. 8, 3. 7, 4. 6, 5. 4, 6. 2, 7. 1, 8. 5 Roztwory o pH wyższym niż 7: Możliwe odpowiedzi: 1. 3, 2. 8, 3. 7, 4. 6, 5. 4, 6. 2, 7. 1, 8. 5

Roztwory o pH niższym niż 7: Możliwe odpowiedzi: 1. 3, 2. 8, 3. 7, 4. 6, 5. 4, 6. 2, 7. 1, 8. 5 Roztwory o pH wyższym niż 7: Możliwe odpowiedzi: 1. 3, 2. 8, 3. 7, 4. 6, 5. 4, 6. 2, 7. 1, 8. 5

3

Ćwiczenie 7

Uczeń miał za zadanie identyfikację pewnej substancji X, która ma stały stan skupienia. W jednym z etapów identyfikacji przeprowadził doświadczenie, zilustrowane na poniższym schemacie.

RW6L5GUaT7lqZ

Na ilustracji ukazana jest kolba stożkowa. Znajduje się w niej mieszanina wody i alkoholowego roztworu fenoloftaleiny. Do kolby dodana została substancja X.

R1NXEWcdRRYIz

Uczeń zaobserwował między innymi, że roztwór w kolbie zabarwił się na malinowo. Poniżej zapisano symbole i wzory różnych substancji chemicznych. Wskaż wśród nich tę substancję lub te substancje, która mogła lub które mogły być identyfikowaną przez ucznia substancją X. Możliwe odpowiedzi: 1. ${\mathrm{H}}_3{\mathrm{PO}}_4$, 2. ${\mathrm{P}}_4{\mathrm{O}}_{10}$, 3. $\mathrm{Ba}(\mathrm{OH}{)}_2$, 4. ${\mathrm{Na}}_2\mathrm{O}$, 5. $\mathrm{KOH}$, 6. ${\mathrm{SiO}}_2$, 7. $\mathrm{Zn}(\mathrm{OH}{)}_2$

R8YGLQxvauucU

Uczeń miał za zadanie identyfikację pewnej substancji X, która ma stały stan skupienia. W jednym z etapów identyfikacji do kolby stożkowej, zawierającej wodę z dodatkiem alkoholowego roztworu fenoloftaleiny, wrzucił próbkę substancji X.
Uczeń zaobserwował między innymi, że roztwór w kolbie zabarwił się na malinowo. Poniżej zapisano symbole i wzory różnych substancji chemicznych. Wskaż wśród nich tę substancję lub te substancje, która mogła lub które mogły być identyfikowaną przez ucznia substancją X. Możliwe odpowiedzi: 1. ${\mathrm{H}}_3{\mathrm{PO}}_4$, 2. ${\mathrm{P}}_4{\mathrm{O}}_{10}$, 3. $\mathrm{Ba}(\mathrm{OH}{)}_2$, 4. ${\mathrm{Na}}_2\mathrm{O}$, 5. $\mathrm{KOH}$, 6. ${\mathrm{SiO}}_2$, 7. $\mathrm{Zn}(\mathrm{OH}{)}_2$

3

Ćwiczenie 8

RMbCxlU7clWe0

Poniżej znajdują się krótkie opisy wybranych kwasów i wodorotlenków, zapisane w języku angielskim. Do każdego z opisów dopasuj nazwę odpowiadającej mu substancji. It is added to jellies and cola drinks as an acidity regulator. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid A saturated solution of this substance is used to identify carbon dioxide. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid The common name of this substance is caustic soda. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid It smells like rotten eggs. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid It is one of the ingredients of aqua regia. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid

Poniżej znajdują się krótkie opisy wybranych kwasów i wodorotlenków, zapisane w języku angielskim. Do każdego z opisów dopasuj nazwę odpowiadającej mu substancji. It is added to jellies and cola drinks as an acidity regulator. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid A saturated solution of this substance is used to identify carbon dioxide. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid The common name of this substance is caustic soda. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid It smells like rotten eggs. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid It is one of the ingredients of aqua regia. Możliwe odpowiedzi: 1. sodium hydroxide, 2. nitric acid, 3. calcium hydroxide, 4. phosphoric acid, 5. hydrosulfuric acid

Glossary

Glossary

acidity

acidity

RndJJP7ugbAYT

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

kwasowość

phosphoric acid

phosphoric acid

R4uLDR5c2tuwz

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

kwas fosforowy(V)

calcium hydroxide

calcium hydroxide

R5BXNOsQq6X1M

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

wodorotlenek wapnia

sodium hydroxide

sodium hydroxide

R1G9h989r4sZP

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

wodorotlenek sodu

hydrosulfuric acid

hydrosulfuric acid

R1FyGY2QfDbhZ

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

kwas siarkowodorowy

nitric acid

nitric acid

RY8dCq3oWt6AX

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

kwas azotowy(V)

aqua regia

aqua regia

R1ROpza5Ryge0

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

woda królewska

caustic soda

caustic soda

R15dUHcOyHnNf

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

soda kaustyczna

carbon dioxide

carbon dioxide

RbgdlC9VQ6mqx

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dźwiękowe

Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P7hcNYyKP

Nagranie dźwiękowe

dwutlenek węgla

Projekt badawczy

Wykonaj projekt badawczy dotyczący badania odczynu roztworów substancji (i ich mieszanin), które znajdują się w najbliższym otoczeniu. Do realizacji projektu oraz analizy uzyskanych wyników wykorzystaj informacje zawarte w poniższej tabeli. Zbadaj odczyn roztworu przynajmniej siedmiu substancji (lub ich mieszanin).

Test sprawdzający

Czy uważasz, że dobrze znasz zagadnienia dotyczące wodorotlenków i kwasów? Sprawdź swoją wiedzę podczas gry w quiz. Gra składa się z trzech poziomów trudności, aby przejść do następnego, najpierw musisz zaliczyć poprzedni. Do rozwiązania quizu potrzebna będzie tablica rozpuszczalności soli i wodorotlenków w wodzie. Powodzenia!

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.

Szczypiński R., Projektowanie doświadczeń chemicznych, Warszawa 2019.