Wodorotlenki sodu, potasu, wapnia czy baru to związki, z których każdy ma inne właściwości. To co je jednak łączy to możliwość dysocjacji elektrolitycznej, czyli rozpadu na jony pod wpływem wody. Powstają wówczas kationy metali i aniony wodorotlenkowe, odpowiedzialne za zasadowy odczyn wodnych roztworów tych związków chemicznych.
RwCjAb3HzSod1
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
definicję wskaźników kwasowo‑zasadowych i mechanizm ich działania;
zastosowanie wskaźników w badaniu odczynu wodnych roztworów wodorotlenków.
Barwienie wskaźników kwasowo‑zasadowych w wodnych roztworach wodorotlenków
Doświadczenie 1
Przeprowadź doświadczenie chemiczne, które polega na badaniu zachowania wskaźników kwasowo‑zasadowych w wodnych roztworach wodorotlenków.
R1XFBhmX8hr2g
Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, które polegało na badaniu zachowania wskaźników kwasowo‑zasadowych w wodnych roztworach wodorotlenków.
Problem badawczy:
Czy wskaźniki kwasowo‑zasadowe zmieniają barwy w wodnych roztworach wodorotlenków?
Hipoteza:
Wskaźniki kwasowo‑zasadowe zmieniają barwę w wodnych roztworach wodorotlenków.
Co było potrzebne?
foliowa koszulka na dokumenty;
pipeta Pasteura;
woda;
wywar z czerwonej kapusty;
alkoholowy roztwór fenoloftaleiny;
wskaźnik uniwersalny;
wodny roztwór wodorotlenku sodu.
Instrukcja:
Do foliowej koszulki włożono kartkę z tabelą. W obu kolumnach w każdym wierszu tabeli nałożono po kropli odpowiedniego wskaźnika kwasowo‑zasadowego. W drugiej kolumnie tabeli naniesiono po kropli wody, a w następnej po kropli wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Obserwowano zachodzące zmiany.
Obserwacje:
Po naniesieniu kropli wody na wskaźniki, nie zaobserwowano zmian. Z kolei po naniesieniu kropli zasady sodowej na wskaźniki, zaobserwowano następujące zmiany: Wywar z czerwonej kapusty: zmiana zabarwienia kropli na niebiesko‑zielony kolor. Alkoholowy roztwór fenoloftaleiny: zabarwienie kropli na malinowo. Uniwersalny papierek wskaźnikowy: zmiana zabarwienia papierka z żółtego na niebieskie.
Wnioski:
Użyte wskaźniki kwasowo‑zasadowe w badanych roztworach zmieniły swoje zabarwienie. Świadczy to o tym, że zawierają wspólny element (aniony wodorotlenkowe), który powoduje zmianę barwy wskaźników.
Zapisz uzyskane wyniki w tabeli. Przykładową tabelę możesz pobrać z poniżej zamieszczonego załącznika.
RMifZsSOqMCfN
R16dPhdtehptB
1
Polecenie 1
RpdbCNQME87Am
Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu). Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Obserwacje: Po naniesieniu kropli wody na wskaźniki, nie zaobserwowano zmian. Z kolei po naniesieniu kropli zasady sodowej na wskaźniki zaobserwowano następujące zmiany: Wywar z czerwonej kapusty: zmiana zabarwienia kropli na niebiesko‑zielone. Alkoholowy roztwór fenoloftaleiny: zabarwienie kropli na malinowo. Uniwersalny papierek wskaźnikowy: zmiana zabarwienia papierka z żółtego na niebieskie.
R8c8V7r6q9uPo
Wnioski: Użyte wskaźniki kwasowo‑zasadowe w badanych roztworach zmieniły swoje zabarwienie, co świadczy o tym, że zawierają wspólny element (aniony wodorotlenkowe), który powoduje zmianę barwy wskaźników.
Polecenie 1
Rg78SZaoN6nJR
1
Polecenie 2
Przez które z poniższych roztworów (woda destylowana, wodny roztwór wodorotlenku sodu, wodny roztwór wodorotlenku potasu, wodny roztwór wodorotlenku wapnia) przepływa prąd? Sprawdź to, wykonując krótką symulację.
RwBlBalAw0KH6
Woda destylowana prawie nie przewodzi prądu elektrycznego. Spowodowane jest to obecnością bardzo małej ilości jonów (głównie kationów oksoniowych i anionów wodorotlenkowych). Przez pozostałe roztwory przepływa prąd elektryczny, o czym świadczy świecenie diody LED. Roztwory wodorotlenków przewodzą prąd elektryczny – znajdują się w nich duże ilości jonów (kationów metali i anionów wodorotlenkowych), które są nośnikami ładunku elektrycznego.
Substancje, których wodne roztwory przewodzą prąd elektryczny, nazywamy elektrolitamielektrolityelektrolitami. Nieelektrolity natomiast to substancje, których wodne roztwory nie przewodzą prądu. Woda destylowana jest nieelektrolitem, a wodorotlenki sodu, potasu i wapnia są elektrolitami. Wynik doświadczenia świadczy o obecności w roztworach wodorotlenków cząstek obdarzonych ładunkami elektrycznymi.
i2yD6k98SI_d5e340
2. Dysocjacja elektrolityczna wodorotlenku sodu
R1YmdlF6AHMVu
Polecenie 3
Zaznacz prawidłową odpowiedź.
R1LHpl4KXVeY0
i2yD6k98SI_d5e372
3. Dysocjacja elektrolityczna wodorotlenków potasu i wapnia
R1HsDo4EEp8Ov
R11Fsa8d4dnG7
Wodorotlenek potasu dysocjujedysocjacja elektrolitycznadysocjuje, czyli rozpada się pod wpływem wody na jednododatni kation potasu i jednoujemny anion wodorotlenkowy. Zarówno kation potasu, jak i anion wodorotlenkowy są w roztworze wodnym otoczone cząsteczkami wody (solwatacjasolwatacjasolwatacja).
R4k036VOIQkip
RdXBDLN2e0b02
Wodorotlenek wapnia dysocjuje na dwudodatni kation wapnia i dwa jednoujemne aniony wodorotlenkowe. Liczba powstających w wyniku dysocjacji ładunków dodatnich jest równa liczbie powstających ładunków ujemnych.
Polecenie 4
RtEOgGEk9HUN5
RnTHT3BOys6z8
R1ARP00OYJqV5
Teorię rozpadu substancji na jony opracował Svante Arrhenius (czyt. sfante arenius)Svante ArrheniusSvante Arrhenius (czyt. sfante arenius). Zgodnie z nią, zasadami nazywamy związki chemiczne, które dysocjują na kationy metalu i aniony wodorotlenkowe:
Fontanna amoniakalna
Doświadczenie 2
REptgbaOIgcG1
Problem badawczy:
Jaki odczyn wykazuje roztwór powstały przez rozpuszczenie amoniaku w wodzie?
Hipoteza:
Wodny roztwór amoniaku wykazuje odczyn zasadowy.
Co było potrzebne?
wodny roztwór amoniaku;
wywar z czerwonej kapusty;
alkoholowy roztwór fenoloftaleiny;
uniwersalny papierek wskaźnikowy;
dwie probówki;
pręcik szklany.
Instrukcja:
Do dwóch probówek wprowadzono po około wodnego roztworu amoniaku. Z jednej z probówek przy pomocy pręcika szklanego pobrano kroplę roztworu i naniesiono na uniwersalny papierek wskaźnikowy. Do jednej z probówek wprowadzono kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny i wymieszano zawartość. Do drugiej probówki wprowadzono kilka kropli wywaru z czerwonej kapusty i wymieszano zawartość.
Obserwacje:
Po naniesieniu kropli wodnego roztworu amoniaku na uniwersalny papierek wskaźnikowy zaobserwowano zabarwienie papierka na zielono. Po dodaniu alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do wodnego roztworu amoniaku, zaobserwowano zabarwienie roztworu na malinowo. Po dodaniu wywaru z czerwonej kapusty do wodnego roztworu amoniaku, zaobserwowano zmianę zabarwienia roztworu na zielono.
Wnioski:
Wodny roztwór amoniaku (woda amoniakalna) ma odczyn zasadowy, o czym świadczy charakterystyczna dla wskaźników kwasowo‑zasadowych zmiana zabarwienia. Zmiana ta wynika z obecności anionów wodorotlenkowych w roztworze.
1
Polecenie 5
RNGCPzpRwY2Zp
Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu). Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Obserwacje: Po naniesieniu kropli wodnego roztworu amoniaku na uniwersalny papierek wskaźnikowy, zaobserwowano zabarwienie papierka na zielono. Po dodaniu alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do wodnego roztworu amoniaku, zaobserwowano zabarwienie roztworu na malinowo. Po dodaniu wywaru z czerwonej kapusty do wodnego roztworu amoniaku, zaobserwowano zmianę zabarwienia roztworu na zielono. Wnioski: Wodny roztwór amoniaku (woda amoniakalna) ma odczyn zasadowy, o czym świadczy charakterystyczna dla wskaźników kwasowo‑zasadowych zmiana zabarwienia. Zmiana ta wynika z obecności anionów wodorotlenkowych w roztworze.
1
Polecenie 5
Wymień jony, których obecność w roztworze wodnym odpowiedzialna jest za zmianę zabarwienia alkoholowego roztworu fenoloftaleiny na malinowe, uniwersalnego papierka wskaźnikowego na niebieskie i wywaru z czerwonej kapusty na zielone.
RSLJYke7PTQfp
Wodny roztwór amoniaku ma odczyn zasadowy.
Zmiana ta wynika z obecności anionów wodorotlenkowych w roztworze.
Amoniak () jest gazem o charakterystycznym zapachu, bardzo dobrze rozpuszczalnym w wodzie. Wodny roztwór amoniaku (woda amoniakalna ) jest zasadą, o czym świadczy zmiana zabarwienia wskaźnika, np. zabarwienie się wywaru z czerwonej kapusty na zielono.
Woda amoniakalna ulega dysocjacji:
Bardzo efektownym doświadczeniem chemicznym jest tak zwana fontanna amoniakalna. Obejrzyj film, a następnie wykonaj ćwiczenie.
RxTeQ0C8KaXEv
Polecenie 6
R1SAU7WTcbNap
i2yD6k98SI_d5e504
Podsumowanie
Wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie rozpadają się na jony: kationy metalu i aniony wodorotlenkowe.
Wodne roztwory wodorotlenków przewodzą prąd elektryczny – są elektrolitami.
Ładunek jonu zapisuje się, podając za symbolem w indeksie górnym najpierw cyfrę, a potem znak jonu (jedynkę się pomija), np. , . Liczbę takich samych jonów zapisuje się za pomocą współczynnika przed symbolem, np. .
Anion wodorotlenkowy ma zawsze ładunek jednoujemny.
Szwedzki fizykochemik. Twórca teorii dysocjacji elektrolitycznej. Zajmował się badaniem wpływu ilości tlenku węgla() w powietrzu atmosferycznym na temperaturę przy powierzchni Ziemi. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii (w ).
dysocjacja elektrolityczna
dysocjacja elektrolityczna
rozpad związków chemicznych na jony pod wpływem wody
elektrolity
elektrolity
substancje, których wodne roztwory przewodzą prąd elektryczny
solwatacja
solwatacja
otaczanie jonów lub cząsteczek w roztworze cząsteczkami rozpuszczalnika
wodorotlenki
wodorotlenki
związki chemiczne o budowie jonowej; zbudowane z kationów metali i anionów wodorotlenkowych
zasady
zasady
wodne roztwory rozpuszczalnych w wodzie wodorotlenków; wodorotlenki 1. grupy i niektóre wodorotlenki 2. grupy, rozpuszczając się w wodzie, tworzą zasady, czyli wodorotlenki w postaci zdysocjowanej
Uwaga: Wyjątek stanowi zasada amonowa o wzorze , która stanowi roztwór powstały na skutek dysocjacji amoniaku (azanu), niebędącego wodorotlenkiem; amoniak pod wpływem wody dysocjuje na kation amonu () i anion wodorotlenkowy ().
i2yD6k98SI_d5e740
Ćwiczenia
Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
RjlCnjlKSNvHg
1
Ćwiczenie 2
RtZxIhC3iArZ9
2
Ćwiczenie 3
Uzupełnij modelowy zapis dysocjacji wodorotlenku wapnia. Wstaw poszczególne elementy we właściwe miejsca.
Szwedzki fizykochemik. Twórca teorii dysocjacji elektrolitycznej. Zajmował się badaniem wpływu ilości tlenku węgla() w powietrzu atmosferycznym na temperaturę przy powierzchni Ziemi. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii (w ).