Mówi się czasem, że jesteśmy tym, co jemy i pijemy. Czy kiedykolwiek zastanawiał cię skład napojów? Jak to możliwe, że kwas fosforowy() jest składnikiem nie tylko płynów do odrdzewiania, ale także napojów typu cola? Jakie właściwości kwasów wpływają na ich zastosowanie w życiu codziennym?
RRHPFFaXBtjKv
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
budowę kwasów;
sposoby otrzymywania kwasów;
definicję wskaźników kwasowo‑zasadowych oraz zabarwienie, jakie przyjmują w wodzie, kwasach i zasadach.
Nauczysz się
przeprowadzać doświadczenie chemiczne polegające na badaniu właściwości wybranych kwasów;
stosować zasady postępowania ze stężonymi roztworami kwasów;
wymieniać przykłady zastosowań kwasów w życiu codziennym.
iPrYNQGWJr_d5e177
1. Jakie właściwości mają kwasy tlenowekwas tlenowykwasy tlenowe?
Kwas siarkowy()
Bezwodny kwas siarkowy() jest gęstą, bezbarwną, oleistą cieczą. Używany powszechnie w laboratoriach stężony kwas, o wzorze , to jego wodny roztwór o stężeniu .
W jaki sposób należy rozcieńczać niektóre stężone roztwory kwasów, np. kwas siarkowy()?
Ważne!
Podczas rozcieńczenia należy zachować szczególną ostrożność i postępować zgodnie z popularnymi powiedzeniami: Pamiętaj chemiku młody, wlewaj zawsze kwas do wody! lub Jeśli nie chcesz stracić swej urody, wlewaj zawsze kwas do wody!
R1YIj0SZQulwx
Polecenie 1
Który z poniższych schematów prawidłowo obrazuje sposób rozcieńczania kwasu siarkowego()? Zaznacz prawidłowy schemat.
RBl6V4cQKoGFr
RHA6ou0rA6XlU
W probówkach A i B przeprowadzono rozcieńczanie kwasu siarkowego() dwoma sposobami:
w probówce A umieszczono kwas siarkowy() i dodano do niego wody;
w probówce B umieszczono wodę i dodano do niej kwas siarkowy().
Zaznacz, który z powyższych sposobów rozcieńczania kwasu siarkowego() jest poprawny.
RSqEdkTkZ5X8G
Stężone roztwory wielu kwasów są substancjami żrącymi, dlatego też podczas pracy z nimi należy zachować szczególną ostrożność. Przypomnij sobie znaczenie piktogramów ostrzegawczych.
RAgYu3SUglpe7
Właściwości kwasu siarkowego() – pokaz nauczycielski
Doświadczenie 1
Przeprowadź doświadczenie chemiczne polegające na zbadaniu wpływu stężonego kwasu siarkowego() na tkaninę, papier i drewno.
Uwaga! Doświadczenie należy wykonać w rękawiczkach i okularach ochronnych pod sprawnie działającym wyciągiem.
R7uXQ5BCWLbDh
Zapoznaj się z zamieszczonym poniżej opisem przeprowadzonego doświadczenia.
Problem badawczy:
Jak wpływa stężony kwas siarkowy() na wygląd tkaniny, papieru i drewna?
Hipoteza:
Stężony kwas siarkowy() zmienia wygląd tkaniny, papieru i drewna.
Co było potrzebne:
szkiełka zegarkowe;
kawałek tkaniny;
kawałek papieru;
kawałek drewna;
stężony kwas siarkowy();
pipeta.
Przebieg doświadczenia:
Na szkiełkach zegarowych ułożono kolejno kawałki tkaniny, papieru i drewna, następnie na każdą z próbek naniesiono kilka kropli stężonego kwasu siarkowego() i obserwowano zachodzące zmiany.
Obserwacje:
Drewno, tkanina oraz papier zostały zniszczone.
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć przedstawiającą przebieg doświadczenia. Do przewijania galerii służą przyciski po obu stronach obrazu.
R1JiV0hNMxUiH
R1TfwyCl1x0kY
1
Polecenie 2
ReJNXmGeLRbD7
Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).
Weryfikacja hipotezy: Czy postawiona przez Ciebie hipoteza okazała się prawdziwa?
Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Obserwacje: Drewno, tkanina oraz papier zostały zniszczone.
Weryfikacja hipotezy:
Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Stężony kwas siarkowy() zmienia wygląd tkaniny, papieru i drewna.
lub
Postawiona hipoteza okazała się fałszywa. Stężony kwas siarkowy() zmienia wygląd tkaniny, papieru i drewna.
Wnioski: Kwas siarkowy() jest substancją żrącą, powoduje zwęglenie substancji pochodzenia organicznego.
1
Polecenie 2
Zapisz wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.
R10ZDOKniYNHg
Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Wnioski:
Kwas siarkowy() jest substancją żrącą, powoduje zwęglenie substancji pochodzenia organicznego.
Ciekawostka
W wyniku rozpuszczenia tlenku siarki() w stężonym kwasie siarkowym() tworzy się oleum, czyli tak zwany dymiący kwas siarkowy(). Jest bezbarwną lub brunatną, oleistą cieczą, wydzielającą biały dym. Wykorzystuje się go do produkcji barwników, materiałów wybuchowych.
R12quOA4klvEe
Polecenie 3
RKYUlhAa8O1IP
iPrYNQGWJr_d5e310
Kwas azotowy()
Czysty kwas azotowy(), o wzorze , jest bezbarwną cieczą. Podczas dłuższego przechowywania ulega częściowemu rozkładowi i zabarwia się na żółto lub brązowo. Spowodowane jest to powstającym tlenkiem azotu(). Rozkład ten przyspiesza podwyższona temperatura i światło.
RikDeGpsKFGzN
Stężony kwas azotowy() to wodny roztwór tego kwasu o stężeniu około . Ma ostry, nieprzyjemny zapach i właściwości silnie żrące.
1
Polecenie 4
Zaprojektuj doświadczenie pozwalające zbadać, jak stężony kwas azotowy() wpływa na wygląd tkaniny, papieru i drewna. W tym celu uzupełnij poniższe pola.
RXSgyAL32wIwq
Doświadczenie wykonaj analogicznie, jak dla kwasu siarkowego().
Szkło i sprzęt laboratoryjny:
szkiełka zegarkowe;
kawałek tkaniny;
kawałek papieru;
kawałek drewna;
stężony kwas azotowy();
pipeta.
Opis doświadczenia chemicznego (instrukcja):
Na kawałki tkaniny, papieru i drewna nanieś kilka kropli stężonego kwasu azotowego() za pomocą pipety.
Obserwuj zachodzące zmiany.
Obserwacje:
Drewno, tkanina oraz papier zostały zniszczone.
Wnioski:
Kwas azotowy() jest substancją żrącą, powoduje zwęglenie substancji pochodzenia organicznego.
Właściwości kwasu azotowego() – pokaz nauczycielski
Doświadczenie 2
Przeprowadź doświadczenie chemiczne polegające na zbadaniu wpływu stężonego kwasu azotowego() na biały ser, oraz owczą wełnę.
Uwaga! Doświadczenie należy wykonać w rękawiczkach i okularach ochronnych pod sprawnie działającym wyciągiem.
RRnKkSdJX0gr1
Zapoznaj się z zamieszczonym poniżej opisem przeprowadzonego doświadczenia.
Problem badawczy:
Jak stężony kwas azotowy() wpływa na biały ser, i owczą wełnę?
Hipoteza:
Stężony kwas azotowy() zmienia wygląd białego sera, i owczej wełny.
Co było potrzebne:
szkiełka zegarkowe;
kawałek białego sera;
;
kawałek owczej wełny;
stężony kwas azotowy();
pipeta.
Przebieg doświadczenia:
Na kawałki białego sera, i owczej wełny naniesiono po kilka kropli stężonego kwasu azotowego() i obserwowano zachodzące zmiany.
Obserwacje:
Na wszystkich produktach powstało żółte zabarwienie.
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć przedstawiającą przebieg doświadczenia. Do przewijania galerii służą przyciski po obu stronach obrazu.
R1IB1TwkAwHsP
RbWbnRVK2zynd
1
Polecenie 5
RwMknSia4xp60
Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).
Weryfikacja hipotezy: Czy postawiona przez Ciebie hipoteza okazała się prawdziwa?
Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Obserwacje: Na wszystkich produktach powstało żółte zabarwienie.
Weryfikacja hipotezy:
Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Stężony kwas azotowy() zmienia wygląd białego sera, i owczej wełny.
lub
Postawiona hipoteza okazała się fałszywa. Stężony kwas azotowy() zmienia wygląd białego sera, i owczej wełny.
Wnioski: Stężony kwas azotowy(), w zetknięciu z produktami zawierającymi białko, powoduje powstanie żółtego zabarwienia. Reakcja ta, zwana reakcją ksantoproteinowąreakcja ksantoproteinowareakcją ksantoproteinową, jest charakterystyczna dla białek.
1
Polecenie 5
Zapisz wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.
R8KuxGPL6tz1x
Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Wnioski:
Stężony kwas azotowy(), w zetknięciu z produktami zawierającymi białko, powoduje powstanie żółtego zabarwienia. Reakcja ta, zwana reakcją ksantoproteinową, jest charakterystyczna dla białek.
Kwas azotowy() jest bezbarwną cieczą, dobrze rozpuszczalną w wodzie. Reaguje z większością metali, między innymi z miedzią i srebrem, jego działaniu nie ulegają ani złoto, ani platyna.
Ciekawostka
Ignacy Mościcki był wybitnym polskim chemikiem oraz prezydentem Rzeczpospolitej Polskiej. Naśladując zachodzącą podczas burzy przemianę azotu atmosferycznego w związki azotowe, Ignacy Mościcki opracował proces przemysłowej syntezy kwasu azotowego() i otrzymywania z niego składnika stanowiącego nawozy azotowe. Technologię tę wykorzystano w w Szwajcarii. Dwa lata później w Polsce, w zakładzie zaprojektowanym, wybudowanym i uruchomionym przez Mościckiego, wyprodukowano pierwszą cysternę kwasu azotowego().
RdShDdrd0usrd
Ciekawostka
Mieszanina trzech objętości stężonego kwasu chlorowodorowego (solnego) i jednej objętości stężonego kwasu azotowego() to tak zwana woda królewska. Rozpuszcza (roztwarza) nawet metale szlachetne, w tym złoto (kojarzone z władzą królewską – stąd nazwa tej mieszaniny). Po przyznaniu w Carlowi von Ossietzky'emu (czyt. karl fon osieckiemu), znanemu z niechęci do nazistów, Pokojowej Nagrody Nobla, Rząd Rzeszy zakazał wszystkim Niemcom przyjmowania tego odznaczenia. Z tego powodu dwaj niemieccy fizycy (Max von Laue (czyt. maks fon laun) i James Franck (czyt. dżejms frank) przekazali swoje medale Nielsowi Bohrowi (czyt. nielsowi borowi) również laureatowi Nagrody Nobla, który wówczas był kierownikiem Uniwersytetu Kopenhaskiego. Gdy w kwietniu wojska niemieckie zajęły Kopenhagę, pracownik tego samego instytutu, węgierski chemik i laureat Nagrody Nobla, George de Hevesy (czyt. dżordż di hivisy) roztworzył złote medale w wodzie królewskiej. Po wojnie odzyskał ukryte w wodzie królewskiej złoto i oddał je Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk, która wyprodukowała nowe medale i przekazała je właścicielom.
RtUDYOw6nHOTE
iPrYNQGWJr_d5e444
Kwas fosforowy()
R1PcvXJApZL7O
Czysty kwas fosforowy() jest w temperaturze pokojowej substancją stałą (w postaci kryształów). Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, ma właściwości silnie higroskopijnehigroskopijnośćhigroskopijne. Handlowy, stężony roztwór, zawiera około .
Właściwości kwasu fosforowego() – pokaz nauczycielski
Doświadczenie 3
Przeprowadź doświadczenie chemiczne polegające na zbadaniu wpływu stężonego kwasu fosforowego() na papier, tkaninę i zardzewiały gwóźdź.
Uwaga! Doświadczenie należy wykonać w rękawiczkach i okularach ochronnych pod sprawnie działającym wyciągiem.
R10mhPL6nOw6N
Zapoznaj się z zamieszczonym poniżej opisem przeprowadzonego doświadczenia.
Problem badawczy:
Jak wpływa stężony kwas fosforowy() na papier, tkaninę i zardzewiały gwóźdź?
Hipoteza:
Stężony kwas fosforowy() zmienia wygląd papieru, tkaniny i zardzewiałego gwoździa.
Co było potrzebne:
szkiełka zegarkowe;
probówka;
zardzewiały gwóźdź;
kawałek tkaniny;
kawałek papieru;
kwas fosforowy();
pipeta.
Przebieg doświadczenia:
Na umieszczone na szkiełkach zegarkowych kawałki tkaniny i papieru naniesiono kilka kropli roztworu kwasu fosforowego() i pozostawiono na kilka minut. Obserwowano zachodzące zmiany.
W probówce z kwasem fosforowym() umieszczono zardzewiały gwóźdź i pozostawiono na kilka dni. Obserwowano zachodzące zmiany.
Obserwacje:
Papier w znacznym stopniu uległ zniszczeniu. Na tkaninie nie widać objawów reakcji. Po kilku dniach ilość rdzy na gwoździu uległa znacznemu zmniejszeniu.
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć przedstawiającą przebieg doświadczenia. Do przewijania galerii służą przyciski po obu stronach obrazu.
Właściwości kwasu fosforowego()
Właściwości kwasu fosforowego()
R7PNKrXFj9c9O
REk15FuA3K7V4
RtS9tSYhix1Kz
R1MT33YqbGDhx
R1ay4eVpf5OBX
1
Polecenie 6
RBWXQF00dcCxZ
Obserwacje: Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).
Weryfikacja hipotezy: Czy postawiona hipoteza okazała się prawdziwa?
Wnioski: Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Obserwacje: Papier w znacznym stopniu uległ zniszczeniu. Na tkaninie nie widać objawów reakcji. Po kilku dniach ilość rdzy na gwoździu uległa znacznemu zmniejszeniu.
Weryfikacja hipotezy:
Postawiona hipoteza okazała się fałszywa. Stężony kwas fosforowy() zmienia wygląd papieru i zardzewiałego gwoździa. Nie zmienia natomiast wyglądu tkaniny.
lub
Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa. Stężony kwas fosforowy() zmienia wygląd papieru i zardzewiałego gwoździa. Nie zmienia natomiast wyglądu tkaniny.
Wnioski: Kwas fosforowy() nie jest tak silnie żrącym kwasem (nie niszczy tkanin), jak np. kwas siarkowy() czy kwas azotowy(). Kwas fosforowy() powoduje roztwarzanie rdzy.
1
Polecenie 6
Zapisz wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.
R10nOX1W8qwyl
Nawiąż w swojej odpowiedzi do sformułowanego pytania w problemie badawczym.
Wnioski:
Kwas fosforowy() nie jest tak silnie żrącym kwasem (nie niszczy tkanin), jak np. kwas siarkowy() czy kwas azotowy(). Jednak kwas fosforowy() powoduje roztwarzanie rdzy.
iPrYNQGWJr_d5e549
2. Czy właściwości kwasów tlenowych wpływają na ich zastosowanie?
Kwas siarkowy() ze względu na swoje właściwości higroskopijne służy w laboratorium między innymi do osuszania różnych substancji. Jego roztwór o stężeniu jest stosowany w akumulatorach samochodowych jako elektrolit, który pozwala na zamianę energii chemicznej w elektryczną.
Kwas azotowy() jest ważnym surowcem stosowanym w przemyśle chemicznym, między innymi do produkcji nawozów sztucznych, materiałów wybuchowych i leków nasercowych.
Kwas fosforowy() jest stosowany do produkcji leków i materiałów stomatologicznych, ale także do napojów typu cola.
RaHTnU9cJPinh
iPrYNQGWJr_d5e587
Podsumowanie
Stężone kwasy – kwas siarkowy() i azotowy() – to substancje silnie żrące. Podczas ich rozcieńczania należy dolewać kwasu do wody.
Stężony kwas siarkowy() ma właściwości higroskopijne.
Stężony kwas azotowy() służy do wykrywania substancji zawierających białko (reakcja ksantoproteinowa).
Kwas fosforowy() służy między innymi do odrdzewiania powierzchni metali.
iPrYNQGWJr_d5e649
Słownik
higroskopijność
higroskopijność
zdolność niektórych substancji, np. kwasu siarkowego(), do pochłaniania wody
kwas tlenowy
kwas tlenowy
związek chemiczny, w którym cząsteczki składają się z atomu lub atomów wodoru oraz reszty kwasowej, w której występuje co najmniej jeden atom tlenu
reakcja ksantoproteinowa
reakcja ksantoproteinowa
charakterystyczna reakcja niektórych białek ze stężonym kwasem azotowym(), w wyniku której powstaje żółte zabarwienie
iPrYNQGWJr_d5e692
Ćwiczenia
Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
R1Wm7K8VMtZt1
RUAESr6RPoNJ7
Ćwiczenie 2
RxZkTTI815UzQ1
Ćwiczenie 2
1
Ćwiczenie 3
R2t116jbvXrHT
R1VQGxz5krwyr
Ćwiczenie 4
R1SDBBRIYCEgq1
Ćwiczenie 4
2
Ćwiczenie 5
Poniżej przedstawiono schemat pewnego doświadczenia chemicznego.
RfybvEJ4PH3L72
Przeprowadzono pewne doświadczenie chemiczne, które polegało na umieszczeniu w trzech probówkach: A, B oraz C, białka jaja kurzego. Do probówek dodano kolejno:
probówka A – ;
probówka B – ;
probówka C – .
R1WcMfz8xJS91
RrxfwG7iLAqsT2
Ćwiczenie 6
2
Ćwiczenie 7
RWRojmmGrkJpc
2
Ćwiczenie 8
R1eBnnBbUPoN02
RRF8Sismd3fKk
Ćwiczenie 9
RbYdS7k8LyaQl3
R1LNFSEogtSc8
Glossary
nitric acid
nitric acid
RbsKYfPxmWi4l
kwas azotowy()
nitrous acid
nitrous acid
R18G3uCWNDVqE
kwas azotowy()
sulfuric acid
sulfuric acid
Rq1pa42TEXaG3
kwas siarkowy()
sulfurous acid
sulfurous acid
R1YLfifXMOgdJ
kwas siarkowy()
phosphoric acid
phosphoric acid
R88p6XDlK8BLY
kwas fosforowy()
carbonic acid
carbonic acid
R13o0YTCCntDT
kwas węglowy
Bibliografia
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 siódmej szkoły podstawowej, Kielce 2020.