Gdy do wody wrzucisz sól lub cukier, po prostu się rozpuszczą – powstanie roztwór, czyli mieszanina jednorodna. Co się stanie, gdy do wody wrzucimy metal lub jego tlenek? Czy w obu przypadkach reakcja będzie taka sama? Co powstanie: mieszanina czy związek chemiczny? W jak sposób możemy to sprawdzić?

„Aktywny” znaczy: czynny, dynamiczny, energiczny, przebojowy. Jaki zatem metal nazywamy „aktywnym”?

Wodorotlenki – budowa

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

Ponieważ jon wodorotlenkowy $\text{O}{\text{H}}^{-}$ ma wartościowość równą $\text{I}$, ogólny wzór wodorotlenków możemy zapisać jako:

RUwDb3PIsXorC

Grafika przedstawia wzór ogólny wodorotlenków. $\text{M}$ otwarcie nawiasu $\text{OH}$ zamknięcie nawiasu indeks dolny małe n. Nad dużą literą $\text{M}$ została zapisana mała litera n oznaczająca wartościowość metalu, a nad grupą wodorotlenową znajduje się rzymska cyfra jeden. Obie litery n oraz litera $\text{M}$ zostały oznaczone kolorem fioletowym. Symbol tlenu został oznaczony kolorem czerwonym, a symbol wodoru kolorem szarym.

gdzie: $\text{M}$ – symbol metalu; $\text{n}$ – liczba jonów wodorotlenkowych równa wartościowości metalu (pamiętaj, że we wzorach sumarycznych związków chemicznych nie zapisujemy indeksów stechiometrycznych o wartości $1$).

Nazwy wodorotlenków tworzymy przez dodanie do słowa „wodorotlenek” nazwy metalu tworzącego dany związek (w dopełniaczu) oraz, jeśli jest taka potrzeba, wartościowości metalu. Przykładowo, jeśli pierwiastkiem wchodzącym w skład wodorotlenku jest sód, którego atomy w związkach chemicznych przyjmują wartościowość równą $\text{I}$ (sód położony jest w $1.$ grupie układu okresowego), to wzór sumaryczny wodorotlenku ma postać:

R1dQjESs3ZyGr

Wzór sumaryczny wodorotlenku sodu $\text{NaOH}$. Nad atomem sodu oraz nad grupą wodorotlenową zostały zapisane rzymskie cyfry jeden oznaczające wartościowość. Symbol sodu został przedstawiony kolorem fioletowym, symbol tlenu – kolorem czerwonym, a symbol wodoru – kolorem szarym.

a jego nazwa to: wodorotlenek sodu.

W skład sieci krystalicznej wodorotlenku sodu wchodzą kationy sodu (${\text{Na}}^{+}$) i aniony wodorotlenkowe (${\text{OH}}^{-}$). Fragment modelu wspomnianej sieci krystalicznej analizowanego wodorotlenku przedstawia poniższa grafika.

R1PizUIEqKS1B

Ilustracja przedstawia graficzny model budowy wodorotlenków na przykładzie wodorotlenku sodu. Po prawej stronie legenda: średnie fioletowe kulki to kationy sodu ${\text{Na}}^{+}$. Pary dużych czerwonych kulek oraz małych białych kulek to aniony wodorotlenkowe ${\text{OH}}^{-}$. Po lewej stronie rysunek sieci krystalicznej zbudowanej z tych jonów. Kationy sodu i aniony wodorotlenkowe są wymieszane w równych proporcjach i mocno upakowane, tworzą jedno ciało stałe.

Wartościowość atomów metali $1.$ i $2.$ grupy układu okresowego jest w związkach chemicznych zawsze taka sama (atomy metali $1.$ grupy układu okresowego w związkach chemicznych mają wartościowość równą $\text{I}$, a atomy metali $2.$ grupy układu okresowego wartościowość równą $\text{II}$). Podobna sytuacja ma miejsce dla atomów cynku (wartościowość jego atomów w związkach chemicznych wynosi $\text{II}$) oraz glinu (wartościowość $\text{III}$). Nazwy wodorotlenków wymienionych metali tworzymy analogicznie do nazwy wodorotlenku sodu – bez podawania wartościowości metalu. W przypadku wodorotlenków pozostałych metali, do nazwy wodorotlenku dodaje się w nawiasie cyfrę rzymską, która określa wartościowość atomów metalu w rozpatrywanym związku chemicznym.

Przykładowo żelazo może tworzyć wodorotlenek, w którym wartościowość atomów metalu równa jest $\text{II}$:

R6Y432CIoL6nw

Wzór sumaryczny wodorotlenku żelaza(dwa) F e otwarcie nawiasu O H zamknięcie nawiasu indeks dolny dwa. Nad symbolem metalu znajduje się rzymska cyfra dwa, oznaczająca wartościowość. Nad grupą wodorotlenową znajduje się rzymska cyfra jeden. Symbol żelaza, jego wartościowość oraz cyfra dwa w indeksie dolnym zostały przedstawione kolorem fioletowym. Symbol atomu tlenu przedstawiono kolorem czerwonym, a atom wodoru kolorem – szarym.

lub $\text{III}$:

R1FvjL7jBYfLt

Wzór sumaryczny wodorotlenku żelaza(trzy) F e otwarcie nawiasu O H zamknięcie nawiasu indeks dolny trzy. Nad symbolem metalu znajduje się rzymska cyfra trzy, oznaczająca wartościowość. Nad grupą wodorotlenową znajduje się rzymska cyfra jeden. Symbol żelaza, jego wartościowość oraz cyfra trzy w indeksie dolnym zostały przedstawione kolorem fioletowym. Symbol atomu tlenu przedstawiono kolorem czerwonym, a atom wodoru – kolorem szarym.

W skład sieci krystalicznej wodorotlenku żelaza($\text{II}$) wchodzą kationy żelaza($\text{II}$) (${\text{Fe}}^{2+}$) oraz aniony wodorotlenkowe (${\text{OH}}^{-}$), a sieć krystaliczna wodorotlenku żelaza($\text{III}$) zbudowana jest z kationów żelaza($\text{III}$) (${\text{Fe}}^{3+}$) i anionów wodorotlenkowych (${\text{OH}}^{-}$).

Rozpuszczalność wodorotlenków w wodzie

Wodorotlenki wykazują zróżnicowaną rozpuszczalność w wodzie. Przykładowo, wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie, podczas gdy np. wodorotlenek cynku oraz wodorotlenek glinu są właściwie nierozpuszczalne. To, czy dany wodorotlenek dobrze rozpuszcza się w wodzie, możemy sprawdzić w tabeli rozpuszczalności, której fragment znajduje się poniżej.

1

Polecenie 2

Przeanalizuj zamieszczony poniżej fragment tabeli rozpuszczalności wodorotlenków, a następnie zapisz wzory oraz nazwy wodorotlenków praktycznie nierozpuszczalnych w wodzie (w tabeli oznaczone jako N).

RTUSdidpJ4CYG

Fragment tabeli rozpuszczalności wodorotlenków wybranych metali w wodzie w temperaturze 25 stopni Celsjusza. Wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu i wodorotlenek baru są oznaczone literą R. Litera R oznacza substancję dobrze rozpuszczalną w wodzie. Wodorotlenek miedzi(II), wodorotlenek magnezu, wodorotlenek cynku, wodorotlenek glinu, wodorotlenek ołowiu(II), wodorotlenek żelaza(II) i wodorotlenek żelaza(III) są oznaczone literą N. Litera N oznacza substancję praktycznie nierozpuszczalną w wodzie. Wodorotlenek wapnia oznaczony jest literą T. Litera T oznacza substancję trudno rozpuszczalną w wodzie, która wytrąca się przy odpowiednim stężeniu roztworu.

R1IGNMKRPGuFm

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Nazwy wodorotlenków tworzymy, dodając do słowa „wodorotlenek” nazwę wchodzącego w jego skład metalu (w dopełniaczu). W przypadku wodorotlenków niektórych metali (innych niż metale należące do $1.$ i $2.$ grupy układu okresowego, a także cynku i glinu), w nazwie wodorotlenku należy uwzględnić wartościowość atomów, które wchodzą w skład tych metali.

Pokaż odpowiedź

Czy udało Ci się zapisać wzory oraz nazwy poniższych wodorotlenków?

$\text{Cu}{\left(\text{OH}\right)}_2$ – wodorotlenek miedzi($\text{II}$)
$\text{Mg}{\left(\text{OH}\right)}_2$ – wodorotlenek magnezu
$\text{Zn}{\left(\text{OH}\right)}_2$ – wodorotlenek cynku
$\text{Al}{\left(\text{OH}\right)}_3$ – wodorotlenek glinu
$\text{Pb}{\left(\text{OH}\right)}_2$ – wodorotlenek ołowiu($\text{II}$)
$\text{Fe}{\left(\text{OH}\right)}_2$ – wodorotlenek żelaza($\text{II}$)
$\text{Fe}{\left(\text{OH}\right)}_3$ – wodorotlenek żelaza($\text{III}$)

Polecenie 2

Zapoznaj się z zamieszczonymi poniżej informacjami, dotyczącymi tabeli rozpuszczalności, a następnie rozwiąż zadanie umieszczone poniżej.

Tabela rozpuszczalności obrazuje rozpuszczalność związków. Tworzy się ją w ten sposób, że na jednej osi umieszcza się kationy, a na drugiej aniony. W miejscu przecięcia się linii, wyznaczonych przez interesujący nas kation i anion, znajduje się literowe oznaczenie, które informuje o rozpuszczalności tej substancji. Tabele zwykle dotyczą rozpuszczalności w wodzie o wybranej temperaturze. Oznaczenia stosowane w tabelach:

• R – substancja dobrze rozpuszczalna w wodzie;

• N – substancja praktycznie nierozpuszczalna w wodzie;

• T – substancja trudno rozpuszczalna w wodzie, która wytrąca się przy odpowiednim stężeniu roztworu.

R1KrFHP3D7l5f

Łączenie par. Ocen prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz "Prawda", jeśli zdanie jest prawdziwe albo Fałsz, jeśli jest fałszywe. Tabela rozpuszczalności informuje o rozpuszczalności substancji w danym rozpuszczalniku i temperaturze, np. w wodzie w temperaturze $20°\text{C}$. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Symbol R oznacza substancję praktycznie nierozpuszczalną. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W celu sprawdzenia rozpuszczalności wodorotlenku baru, należy odszukać na osiach tabeli anion wodorotlenkowy i kation baru, a następnie sprawdzić oznaczenie literowe w kratce, która odpowiada temu związkowi. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Łączenie par. Ocen prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz "Prawda", jeśli zdanie jest prawdziwe albo Fałsz, jeśli jest fałszywe. Tabela rozpuszczalności informuje o rozpuszczalności substancji w danym rozpuszczalniku i temperaturze, np. w wodzie w temperaturze $20°\text{C}$. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Symbol R oznacza substancję praktycznie nierozpuszczalną. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W celu sprawdzenia rozpuszczalności wodorotlenku baru, należy odszukać na osiach tabeli anion wodorotlenkowy i kation baru, a następnie sprawdzić oznaczenie literowe w kratce, która odpowiada temu związkowi. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Wodne roztwory wodorotlenków to tak zwane zasady. Mówiąc „zasada sodowa”, mamy więc na myśli „wodny roztwór wodorotlenku sodu”.

Wskaźniki

Obecność w roztworze wodnym wodorotlenku rozpuszczalnego w wodzie można wykryć, używając do tego substancji zwanych wskaźnikami kwasowo‑zasadowymi (lub indykatorami), które zmieniają swoją barwę w zależności od odczynu roztworu, będącego cechą charakteryzującą roztwory wodne.

Wielu wskaźników kwasowo–zasadowych używamy mniej lub bardziej świadomie na co dzień. Herbata, do której dodamy sok z cytryny, zmienia pod jego wpływem zabarwienie na jaśniejsze. Podobnie, gdy do soku z buraków dodamy sok z cytryny (kwas cytrynowy) lub ocet (kwas octowy) – pod wpływem wymienionych substancji przyjmie intensywny czerwony kolor.

W laboratorium chemicznym, do badania odczynu roztworów i zarazem identyfikacji niektórych substancji rozpuszczalnych w wodzie, jako wskaźników używa się między innymi alkoholowego roztworu fenoloftaleiny, wodnego roztworu oranżu metylowego oraz uniwersalnego papierka wskaźnikowego. W warunkach domowych jako indykator może posłużyć wywar z liści czerwonej kapusty.

1

Polecenie 3

Wodne roztwory wodorotlenków rozpuszczalnych w wodzie charakteryzują się odczynem zasadowym. Z kolei czysta woda ma odczyn obojętny. W poniższej tabeli znajdują się nazwy wybranych wskaźników kwasowo‑zasadowych oraz ich barwy, w zależności od środowiska, w jakim się znajdują (woda lub wodny roztwór wodorotlenku). Zapoznaj się z informacjami zawartymi w tabeli i odpowiedz na pytanie, czy wszystkich z wymienionych wskaźników można użyć w celu odróżnienia wody destylowanej od wodnego roztworu wodorotlenku. Odpowiedź uzasadnij.

RpDLTJLb9KSk0

Tabela przedstawia zmiany barw czterech różnych wskaźników pod wpływem wody destylowanej i wodnego roztworu wodorotlenku. W dwóch kolumnach tekstowo i wizualnie, za pomocą różnych kolorów teł, przedstawiono barwy wskaźników w wodzie destylowanej oraz w środowisku zasadowym. Prezentowane wskaźniki to, licząc od góry: Wwywar z czerwonej kapusty: fioletowy w wodzie destylowanej i zielony w wodnym roztworze wodorotlenku; uniwersalny papierek wskaźnikowy: żółty w wodzie destylowanej i niebieski w wodnym roztworze wodorotlenku; alkoholowy roztwór fenoloftaleiny: bezbarwny w wodzie destylowanej i malinowy w wodnym roztworze wodorotlenku; wodny roztwór oranżu metylowego: żółtopomarańczowy w wodzie destylowanej i w wodnym roztworze wodorotlenku.

R1M017eKotTov

Odpowiedź: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Czy wszystkie z zamieszczonych w tabeli wskaźników kwasowo–zasadowych mają inne zabarwienie w wodzie destylowanej, a inne w wodnym roztworze wodorotlenku?

Pokaż odpowiedź

Czy Twoja odpowiedź jest taka jak poniżej? Czy znalazło się uzasadnienie w Twojej odpowiedzi?

Nie wszystkie wymienione w tabeli wskaźniki kwasowo‑zasadowe mogą zostać wykorzystane w celu odróżnienia wody destylowanej od wodnego roztworu wodorotlenku. Wodny roztwór oranżu metylowego ma taką samą barwę w czystej wodzie, jak i w wodnym roztworze wodorotlenku, dlatego wykorzystując ten wskaźnik, nie odróżnimy ich od siebie. Barwy pozostałych wskaźników są inne w wodzie, a inne w wodnym roztworze wodorotlenku. Stąd każdy z nich może zostać wykorzystany do ich odróżnienia.

Polecenie 3

R1Am46dSocvzs

Wodne roztwory wodorotlenków rozpuszczalnych w wodzie charakteryzują się odczynem zasadowym. Z kolei czysta woda ma odczyn obojętny. Zaznacz, których z wymienionych wskaźników kwasowo-zasadowych użyłbyś do odróżnienia wody destylowanej od wodnego roztworu wodorotlenku. Możliwe odpowiedzi: 1. uniwersalny papierek wskaźnikowy, 2. fenoloftaleina, 3. oranż metylowy, 4. błękit metylenowy

Otrzymywanie wodorotlenków

Doświadczenie 1

Sprawdź, czy po wprowadzeniu kawałka metalicznego sodu do wody destylowanej uzyskasz roztwór o odczynie zasadowym. W tym celu przeprowadź doświadczenie $1.$ Przygotuj niezbędne odczynniki i sprzęt laboratoryjny. Wybierz hipotezę i zweryfikuj ją, przeprowadzając doświadczenie wg załączonej instrukcji. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się z filmem z jego wykonania. Napisz obserwacje oraz sformułuj odpowiedni wniosek. Przeprowadzając doświadczenie, samodzielnie zadbaj o środki ochrony osobistej.

R16UTCcFSxkHV

Problem badawczy: Czy po wprowadzeniu sodu do wody destylowanej, można otrzymać wodny roztwór wodorotlenku sodu?. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Po wprowadzeniu sodu do wody destylowanej można otrzymać wodny roztwór wodorotlenku sodu. Hipoteza 2: Po wprowadzeniu sodu do wody destylowanej nie można otrzymać wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: krystalizator; woda destylowana; wywar z czerwonej kapusty; kawałek sodu wielkości ziarna ryżu; pęseta; bibuła; nóż. Instrukcja: 1. Do krystalizatora wlej wodę destylowaną i dodaj kilka kropel wywaru z czerwonej kapusty. 2. Wyjmij pęsetą sód z oleju mineralnego lub nafty, dokładnie osusz bibułą i odkrój kawałek wielkości ziarna ryżu. 3. Do krystalizatora z wodą destylowaną, z dodatkiem wywaru z czerwonej kapusty, wrzuć przygotowany kawałek sodu (pozostałą, niewykorzystaną część sodu schowaj z powrotem do nafty lub oleju mineralnego). 4. Obserwuj zachodzące zmiany.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym sprawdzono, czy po wprowadzeniu kawałka metalicznego sodu do wody destylowanej, uzyskany zostanie roztwór o odczynie zasadowym.

Problem badawczy:

Czy po wprowadzeniu sodu do wody destylowanej, można otrzymać wodny roztwór wodorotlenku sodu?

Hipoteza:

Po wprowadzeniu sodu do wody destylowanej można otrzymać wodny roztwór wodorotlenku sodu.

Co było potrzebne:

• krystalizator;

• woda destylowana;

• wywar z czerwonej kapusty;

• kawałek sodu wielkości ziarna ryżu;

• pęseta;

• bibuła;

• nóż.

Przebieg doświadczenia:

Do krystalizatora nalano wody destylowanej i dodano kilka kropel wywaru z czerwonej kapusty. Za pomocą pęsety wyjęto sód z oleju mineralnego, dokładnie go osuszono bibułą i odkrojono kawałek wielkości ziarna ryżu. Do krystalizatora z wodą destylowaną z dodatkiem wywaru z czerwonej kapusty wrzucono przygotowany kawałek sodu (pozostałą, niewykorzystaną część sodu schowano z powrotem do oleju mineralnego). Obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

Sód unosi się na powierzchni wody. Metaliczne ciało stałe ulega w wodzie roztworzeniu. Wydziela się bezbarwny (bezwonny) gaz. Roztwór w krystalizatorze zmienia barwę z fioletowej na zieloną. W wyniku zachodzącej przemiany, krystalizator stał się ciepły.

Wnioski:

Sód ma gęstość mniejszą od gęstości wody. Reaguje z nią, a obserwowana zmiana zabarwienia wywaru z czerwonej kapusty pozwala wnioskować, że powstaje wodny roztwór wodorotlenku sodu.

R1ZDsbQPCHufs

Na filmie ukazano, w jaki sposób sód reaguje z wodą. W celu zbadania odczynu powstałego roztworu, w doświadczeniu wykorzystano wywar z czerwonej kapusty.

Na filmie ukazano, w jaki sposób sód reaguje z wodą. W celu zbadania odczynu powstałego roztworu, w doświadczeniu wykorzystano wywar z czerwonej kapusty.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1ZDsbQPCHufs

Na filmie ukazano, w jaki sposób sód reaguje z wodą. W celu zbadania odczynu powstałego roztworu, w doświadczeniu wykorzystano wywar z czerwonej kapusty.

1

Polecenie 4

Re4bOZ6UwgD7Y

Obserwacje: (Uzupełnij) Wnioski: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

W obserwacjach uwzględnij barwę roztworu przed i po przeprowadzeniu doświadczenia. Zwróć uwagę na stan skupienia reagentów. We wniosku odnieś się do postawionej hipotezy.

Pokaż odpowiedź

Obserwacje:

Czy w zapisanych przez Ciebie obserwacjach znajdują się poniższe informacje?

Sód unosi się na powierzchni wody. Metaliczne ciało stałe ulega w wodzie roztworzeniu. Wydziela się bezbarwny (bezwonny) gaz. Roztwór w krystalizatorze zmienia barwę z fioletowej na zieloną.

Uwaga: Jeśli doświadczenie zostało przez Ciebie wykonane samodzielnie, to dało się również stwierdzić, że w wyniku zachodzącej przemiany, krystalizator stał się ciepły.

Wnioski:

Czy w Twoim wniosku znajduje się odniesienie do postawionej hipotezy? Czy zapisany przez Ciebie wniosek zawiera poniższe informacje?

Sód ma gęstość mniejszą od gęstości wody. Reaguje z nią, a obserwowana zmiana zabarwienia wywaru z czerwonej kapusty pozwala wnioskować, że powstaje wodny roztwór wodorotlenku sodu.

Polecenie 4

R9otJWR2VBGi8

Zaznacz poprawne dokończenie poniższego zdania.

Wywar z czerwonej kapusty, zastosowany w doświadczeniu, zmienił barwę z fioletowej na zieloną. Na tej podstawie można stwierdzić, że: Możliwe odpowiedzi: 1. wywar z czerwonej kapusty może służyć jako wskaźnik pH do wykrywania roztworów o odczynie zasadowym., 2. wywar z czerwonej kapusty może służyć jako wskaźnik pH do wykrywania roztworów o odczynie obojętnym., 3. wywar z czerwonej kapusty nie może służyć jako wskaźnik pH., 4. wywar z czerwonej kapusty może służyć jako wskaźnik pH do wykrywania roztworów o odczynie kwasowym.

Podsumowanie doświadczenia

Sód gwałtownie reaguje z wodą, a odnotowana zmiana zabarwienia wywaru z czerwonej kapusty (z fioletowego na zielony) pozwala na stwierdzenie, że w wyniku zachodzącej reakcji chemicznej uzyskano roztwór o odczynie zasadowym. Biorąc pod uwagę wykorzystane odczynniki chemiczne (sód i wodę destylowaną), można wnioskować, że substancja obecna w roztworze wodnym po reakcji to wodorotlenek sodu. Wydzielającym się gazem, w wyniku zachodzącej reakcji chemicznej, jest wodór.

Równanie reakcji chemicznej, która ma miejsce w układzie doświadczalnym, wygląda następująco:

$2\text{Na}+2{\text{H}}_2\text{O}\to 2\text{NaOH}+{\text{H}}_2\uparrow$

$\text{sód}+\text{woda}\to \text{wodorotlenek} \text{sodu}+\text{wodór}$

Jedną z laboratoryjnych metod otrzymywania wodorotlenków jest reakcja niektórych metali z wodą. Tak zwane metale aktywne (a więc należące do $1.$ oraz $2.$ grupy układu okresowego, z wyjątkiem berylu) w większości reagują z wodą już w temperaturze pokojowej (magnez reaguje z wodą w widoczny sposób dopiero w podwyższonej temperaturze). W wyniku reakcji chemicznej metalu z wodą, oprócz wodorotlenku powstaje również wodór. Równanie omówionej reakcji chemicznej można opisać schematem:

$\text{metal} \text{aktywny}+\text{woda}\to \text{wodorotlenek}+\text{wodór}\uparrow$

Litowce reagują z wodą gwałtowniej niż berylowce. Do reakcji z wodą nie stosuje się jednak fransu i radu – to metale promieniotwórcze.

W obrębie grupy układu okresowego, aktywność metali rośnie ze wzrostem liczby atomowej, a w obrębie okresu – rośnie wraz ze zmniejszaniem się liczby atomowej, tak jak to przedstawiono na poniższej grafice.

RsAm5OGxSMOZ4

Ilustracja przedstawia dwie pierwsze grupy układu okresowego pierwiastków. Komórki z wodorem i berylem mają kolor szary, reszta komórek ma pomarańczowe tło. Pola układu okresowego nie zawierają wszystkich informacji o pierwiastkach, a jedynie symbol i liczbę atomową. Po lewej stronie wycinka znajduje się równoległa do bocznej krawędzi układu okresowego strzałka skierowana w dół o kolorze przechodzącym od pomarańczowego u góry, w czerwony na dole, z napisem: wzrost aktywności metali. Taka sama strzałka, skierowana w lewą stronę, znajduje się również nad wycinkiem.

Związane jest to ze zwiększającą się odległością elektronów walencyjnych od jądra atomowego w atomach metali, co skutkuje łatwością atomu do oddawania elektronów podczas tworzenia wiązań jonowych.

Metale pozostałych grup układu okresowego (np. miedź), podobnie jak wspomniany już beryl, są mniej aktywne i nie reagują z wodą. Ich trudno rozpuszczalne w wodzie wodorotlenki metali otrzymuje się innymi metodami.

Podsumowanie doświadczenia

Tlenek wapnia reaguje z wodą, a w wyniku zachodzącej reakcji chemicznej wydziela się ciepło – to reakcja egzoenergetyczna (egzotermiczna). To, że po dodaniu alkoholowego roztworu fenoloftaleiny roztwór zabarwił się na malinowo, pozwala na stwierdzenie, że w wyniku zachodzącej reakcji chemicznej uzyskano roztwór o odczynie zasadowym. Biorąc pod uwagę wykorzystane odczynniki chemiczne (tlenek wapnia i wodę destylowaną), można wnioskować, że substancja obecna w roztworze wodnym po reakcji to wodorotlenek wapnia. Równanie reakcji chemicznej, która zachodzi w trakcie wykonywania opisanego doświadczenia, ma postać:

$\text{CaO}+{\text{H}}_2\text{O}\to \text{Ca}{\left(\text{OH}\right)}_2$

$\text{tlenek} \text{wapnia}+\text{woda}\to \text{wodorotlenek} \text{wapnia}$

Jako drugą z laboratoryjnych metod otrzymywania wodorotlenków, można zastosować reakcję tlenków niektórych metali z wodą. Do wspomnianych należą tlenki metali aktywnych. Równanie omówionej reakcji chemicznej tlenków niektórych metali z wodą można opisać schematem:

$\text{tlenek} \text{metalu} \text{aktywnego}+\text{woda}\to \text{wodorotlenek}$

Tlenki, które w reakcji z wodą tworzą zasady (a więc wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie), to tak zwane tlenki zasadotwórcze.

Podsumowanie

• Wodorotlenki to związki chemiczne, zbudowane z kationów metali i anionów wodorotlenkowych, o wzorze ogólnym: $\text{M}{\left(\text{OH}\right)}_{\text{n}}$.

• Nazwy wodorotlenków tworzymy, dodając do słowa „wodorotlenek” nazwę wchodzącego w jego skład metalu (w dopełniaczu) oraz, w przypadku niektórych metali, jego wartościowość.

• Wodorotlenki otrzymuje się w wyniku reakcji chemicznych niektórych metali z wodą oraz tlenków niektórych metali z wodą.

• Wodne roztwory wodorotlenków dobrze rozpuszczalnych w wodzie (wszystkich wodorotlenków metali z $1.$ grupy układu okresowego i wybranych wodorotlenków metali z grupy $2$

Słownik