Wodorotlenki i zasady budowa i nazewnictwo otrzymywanie wodorotlenkw

Wodorotlenki i zasady -budowa i nazewnictwo, -otrzymywanie wodorotlenków, -właściwości wodorotlenków, -wodorotlenki a zasady

Budowa i nazewnictwo wodorotlenków • Wodorotlenki, to związki chemiczne zbudowane z metalu oraz grupy lub grup wodorotlenowych –OH o ogólnym wzorze Me(OH)m, gdzie m to wartościowość metalu, grupa –OH ma wartościowość równą I. • Wodorotlenki są ciałami stałymi, krystalicznym, mają budowę jonową, • W węzłach sieci krystalicznej znajdują się na przemian ułożone kationy metalu i aniony OH-.

Wodorotlenki grupy 1, 2 i 13 u. o. p. chem. Grupa 1: Me. OH Grupa 2: Me(OH)2 Grupa 13: Me(OH)3 Li. OH – wodorotlenek litu Be(OH)2 – wodorotlenek berylu Al(OH)3 – wodorotlenek glinu Na. OH – wodorotlenek sodu Mg(OH)2 Ga(OH)3 - wodorotlenek magnezu – wodorotlenek galu KOH – wodorotlenek potasu Ca(OH)2 – wodorotlenek wapnia In(OH)3 – wodorotlenek indu Rb. OH – wodorotlenek rubidu Sr(OH)2 – wodorotlenek strontu Nie ma wodorotlenku talu (III) Cs. OH – wodorotlenek cezu Ba(OH)2 – wodorotlenek baru Wszystkie wodorotlenki wykazują charakter zasadowy Wodorotlenek berylu jest amfoterem, pozostałe mają charakter zasadowy Wodorotlenki glinu, galu i indu są amfoterami z tym, że wodorotlenki galu i indu wykazują silniejszy charakter zasadowy

Wodorotlenki pozostałych grup u. o. p. chem. • Metale pozostałych grup mogą przyjmować różne wartościowości (stopnie utlenienia), stąd też mogą tworzyć różne wodorotlenki, w nazwie należy podać wartościowość kationu metalu, np. : • IIFe(OH) – wodorotlenek żelaza(II) 2 • IIIFe(OH) – wodorotlenek żelaza(III) 3 • IAg. OH – wodorotlenek srebra(I) • IICu(OH) – wodorotlenek miedzi(II) 2 • IIIAu(OH) – wodorotlenek złota(III) 3 • IIMn(OH) – wodorotlenek manganu(II) 2 • IIICr(OH) – wodorotlenek chromu(III) 3

Otrzymywanie wodorotlenków • Metal + woda wodorotlenek + wodór (głównie dot. otrzymywania wodorotlenków litowców i berylowców) oraz niektórych metali (np. rozdrobniony mangan, glin pokryty amalgamatem). • 2 K + 2 H 2 O 2 KOH + H 2 • Ca + 2 H 2 O Ca(OH)2 + H 2 • Mn(pył) + 2 H 2 O Mn(OH)2 + H 2 • 2 Al + 6 H 2 O 2 Al(OH)3 + 3 H 2

Otrzymywanie wodorotlenków cd • Tlenki (lub nadtlenki) litowców i berylowców + woda wodorotlenek • Na 2 O + H 2 O 2 Na. OH • Na 2 O 2 +2 H 2 O 2 Na. OH + H 2 O 2 • Li 2 O + H 2 O 2 Li. OH • Mg. O + H 2 O Mg(OH)2 • Ca. O + H 2 O Ca(OH)2 gaszenie wapna palonego • Ba. O + H 2 O Ba(OH)2

Otrzymywanie wodorotlenków cd • Wodorotlenki nierozpuszczalne w wodzie – sól metalu I + zasada (wodorotlenek metalu II rozpuszczalny w wodzie) wodorotlenek nierozpuszczalny metalu I + sól metalu II: • zapis cząsteczkowy Fe. Cl 3 + 3 Na. OH Fe(OH)3 + 3 Na. Cl • zapis jonowy Fe 3+ + 3 Cl- + 3 Na+ + 3 OH- Fe(OH)3 + 3 Na+ + 3 Cl • zapis cząsteczkowy Cu. SO 4 + 2 KOH Cu(OH)2 + K 2 SO 4 • zapis jonowy Cu 2+ + SO 42 - + 2 K+ + 2 OH- Cu(OH)2 + 2 K+ + SO 42 -

Otrzymywanie wodorotlenków cd • Al 2(SO 4)3+ 6 Na. OH 2 Al(OH)3 + 3 Na 2 SO 4 • 2 Al 3+ + 3 SO 42 - + 6 Na+ + 6 OH- 2 Al(OH)3 + 6 Na+ + 3 SO 42 • Zn. Cl 2 + 2 KOH Zn(OH)2 + 2 KCl • Zn 2+ + 2 Cl- + 2 K+ + OH- Zn(OH)2 + 2 K+ +2 Cl • Ag. NO 3 + NH 3·H 2 O Ag. OH + NH 4 NO 3 • Ag+ + NO 3 - + NH 4+ + OH- Ag. OH + NH 4+ + NO 3 • Uwaga: wodorotlenki amfoteryczne ulegną roztworzeniu przy nadmiarze zasady – powstają związki kompleksowe rozpuszczalne w wodzie , w przypadku wodorotlenku srebra w nadmiarze wody amoniakalnej powstaje amoniakalny roztwór tlenku srebra(I)

Charakter chemiczny wodorotlenków – zasadowe • Wodorotlenki zasadowe – reagują wyłącznie z kwasami (również z bezwodnikami kwasów tlenowych - tlenkami kwasowymi) dając sole oraz wodę: • Na. OH + HCl Na. Cl + H 2 O • Na+ + OH- + H+ + Cl- Na+ + Cl- + H 2 O • Ca(OH)2 + CO 2 Ca. CO 3 + H 2 O • Ca 2+ + 2 OH- + CO 2 Ca. CO 3 + H 2 O • 2 Fe(OH)3 + 3 H 2 SO 4 Al 2(SO 4)3 + 6 H 2 O • 2 Fe(OH)3 + 6 H+ +SO 42 - 2 Fe 3+ + 3 SO 42 - + 6 H 2 O • 2 KOH + 2 Cl. O 2 KCl. O 3 + KCl. O 2 + H 2 O • 2 K+ +2 OH- + 2 Cl. O 2 2 K+ + Cl. O 3 - + Cl. O 2 - + H 2 O

Charakter chemiczny wodorotlenków – amfoteryczne • Wodorotlenki amfoteryczne reagują z kwasami i silnymi zasadami, charakter amfoteryczny wykazują wodorotlenki metali o średniej elektroujemności • Ważniejsze wodorotlenki amfoteryczne: Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, Mn(OH)4. • Reakcja z kwasem: • Al(OH)3 + 3 HCl Al. Cl 3 + 3 H 2 O • Al(OH)3 + 3 H+ + 3 Cl- Al 3+ + 3 Cl- + 3 H 2 O • Reakcja z zasadą • Al(OH)3 + KOH KAl. O 2 + 2 H 2 O • Al(OH)3 + K+ + OH- K+ + Al. O 2 - + 2 H 2 O

Charakter chemiczny wodorotlenków – amfoteryczne cd • • Reakcja z kwasem: Zn(OH)2 + H 2 SO 4 Zn. SO 4 + 2 H 2 O Zn(OH)2 + 2 H+ + SO 42 - Zn 2+ + SO 42 - + 2 H 2 O Reakcja z zasadą Zn(OH)2 + 2 Na. OH Na 2 Zn. O 2 + 2 H 2 O Zn(OH)2 – 2 Na+ + 2 OH- 2 Na+ + Zn. O 22 - + 2 H 2 O Uwaga: reakcje zachodzą w roztworach wodnych, w reakcji z silnymi zasadami w rzeczywistości powstają związki kompleksowe z kationem metalu w anionie – patrz prezentacja – Zestawienie wiadomości o wodorotlenkach

Właściwości wodorotlenków • Wodorotlenki litowców i berylowców z wyjątkiem Be(OH)2, Mg(OH)2 i Ca(OH)2 bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie dysocjując na jony: • Na. OH ↔ Na+ + OH • Ba(OH)2 ↔ Ba. OH+ + OH • Ba. OH+ ↔ Ba 2+ + OH • Rozpuszczalne wodorotlenki w wodzie (wyjątek wodorotlenek berylu i magnezu) są zasadami o właściwościach żrących. Wodorotlenek wapnia stosunkowo słabo rozpuszcza się w wodzie, ale jest również mocną zasadą.

Właściwości wodorotlenków cd • Do słabych zasad należy woda amoniakalna – jest to wyjątkowa zasada, ponieważ w trakcie rozpuszczania amoniaku w wodzie do roztworu przechodzi kation amonowy • NH 3 + H 2 O ↔ NH 4+ + OH • Moc zasad wzrasta w grupie wraz ze spadkiem elektroujemności metalu, czyli wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z, a maleje w okresach wraz ze wzrostem liczby atomowej Z.

Właściwości wodorotlenków cd • Właściwości fizyczne – ciała stałe, krystaliczne o działaniu żrącym. • Barwy – bezbarwne np. : Na. OH, KOH, niebieski Cu(OH)2, zielony Cr(OH)3, rdzawy Fe(OH)3, brunatnobrązowy Mn(OH)4, białe Ag. OH, Pb(OH)2, Al(OH)3, Zn(OH)2 • Rozpuszczone w wodzie lub stopione przewodzą prąd elektryczny (dot. wodorotlenków litowców i berylowców) • Wodorotlenki pozostałych metali są substancjami słabo rozpuszczalnymi w wodzie, są bardzo słabymi elektrolitami

Właściwości wodorotlenków cd • • • Typowe reakcje z udziałem wodorotlenków: Reakcje zobojętniania z kwasami 3 Ca(OH)2 + 2 H 3 PO 4 Ca 3(PO 4)2 + 3 H 2 O Reakcje z bezwodnikami kwasowymi – tlenkami kwasowymi Ba(OH)2 + N 2 O 5 Ba(NO 3)2 + H 2 O Reakcje z solami metali ciężkich Pb(NO 3)2 + 2 Na. OH Pb(OH)2 + 2 Na. NO 3 Termiczny rozkład wodorotlenku metalu ciężkiego Cu(OH)2 Cu. O + H 2 O