Wodorotlenki to związki złożone z kationów metalu i anionów wodorotlenkowych OH⁻. Ich wzory wodorotlenków ustala się przez zbilansowanie ładunku metalu z ładunkiem OH⁻ równym −1. Zasadami nazywa się tylko te wodorotlenki, które rozpuszczają się w wodzie i tworzą w roztworze jony OH⁻.
Czym są wodorotlenki?
Wodorotlenek zawiera kation metalu oraz aniony wodorotlenkowe OH⁻. Anion wodorotlenkowy ma ładunek −1, dlatego liczba grup OH w cząsteczce zależy od stopnia utlenienia metalu. Jeżeli metal ma stopień utlenienia +1, wystarczy jedna grupa OH; przy +2 potrzebne są 2 grupy, a przy +3 — 3 grupy.
Najważniejsza zasada zapisu brzmi: suma ładunków w obojętnym związku musi wynosić 0. Dla kationu M2+ jedna grupa OH⁻ nie wystarczy, ponieważ pozostaje ładunek +1. Dopiero zapis M(OH)2 równoważy dwa ładunki ujemne. Przy M3+ potrzebny jest zapis M(OH)3.
Rozpoznawanie wodorotlenków jest częścią podstawowego działu, w którym pojawiają się także kwasy tlenowe i beztlenowe. W obu przypadkach poprawny zapis zależy od ładunków jonów, a nie od samego brzmienia nazwy pierwiastka.
Jak tworzyć wzory wodorotlenków?
Tworzenie wzoru można przeprowadzić w 3 krokach. Najpierw ustal symbol metalu i jego stopień utlenienia. Następnie zapisz anion OH⁻ z ładunkiem −1. Na końcu dobierz liczbę grup wodorotlenkowych tak, aby całkowity ładunek związku był równy 0.
- Dla metalu o stopniu utlenienia +1 obowiązuje ogólny wzór MOH, na przykład NaOH albo KOH.
- Dla metalu o stopniu utlenienia +2 stosuje się M(OH)2, na przykład Ca(OH)2.
- Dla metalu o stopniu utlenienia +3 stosuje się M(OH)3, na przykład Al(OH)3.
Nawias jest konieczny, gdy w związku występują co najmniej 2 ugrupowania OH. Dlatego poprawny zapis wodorotlenku wapnia to Ca(OH)2, a nie CaOH2. Indeks 2 odnosi się do całej grupy OH, a nie wyłącznie do atomu wodoru.
Wzór NaOH oznacza jeden kation sodu Na+ i jeden anion OH⁻. W Ba(OH)2 kation baru Ba2+ łączy się z 2 anionami OH⁻. Z kolei w Al(OH)3 jeden kation glinu Al3+ wymaga 3 anionów wodorotlenkowych. Zrozumienie tych zależności ułatwia także budowa atomu, zwłaszcza rozpoznawanie ładunku jonów.
Nazwy wodorotlenków i stopnie utlenienia
Nazwę tworzy się, podając słowa „wodorotlenek” oraz nazwę metalu, na przykład wodorotlenek sodu, wodorotlenek wapnia albo wodorotlenek glinu. Jeżeli metal występuje na różnych stopniach utlenienia, trzeba doprecyzować nazwę liczebnikiem rzymskim w nawiasie.
Tak zapisuje się między innymi wodorotlenek żelaza(II) — Fe(OH)2 oraz wodorotlenek żelaza(III) — Fe(OH)3. Liczebnik II oznacza stopień utlenienia żelaza +2, a III — +3. IUPAC dopuszcza wskazywanie stopnia utlenienia liczebnikiem rzymskim umieszczonym w nawiasie po nazwie pierwiastka.
Warto odróżnić indeks dolny we wzorze od liczebnika w nazwie. W Fe(OH)3 indeks 3 informuje o liczbie grup OH, natomiast zapis „(III)” w nazwie wskazuje stopień utlenienia żelaza. Obie informacje prowadzą do tego samego bilansu: jeden jon Fe3+ i 3 jony OH⁻.
Wodorotlenek a zasada
W szkolnym ujęciu zasadą jest taki wodorotlenek, który rozpuszcza się w wodzie, a jego roztwór zawiera jony OH⁻. Nie każdy wodorotlenek spełnia ten warunek. Dlatego w dziale „zasady chemia” trzeba rozdzielać pojęcie związku należącego do wodorotlenków od pojęcia zasady.
Do przykładów zasad należą NaOH, KOH oraz Ba(OH)2. Ich rozpuszczalność pozwala na powstanie roztworu zawierającego jony OH⁻. Wodorotlenki trudno rozpuszczalne, takie jak Mg(OH)2, Cu(OH)2 albo Fe(OH)3, nie są w tym szkolnym ujęciu zaliczane do zasad.
Wodorotlenki mogą być substancjami żrącymi; doświadczenia z ich roztworami należy wykonywać wyłącznie zgodnie z instrukcją nauczyciela, używając odpowiednich środków ochrony osobistej.
Rozpuszczalność wodorotlenków
Tablica CKE podaje rozpuszczalność wodorotlenków w wodzie w temperaturze 25 °C, w jednostkach g/100 g H₂O. Oznaczenie R oznacza substancję dobrze rozpuszczalną, czyli powyżej 2 g/100 g H₂O. Symbol S oznacza rozpuszczalność od 0,1 g do 2 g/100 g H₂O, a T — poniżej 0,1 g/100 g H₂O.
| Nazwa wodorotlenku | Wzór | Stopień utlenienia metalu | Rozpuszczalność w wodzie, 25 °C |
|---|---|---|---|
| Wodorotlenek sodu | NaOH | +1 | R — dobrze rozpuszczalny; 100 g/100 g H₂O |
| Wodorotlenek potasu | KOH | +1 | R — dobrze rozpuszczalny; 121 g/100 g H₂O |
| Wodorotlenek baru | Ba(OH)2 | +2 | R — dobrze rozpuszczalny; 4,9 g/100 g H₂O |
| Wodorotlenek wapnia | Ca(OH)2 | +2 | S — średnio rozpuszczalny; 0,2 g/100 g H₂O |
| Wodorotlenek magnezu | Mg(OH)2 | +2 | T — trudno rozpuszczalny |
| Wodorotlenek miedzi(II) | Cu(OH)2 | +2 | T — trudno rozpuszczalny |
| Wodorotlenek żelaza(II) | Fe(OH)2 | +2 | T — trudno rozpuszczalny |
| Wodorotlenek żelaza(III) | Fe(OH)3 | +3 | T — trudno rozpuszczalny |
| Wodorotlenek glinu | Al(OH)3 | +3 | T — trudno rozpuszczalny |
| Wodorotlenek cynku | Zn(OH)2 | +2 | T — trudno rozpuszczalny |
Oznaczenia i wartości pochodzą z tablicy CKE: R — >2 g/100 g H₂O, S — 0,1 g–2 g/100 g H₂O, T — <0,1 g/100 g H₂O; temperatura 25 °C.
Więcej w tekście: sole chemia wzory.
Powiązany temat: tlenki.
Najczęstsze pytania
Jak tworzyć wzory wodorotlenków?
Najpierw ustal stopień utlenienia metalu, a następnie zbilansuj go z ładunkiem OH⁻. Metal o stopniu +2 tworzy ogólny wzór M(OH)2, na przykład Ca(OH)2, a metal o stopniu +3 — M(OH)3, na przykład Al(OH)3. Nawias jest konieczny, gdy występują co najmniej 2 ugrupowania OH.
Czy każdy wodorotlenek jest zasadą?
Nie. W szkolnym ujęciu zasadami są wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie, na przykład NaOH, KOH i Ba(OH)2. Wodorotlenki trudno rozpuszczalne, takie jak Cu(OH)2 lub Fe(OH)3, nie są zaliczane do zasad.
Które wodorotlenki są rozpuszczalne w wodzie?
Z tablicy CKE wynika, że dobrze rozpuszczalne są między innymi NaOH — 100 g/100 g H₂O, KOH — 121 g/100 g H₂O oraz Ba(OH)2 — 4,9 g/100 g H₂O w temperaturze 25 °C. Ca(OH)2 jest średnio rozpuszczalny — 0,2 g/100 g H₂O.
Źródła
- Wybrane wzory i stałe fizykochemiczne — tablica rozpuszczalności soli i wodorotlenków — Centralna Komisja Egzaminacyjna, 2021, PDF, s. 14
- Nomenclature of Inorganic Chemistry — IUPAC Recommendations 2005 — IUPAC, 2005, Red Book, sekcja IR-9.1.2.8
- Egzamin maturalny w formule 2015 — Centralna Komisja Egzaminacyjna, 2021, Materiały do chemii i komunikat o nazewnictwie
Tekst został utworzony przy pomocy sztucznej inteligencji (modeli językowych).
Czy ten poradnik był pomocny? Oceń go:
Ten artykuł nie ma jeszcze ocen.
