Wodorosole i hydroksosole to postrach maturzystów, bo brzmią jak coś, czego trzeba wykuć na blachę. A tak naprawdę to zwykłe sole, do których doczepił się jeszcze wodór (wodorosole) albo grupa OH (hydroksosole). Cały trik to identyfikacja kwasu lub zasady i pilnowanie stechiometrii. Otóż wziąłem cztery zadania z prawdziwymi wzorami przemysłowymi, żeby pokazać, że to nie taki diabeł straszny. Lecimy.
Cztery zadania z wodoro- i hydroksosolami
Siarczan(VI) ołowiu(IV) jest krystalicznym proszkiem rozkładanym przez wodę do dwutlenku ołowiu i kwasu siarkowego(VI). Produktem pośrednim jest zasadowa hydroksosól Pb(OH)2SO4 (reakcja 1). Dalszy rozkład tej hydroksosoli prowadzi do wodorotlenku ołowiu(IV) (reakcja 2), a ten rozkłada się do tlenku ołowiu(IV) (reakcja 3). Zapisz równania reakcji 1–3.
Pokaż rozwiązanie
Wzór substratu to Pb(SO4)2, bo ołów jest na +IV, a reszta siarczanowa ma ładunek 2−. Woda po kolei odbiera reszty siarczanowe i podstawia grupy OH.
(2) Pb(OH)2SO4 + 2H2O → Pb(OH)4 + H2SO4
(3) Pb(OH)4 → PbO2 + 2H2O
W każdej reakcji ołów zostaje na +IV, więc to nie są redoksy, tylko zwykłe wymiany i rozkład. Warto sprawdzić bilans reakcji 1: po lewej Pb 1, S 2, O 8 + 2 = 10, H 4, po prawej Pb 1, S 1 + 1 = 2, O 6 + 4 = 10, H 2 + 2 = 4. Gra.
Najważniejszą przemysłową metodą otrzymywania węglanu sodu jest metoda amoniakalna Solvaya. W reakcji soli kuchennej z amoniakiem i dwutlenkiem węgla w roztworze wodnym powstaje wodorosól sodu oraz chlorek amonu. Podaj zbilansowane równanie tej reakcji.
Pokaż rozwiązanie
Wodorosól sodu z kwasu węglowego to wodorowęglan sodu NaHCO3. Substraty to NaCl, NH3, CO2 oraz woda (bo reakcja biegnie w roztworze wodnym). Sód idzie do wodorowęglanu, a chlor łączy się z amonem:
Sprawdzamy: Na 1, Cl 1, C 1, N 1, wodorów po lewej 2 + 3 = 5 i po prawej 1 + 4 = 5, tlenów po 3. Wszystko się spina.
Ogrzewanie wodorosiarczanu(VI) sodu prowadzi do reakcji kondensacji, w której dwie cząsteczki łączą się w jedną większą z odejściem wody (reakcja 1). Powstały pirosiarczan sodu jest nietrwały i ulega rozkładowi z wydzieleniem tlenku siarki na maksymalnym stopniu utlenienia (reakcja 2). Zapisz równania obu reakcji.
Pokaż rozwiązanie
Wodorosiarczan sodu to NaHSO4. Dwie takie cząsteczki oddają jedną wodę i sklejają się w pirosiarczan Na2S2O7:
Kontrola: Na po 2, S po 2, po lewej O 8 i H 2, po prawej O 7 + 1 = 8 i H 2. Teraz rozkład pirosiarczanu. Tlenek siarki na maksymalnym stopniu (+VI) to SO3, a zostaje siarczan sodu:
Superfosfat to nawóz fosforowy zawierający rozpuszczalny w wodzie diwodoroortofosforan(V) wapnia Ca(H2PO4)2. Superfosfat zwyczajny otrzymuje się, działając na fosforyt Ca3(PO4)2 kwasem siarkowym(VI), a superfosfat podwójny, działając kwasem fosforowym(V). Zapisz równania obu reakcji.
Pokaż rozwiązanie
W obu przypadkach kwas dokłada wodory do reszty fosforanowej i robi z niej diwodorofosforan. Przy kwasie siarkowym drugim produktem jest siarczan wapnia (czyli gips, ten sławny balast).
Bilans: Ca po 3, P po 2, S po 2, H po 4, tlenów po lewej 8 + 8 = 16 i po prawej 8 + 8 = 16. A superfosfat podwójny, bez balastu, powstaje z samego kwasu fosforowego:
Tu fosfor: po lewej 2 + 4 = 6, po prawej 3·2 = 6, wodory po 12, gra.
Kwaśne? Zasadowe? To zależy
NaHCO3 to wodorosól, a mimo to daje odczyn zasadowy. Nazwy potrafią zmylić, wzory już nie.
W kursie rozkładam wodorosole, hydroksosole i oksosole na prostą regułę „zdysocjuj etapowo i doczep resztę”: teoria po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Od nazewnictwa po obliczenia, aż po maturę.
To wycinek z lekcji o wodorosolach, hydroksosolach i oksosolach. W kursie jest ich znacznie więcej: nazewnictwo, otrzymywanie zależne od stechiometrii, hydroliza i pełen zestaw zadań maturalnych.
Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku
Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.