1. Co to są wodorotlenki ?
Wodorotlenki to związki, w których metal łączy się z grupą wodorotlenową (hydroksylową). Połączenie pomiędzy kationem takiego metalu a grupą ーOH jest natury jonowej.
Definicja wodorotlenków.
Możemy zatem zapisać wzór ogólny dla wodorotlenków :
Po pierwsze, jak widzimy, wartościowość grupy wodorotlenowej wynosi I. Czyli pisanie wzorów wodorotlenków będzie bardzo proste. Popatrzmy zatem na kilka różnych wzorów wodorotlenków :
| NaOH | Ca(OH)2 | Al(OH)3 |
| wodorotlenek sodu | wodorotlenek wapnia | wodorotlenek glinu |
Jeśli dany metal może przyjmować różne wartościowości, to musimy to uwzględnić w nazwie. Czyli przykładowo :
| Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
| wodorotlenek żelaza (II) | wodorotlenek żelaza (III) |
Zobaczmy teraz na wzór elektronowy anionu OHー, czyli naszej grupy hydroksylowej.
Koniecznie należy wspomnieć o dysocjacji wodorotlenków. Zanim zdysocjujesz wodorotlenek musisz się upewnić, że jest on dobrze rozpuszczalny!
NaOH ⟶ Na+ + OHー
Ba(OH)2 ⟶ Ba2+ + 2OHー
2. Jak się otrzymuje wodorotlenki ?
Reakcje otrzymywania wodorotlenków są bardzo proste, o ile będziemy traktować wodę jako połączenie wodoru z grupą ーOH. Czyli :
H2O = HーOH
Zatem woda ma już w sobie zawartą grupę hydroksylową, więc teraz potrzebujemy po prostu jakiegoś metalu, który tą grupę przyjmie.
Wodorotlenki I i II grupy można otrzymać jeśli podziałamy wodą na :
a) metale
2K + 2H2O ⟶ 2KOH + H2
2Ca + 2H2O ⟶ 2Ca(OH)2 + H2
b) tlenki metali
K2O + H2O ⟶ 2KOH
CaO + H2O ⟶ Ca(OH)2
c) wodorki metali
KH + H2O ⟶ KOH + H2
CaH2 + 2H2O ⟶ Ca(OH)2 + H2
Przeanalizujmy te reakcje w ramach schematu, który pomoże nam zrozumieć te reakcje.
Uwaga, słowo komentarza co do powyższego schematu! To co tutaj się dzieje to jedna z metod, nazwij ją trikiem nawet, jeśli masz taką ochotę. Metoda ta polega na tym, aby zdysocjować KAŻDĄ cząsteczkę (czyli niezależnie od tego, czy ona faktycznie dysocjuje czy nie) i po prostu połączenie kationów z anionami. Plusy łączą się z minusami, to takie proste.
Inne wodorotlenki są osadami i otrzymujemy je w reakcjach strąceniowych dobrze rozpuszczalnych soli danego metalu z mocnymi zasadami.
To czy wodorotlenek jest osadem jak doskonale wiesz, możesz sprawdzić w tablicy rozpuszczalności. Czyli wystarczy wziąć dobrze rozpuszczalną sól i dodajemy do niej jakiś wodorotlenek (mocną zasadę), klasycznie to będzie KOH czy NaOH.
AlCl3 + 3NaOH ⟶ Al(OH)3 ↓+ 3NaCl
ZnCl2 + 2KOH ⟶ Zn(OH)2 ↓+ 2KCl
2Fe(NO3)3 + 3Ba(OH)2 ⟶ 2Fe(OH)3 ↓+ 3Ba(NO3)2
3. Jak można podzielić wodorotlenki ?
Pod kątem zadań maturalnych na pewno warto zwrócić uwagę na to, że niektóre wodorotlenki są dobrze rozpuszczalne (wodorotlenki metali I oraz II grupy, oprócz Be(OH)2 oraz Mg(OH)2, ale oczywiście nie musisz tego pamiętać[1], bo masz to w maturalnych tablicach), a niektóre (w sumie większość) jest trudnorozpuszczalna
A jak coś jest trudnorozpuszczalne, to będzie się w reakcji strącało jako osad, co będzie cieszyło nasze maturalne oczy, bo będziemy mieć co wpisać w obserwacjach.
Maturalna radocha, naprawdę nie potrzeba nam wiele do szczęścia…
Wśród wodorotlenków możemy wyróżnić jeszcze te, które są zasadowe, a więc naturalnie będą reagowały z kwasami (a także tlenkami kwasowymi) oraz największe maturalne gwiazdy, czyli wodorotlenki amfoteryczne. Ze względu na to, że są one takie ważne, to wodorotlenki amfoteryczne zostaną omówione w osobnym poście.
[1] No dobra, wodorotlenku berylu nie ma w tablicy, ale z drugiej strony beryl akurat nie jest kanonicznym, maturalnym pierwiastkiem, także jego zapamiętanie potraktujmy jako Twój dobrowolny akt chemicznego uniesienia.