REAKCJE KWASÓW, ZASAD I SOLI

Wodne roztwory kwasów, zasad i soli są elektrolitami. Elektrolity to substancje ulegające dysocjacji elektrolitycznej. Dysocjacja to samorzutny rozpad substancji na jony pod wpływem rozpuszczalnika. Roztwory elektrolitów są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego.

Dysocjacji ulegają: mocne i średniej mocy kwasy i zasady, sole. Dysocjacji nie ulegają lub ulegają w niewielkim stopniu: tlenki, osady, słabe kwasy i zasady.

Większość reakcji, jakim ulegają w roztworze wodnym kwasy, zasady i sole zachodzi pomiędzy jonami. Są to głównie reakcje zobojętniania, wytrącania osadów i hydrolizy.

Reakcje zobojętniania

w formie jonowej: Na⁺ + OH^- + H₃O⁺ + Cl^- = Na⁺ + Cl^- + 2H₂O

istota reakcji zobojętniania: OH^- + H₃O⁺ = H₂O

Jeżeli w reakcji zobojętnienia kwasów dwu- lub więcej protonowych (proton to jon H⁺) użyje się mniej wodorotlenku, niż to wynika z pełnego równania stechiometrycznego reakcji zobojętniania to powstają wodorosole, np.

NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + H₂O wodorosiarczan(VI) sodu

Kwasy jednoprotonowe jak np. HCl, HNO₃, HClO₄ nie tworzą wodorosoli.

Natomiast, jeżeli w reakcji zobojętniania zasad dwu- lub więcej wodorotlenowych nie wszystkie grupy wodorotlenowe zostaną zastąpione resztami kwasowymi to powstaną hydroksosole, np.

Ca(OH)₂ + HNO₃ = Ca(OH)NO₃ + H₂O azotan hydroksowapnia

W reakcjach zobojętniania rolę kwasów mogą spełniać niektóre tlenki metali lub niemetali (tlenki kwasowe - bezwodniki kwasowe, czyli tlenki, które reagując z wodą tworząc kwasy a reagując z zasadą tworzą sól np. CO₂, SO₂, P₂O₅, SiO₂, N₂O₅, CrO₃), a rolę zasad - niektóre tlenki metali, (tlenki zasadowe - bezwodniki zasadowe, które reagując z wodą tworzą zasady a z kwasem sól np. CaO, K₂O, MgO, Na₂O, CuO)

kwas+ tlenek zasadowy =sól +woda

HCl + CaO = CaCl₂ + H₂O

zasada + tlenek kwasowy = sól + woda

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

tlenek zasadowy + tlenek kwasowy = sól

3CaO + P₂O₅ = Ca₃(PO₄)₃

Wytrącanie osadów

w formie jonowej: Ca²⁺ + 2Cl^- + 2 H₃O ⁺ + SO₄^2- = CaSO₄ + 2H₃O ⁺ + 2Cl^-

istota reakcji strąceniowych: Ca²⁺ + SO₄^2- = CaSO₄

Hydroliza soli

Hydroliza to reakcja soli z wodą. Ulegają jej:

1. sole słabych kwasów (kwasy organiczne, H₂CO₃, HCN, HClO) i mocnych zasad (KOH, NaOH, Ca(OH)₂)

CH₃COO^- + Na⁺ + H₂O = CH₃COOH + Na⁺ + OH^-

CH₃COO^- + H₂O = CH₃COOH + OH^- (hydroliza anionowa)

Sole słabych kwasów i mocnych zasad wykazują w roztworach wodnych odczyn zasadowy

2. sole mocnych kwasów i słabych zasad (NH₄OH, AgOH)

NH₄⁺ + Cl^- + H₂O = NH₃ + H₃O⁺ + Cl^-

NH₄⁺ + H₂O = NH₃ + H₃O⁺ (hydroliza kationowa)

Sole mocnych kwasów i słabych zasad wykazują w roztworach wodnych odczyn kwaśny.

3. sole słabych kwasów i słabych zasad

NH₄⁺ + CH₃COO^- + H₂O = NH₃ + H₂O + CH₃COOH

Sole słabych kwasów i zasad wykazują w roztworze wodnym odczyn zbliżony do obojętnego.

REAKCJE TLENKÓW, ZASAD, KWASÓW I SOLI

Tlenki

Otrzymywanie:

-bezpośrednia synteza:

C + O₂ = CO₂

-rozkład termiczny soli:

CaCO₃ = CaO + CO₂

-utlenianie lub redukcję innych tlenków, jeśli dany pierwiastek tworzy tlenki na różnym stopniu utlenienia:

SO₂ + 1/2O₂ = SO₃ lub CO₂ + C = 2CO

Podział:

-ze względu na zachowanie względem wody:

a) reagujące z wodą: CaO, CO₂, SO₂

b) nie reagujące z wodą: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CO

-ze względu na charakter chemiczny:

a) kwasowe: CO₂, SO₂, SO₃, P₄O₁₀, SiO₂, NO₂

Reagują z wodą dając kwasy:

P₄O₁₀ + H₂O = 4H₃PO₄

Reagują z zasadami tworząc sole:

CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃ + H₂O

b) zasadowe: CaO, MgO, Na₂O, K₂O

Reagują z wodą dając zasady:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Reagują z kwasami tworząc sole:

K₂O + 2HCl = 2KCl + H₂O

c) amfoteryczne: ZnO, Al₂O₃, CuO

Reagują z kwasami i zasadami:

ZnO+2HCl = ZnCl₂ + H₂O

ZnO + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O

d) obojętne (CO, NO)

Nie reagują ani z wodą, ani z kwasami, ani z zasadami

Kwasy

Otrzymywanie:

-reakcja bezwodnika kwasowego z wodą: SO₃ + H₂O = H₂SO₄

-gdy tlenek nie reaguje z wodą, działamy na sól tego kwasu innym mocniejszym kwasem:

Na₂SiO₃ + 2 HCl = H₂SiO₃ + 2NaCl

-kwasy beztlenowe otrzymujemy na drodze bezpośredniej syntezy:

H₂ + S = H₂S(g)

-działając na sól kwasu kwasem mocniejszym:

2NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl

Podział:

Kwasy dzielimy ze względu na skład pierwiastkowy reszty kwasowej na:

-beztlenowe: HCl, HBr, HJ

-tlenowe: H₂SO₄, H₃PO₄, H₂SiO₃, HNO₃

Zasady

Otrzymywanie:

-reakcja bezwodnika zasadowego z wodą:

MgO + H₂O = Mg(OH)₂

-reakcja najbardziej reaktywnych metali (K, Na) z wodą:

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂

-reakcja niektórych soli z wodorotlenkami:

FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + 2NaCl

Wodorotlenki amfoteryczne: Al(OH)₃, Cu(OH)₂, Zn(OH)₂.

Reagują z kwasami:

Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + H₂O

i zasadami:

Al(OH)₃ + NaOH = NaAlO₃ + H₂O = Na[Al(OH)₄]

Sole

Otrzymywanie:

-reakcja kwasu z zasadą:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

-reakcja metalu z kwasem:

Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂(g)

-reakcja tlenku metalu z kwasem:

CaO + H₂SO₄ = CaSO₄ + H₂O

-reakcja tlenku niemetalu z kwasem:

P₄O₁₀ + 12NaOH = 4Na₃PO₄ + 6H₂O

-reakcja tlenku niemetalu z tlenkiem metalu:

CaO +CO₂ = CaCO₃

-wytrącanie trudno rozpuszczalnych soli z roztworu soli rozpuszczalnej:

AgNO₃ + HCl = AgCl + HNO₃

-bezpośrednia synteza (dla soli kwasów beztlenowych):

2Na + Cl₂ = 2NaCl

Jeżeli w cząsteczce kwasu nie wszystkie kationy wodorowe zostaną zastąpione metalem to otrzymuje się wodorosole:

H₂SO₄ + NaOH = Na₂SO₄ + H₂O (powstaje sól obojętna)

H₂SO₄ + NaOH = NaHSO₄ + H₂O (powstaje wodorosól)

W przypadku niecałkowitego podstawienia anionów wodorotlenkowych w cząsteczce zasady resztami kwasowymi otrzymuje się hydroksysole (sole zasadowe):

2HCl + Mg(OH)₂ = MgCl₂ + 2H₂O (powstaje sól obojętna)

2HCl + Mg(OH)₂ = MgOHCl + 2H₂O (powstaje hydroksysól)

---