Zestawienie wiadomości wodorotlenkach charakterystyka wodorotlenków otrzymywanie wodorotlenków wodorotlenki amfoteryczne

Charakterystyka wodorotlenków metali Wodorotlenki metali są ciałami stałymi, które różnią się rozpuszczalnością w wodzie np: Wodorotlenki o właściwościach zasadowych, w reakcji z kwasami dają sole i powstaje woda, rozpuszczalne w wodzie są zasadami, dysocjując: Me(OH)m ↔Mem+ + mOH- Dobrze rozpuszczalne Słabo rozpuszczalne Trudno rozpuszczalne NaOH; KOH; Ba(OH)2 Mg(OH)2; Ca(OH)2 Be(OH)2; Al(OH)3

Charakterystyka wodorotlenków metali - cd Wodorotlenki amfoteryczne reagują z kwasami i zasadami, dając odpowiednie sole oraz wodę, w roztworach wodnych dysocjują jednoczesnym z odszczepieniem H+ i OH- MeO- + H+ ↔ Me – O – H ↔ Me+ + OH- (dysocjacja kwasowa) (dysocjacja zasadowa) Podział wodorotlenków ze względu na charakter chemiczny Zasadowe Amfoteryczne LiOH; NaOH; KOH; Mg(OH)2; Ca(OH)2 Ba(OH)2 Be(OH)2; Cu(OH)2; Fe(OH)2; Pb(OH)2; Al(OH)3; Cr(OH)3, Fe(OH)3; Sn(OH)2; Mn(OH)4

Charakterystyka wodorotlenków metali - cd Podział wodorotlenków ze względu na stopień dysocjacji Im większa różnica elektroujemności między atomem metalu a tlenem, tym silniejsza polaryzacja wiązania, a tym samym mniejsza trwałość wiązania Me – OH, moc zasad wzrasta w grupie a maleje w okresie wraz ze wzrostem liczby atomowej Elektrolity mocne Elektrolity o średniej mocy Elektrolity słabe NaOH; KOH; Ca(OH)2; Ba(OH)2 LiOH; Mg(OH)2 Be(OH)2; Al(OH)3

Otrzymywanie wodorotlenków Reakcja litowców i berylowców z wodą w temp. pokojowej (wyjątek beryl, magnez): 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2 Reakcja metali z gorącą wodą lub parą wodną: Mg + 2H2O  Mg(OH)2 + H2 2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2

Otrzymywanie wodorotlenków -cd Reakcja tlenków, nadtlenków, podtlenków litowców oraz berylowców (wyjątek tlenek berylu) z wodą: Li2O + H2O  2LiOH Na2O2 + 2H2O  2NaOH + H2O2 2KO2 + 2H2O  2KOH + H2O2 + O2 BaO + H2O  Ba(OH)2

Otrzymywanie wodorotlenków -cd Sól + wodny roztwór zasady (wodorotlenki metali głównie bloku d i p, dla wodorotlenków amfoterycznych w stosunkach stechiometrycznych): CuSO4 + 2NaOH  Cu(OH)2 + Na2SO4 AlCl3 + 3NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl ZnCl2 + 2KOH  Zn(OH)2 + 2KCl Hydroliza niektórych soli: Pb(NO3)2 + 2H2O  Pb(OH)2 + 2HNO3 AgNO3 + H2O  AgOH + HNO3

Otrzymywanie wodorotlenków -cd Specyficzne reakcje prowadzące do otrzymywania wodorotlenków Hydroliza węglików lub acetylenków: CaC2 + 2H2O  C2H2 + Ca(OH)2 Al4C3 + 12H2O  3CH4 + 4Al(OH)3 Reakcja wodorków metali z wodą; NaH + H2O  NaOH + H2 CaH2 + 2H2O  Ca(OH)2 + 2H2 Utlenianie wodorotlenków 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3

Termiczny rozkład wodorotlenków Wodorotlenki w wyniku ogrzewania (prażenia) ulegają rozkładowi na odpowiednie tlenki metali i wodę – proces usuwania wody konstytucyjnej: 2LiOH  Li2O + H2O Ca(OH)2  CaO + H2O Cu(OH)2  CuO + H2O 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O

Amfoteryczność wodorotlenków -Polarność wiązań a amfoteryczność -Ważniejsze wodorotlenki amfoteryczne

Polaryzacja wiązań w cząsteczkach wodorotlenków W cząsteczkach wodorotlenków, czyli związków zawierających układ Me-O-H, amfoteryczność wynika z możliwości dwukierunkowej dysocjacji elektrolitycznej: Me – O- + H+ ↔ Me – O – H ↔ Me+ + O – H- Kierunek dysocjacji elektrolitycznej zależy od polarności wiązań Me – O i O – H, przy czym stopień utlenienia atomu centralnego (metalu) nie ulega zmianie, bez względu czy przechodzi on do kationu, czy anionu. Jeżeli metal na określonym stopniu utlenienia tworzy tylko kationy, to ma charakter zasadowy, jeżeli tworzy tylko aniony, to ma charakter kwasowy Właściwość tworzenia przez metal na określonym stopniu utlenienia zarówno kationów i anionów określa się jako amfoteryczność

Polaryzacja wiązań w cząsteczkach wodorotlenków - cd Wodorotlenki amfoteryczne są słabymi elektrolitami, w środowisku obojętnym ustala się stan równowagi pomiędzy formami zdysocjowanymi (Me+/OH- i MeO-/H+ ) Zakłócenie stanu równowagi przez dodanie kationów H+(kwasu) powoduje przesunięcie jej w kierunku Me+ i tworzenia się anionów OH-, które tworzą z H+ cząsteczki H2O i usuwanie ich z roztworu Wprowadzenie anionów OH- (dodanie zasady) przesuwa stan równowagi w kierunku powstawania MeO- i tworzenia się kationów H+ , które z anionami OH- tworzą cząsteczki H2O i usunięcie ich z roztworu

Schemat stanów równowagowych dla Al(OH)3 Al(OH)2+ + OH- ↔ Al(OH)2+ + 2OH- ↔Al3+ + 3OH- ↕ OH- 2OH- AlO2- + H+ ↔ Al(OH)3(aq) ↔ Al(OH)4- ↔ Al(OH)63- ↕ H2AlO3- + H+ ↔ HAlO32- + 2H+ ↔ AlO33- + 3H+ Powyższe stany równowagowe obserwuję się dla następujących wodorotlenków amfoterycznych: Sn(OH)2; Pb(OH)2; Cr(OH)3; Mn(OH)4; Fe(OH)2; Fe(OH)3; Cu(OH)2; Zn(OH)2