Kwasy i sole – zadania maturalne z chemii

8
zadań: 18
poleceń: 9
poleceń otwartych z oceną: 1
lekcji interaktywnych

Metody otrzymywania soli i reakcje strąceniowe

Strącanie jodku ołowiu(II) — PbI₂ — Strącanie jodku ołowiu(II) — *PbI₂*

### Otrzymywanie soli Sole to niezwykle szeroka grupa związków nieorganicznych. Istnieje wiele dróg ich syntezy, a wybór metody zależy od rozpuszczalności tworzonej soli, aktywności metali oraz dostępu do substratów. Główne metody otrzymywania soli to: 1. **Kwas + zasada → sól + woda** (Reakcja zobojętniania) Np. `HCl + NaOH → NaCl + H₂O` 2. **Metal + kwas → sól + wodór** Zajdzie tylko dla metali o ujemnym potencjale standardowym (przed wodorem). Np. `Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑` 3. **Tlenek metalu (zasadowy) + kwas → sól + woda** Np. `CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O` 4. **Tlenek niemetalu (kwasowy) + zasada → sól + woda** Np. `SO₂ + 2KOH → K₂SO₃ + H₂O` 5. **Metal + niemetal → sól kwasu beztlenowego** Np. `2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃` ### Reakcje strąceniowe w roztworach Sole mogą reagować między sobą lub z kwasami i zasadami, wymieniając się jonami. Warunkiem zajścia reakcji jonowej w roztworze wodnym jest powstawanie produktu, który usuwa jony z roztworu. Może to być: * Nierozpuszczalny osad (reakcja strąceniowa) * Trudno lotny gaz (np. CO₂, H₂S, NH₃) * Słaby elektrolit (np. woda w reakcji zobojętniania) Aby przewidzieć, czy reakcja zajdzie, posługujemy się **tabelą rozpuszczalności**. *Przykład:* Czy mieszając roztwory azotanu(V) srebra(I) i chlorku sodu zajdzie reakcja? Substraty: `AgNO₃` (rozpuszczalny) + `NaCl` (rozpuszczalny). Z tabeli odczytujemy, że chlorek srebra(I) (`AgCl`) jest nierozpuszczalny (wytrąca się jako biały osad). Azotan sodu (`NaNO₃`) pozostaje w roztworze. ### Równania jonowe Równanie cząsteczkowe: `AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃` Równanie pełne jonowe (rozpisujemy tylko substancje dobrze rozpuszczalne i dysocjujące): `Ag⁺ + NO₃⁻ + Na⁺ + Cl⁻ → AgCl↓ + Na⁺ + NO₃⁻` Równanie jonowe skrócone (pomijamy jony niebiorące udziału – spectator ions): `Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓` Umiejętność zapisu jonowego jest kluczowa dla zrozumienia istoty procesów zachodzących w probówkach laboratoryjnych.

Zapamiętaj

Dobór metody otrzymywania soli zależy od właściwości substratów i rozpuszczalności produktów.
Aby reakcja pomiędzy dwiema solami zaszła, oba substraty muszą być rozpuszczalne, a jeden produkt musi stanowić osad.
Metale szlachetne (Cu, Ag, Au) nie wypierają wodoru z kwasów nieutleniających.
Równanie jonowe skrócone ukazuje rzeczywistą chemiczną zmianę zachodzącą w roztworze.

Typowe błędy

Zapisywanie w formie jonowej substancji, które nie ulegają dysocjacji, np. osadów (AgCl, BaSO₄) gazów (CO₂, NH₃) lub słabych elektrolitów (H₂O).
Próba otrzymania soli poprzez reakcję kwasu nieutleniającego z miedzią lub srebrem (np. wpisywanie równania Cu + 2HCl → CuCl₂ + H₂).
Niezbilansowanie ładunków w równaniach jonowych.

Wymagania podstawy programowej

IV.2.1 Pisze równania reakcji otrzymywania soli różnymi metodami.
IV.2.2 Przewiduje przebieg reakcji strąceniowych na podstawie tabeli rozpuszczalności; zapisuje równania w formie cząsteczkowej i jonowej skróconej.

Przykładowe zadania

Zadanie 1

W laboratorium przeprowadzono doświadczenie, w którym zmieszano ze sobą równe objętości wodnych roztworów chlorku baru (BaCl₂) i siarczanu(VI) sodu (Na₂SO₄) o takich samych stężeniach molowych. Zaobserwowano wytrącenie się obfitego, białego osadu.

1.1 Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła podczas opisanego doświadczenia. (1 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓
Podczas mieszania roztworów chlorku baru i siarczanu(VI) sodu jony baru łączą się z jonami siarczanowymi(VI), tworząc praktycznie nierozpuszczalny siarczan(VI) baru (zgodnie z tabelą rozpuszczalności). Jony sodu i chlorkowe pozostają w roztworze (są jonami spektatorami).
1.2 Oceń prawdziwość poniższych zdań dotyczących powstałego w doświadczeniu osadu. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. (1 pkt)
- 1. Wytrącony osad ulega roztworzeniu po dodaniu nadmiaru kwasu solnego. (P/F)
- 2. Wytrącony osad ma barwę białą i jest solą kwasu tlenowego. (P/F)
- 3. Zjawisko powstawania tego osadu jest wykorzystywane w analizie jakościowej do wykrywania jonów siarczanowych(VI). (P/F)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: 1 – F, 2 – P, 3 – P
Siarczan(VI) baru (BaSO₄) jest solą mocnego kwasu i mocnej zasady, silnie nierozpuszczalną w wodzie, która nie ulega roztwarzaniu w mocnych kwasach (takich jak kwas solny czy azotowy(V)). W przeciwieństwie np. do węglanów czy siarczynów.

Zadanie 2

Azotan(V) magnezu, Mg(NO₃)₂, jest dobrze rozpuszczalną w wodzie solą, którą w warunkach laboratoryjnych można otrzymać kilkoma różnymi metodami, wykorzystując ogólne zasady syntezy soli.

2.1 Zaznacz wszystkie pary substratów, w wyniku reakcji których (w roztworze wodnym) głównym produktem stałym lub rozpuszczonym będzie azotan(V) magnezu. (1 pkt)
- 1. Mg i rozcieńczony roztwór HNO₃
- 2. MgO i roztwór HNO₃
- 3. MgSO₄(aq) i NaNO₃(aq)
- 4. Mg(OH)₂ i roztwór HNO₃
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Mg i rozcieńczony roztwór HNO₃; MgO i roztwór HNO₃; Mg(OH)₂ i roztwór HNO₃
Azotan(V) magnezu otrzymamy m.in. w reakcji magnezu z kwasem azotowym(V), tlenku magnezu z kwasem azotowym(V) oraz wodorotlenku magnezu z tym kwasem. Reakcja MgSO₄ z NaNO₃ nie zajdzie, bo wszystkie jony pozostają w roztworze (brak osadu, gazu lub słabego elektrolitu).
2.2 Napisz równanie reakcji otrzymywania azotanu(V) magnezu, wychodząc z odpowiedniego metalu i rozcieńczonego kwasu azotowego(V), wiedząc, że jednym z produktów redukcji kwasu jest bezbarwny gaz, który w kontakcie z powietrzem brunatnieje. Zastosuj formę cząsteczkową. (2 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: 3Mg + 8HNO₃ → 3Mg(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
Kwas azotowy(V) jest kwasem utleniającym. Rozcieńczony HNO₃ w reakcji z magnezem redukuje się głównie do tlenku azotu(II) – NO (bezbarwny gaz utleniający się do brunatnego NO₂).

Ćwicz ten dział z oceną – Premium Załóż darmowe konto