Zadanie 7.2 – Równania reakcji dla probówek III i IV
Analiza kontekstu
Na podstawie opisu doświadczenia:
- Probówka III – ogrzewanie w łaźni wodnej dało czarny osad → jest to wodorotlenek, który przy ogrzewaniu ulega rozkładowi do czarnego tlenku. Czarny tlenek metalu przejściowego to tlenek miedzi(II) – $\text{CuO}$, co oznacza, że w probówce III znajdował się wodorotlenek miedzi(II) $\text{Cu(OH)}_2$ (niebieski osad).
- Probówka IV – dodanie $\text{NaOH}$ dało zielony roztwór → zielone zabarwienie w środowisku silnie zasadowym jest charakterystyczne dla jonów tetrahydroksochromianowych(III) $[\text{Cr(OH)}_4]^-$, co oznacza, że w probówce IV była zawiesina wodorotlenku chromu(III) $\text{Cr(OH)}_3$ (zielony osad amfoteryczny).
Reakcja 1. – Termiczny rozkład wodorotlenku miedzi(II) (forma cząsteczkowa)
-
Krok 1 – Identyfikacja substratów i produktów.
Wodorotlenek miedzi(II) $\text{Cu(OH)}_2$ pod wpływem ciepła ulega rozkładowi na tlenek miedzi(II) i wodę:
- Substrat: $\text{Cu(OH)}_2$
- Produkty: $\text{CuO}$ (czarny osad) oraz $\text{H}_2\text{O}$
-
Krok 2 – Zapis równania cząsteczkowego i sprawdzenie bilansu.
Porównanie atomów po obu stronach:
- Cu: 1 = 1 ✓
- O: 2 = 1 + 1 = 2 ✓
- H: 2 = 2 ✓
Wynik – Reakcja 1.:
$$\text{Cu(OH)}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{CuO} + \text{H}_2\text{O}$$
Reakcja 2. – Roztwarzanie wodorotlenku chromu(III) w NaOH (forma jonowa skrócona)
-
Krok 1 – Zapis równania cząsteczkowego.
Wodorotlenek chromu(III) jest amfoteryczny – reaguje z mocną zasadą ($\text{NaOH}$), tworząc rozpuszczalny kompleks:
$$\text{Cr(OH)}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}[\text{Cr(OH)}_4]$$
-
Krok 2 – Identyfikacja form jonowych.
Rozkład na jony:
- $\text{Cr(OH)}_3$ – osad (słabo rozpuszczalny), pozostaje w formie cząsteczkowej
- $\text{NaOH}$ – mocna zasada, dysocjuje w pełni: $\text{Na}^+ + \text{OH}^-$
- $\text{Na}[\text{Cr(OH)}_4]$ – sól rozpuszczalna, dysocjuje w pełni: $\text{Na}^+ + [\text{Cr(OH)}_4]^-$
-
Krok 3 – Skrócenie jonów widmowych.
Jon $\text{Na}^+$ występuje po obu stronach równania – eliminujemy go jako jon widmowy.
-
Krok 4 – Zapis jonowy skrócony.
Pozostają tylko reagujące cząstki:
Wynik – Reakcja 2.:
$$\text{Cr(OH)}_3 + \text{OH}^- \rightarrow [\text{Cr(OH)}_4]^-$$
Podsumowanie
| Reakcja |
Substancja |
Równanie |
| 1. (cząsteczkowa) |
$\text{Cu(OH)}_2$ – rozkład termiczny |
$\text{Cu(OH)}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{CuO} + \text{H}_2\text{O}$ |
| 2. (jonowa skrócona) |
$\text{Cr(OH)}_3$ – roztwarzanie w NaOH |
$\text{Cr(OH)}_3 + \text{OH}^- \rightarrow [\text{Cr(OH)}_4]^-$ |