Czy mogę pokazać dziecku w domu, jak działa wodorotlenek sodu?

Nie na skórze i nie „na próbę”. Udrażniacz do rur to w dużej części czysty NaOH i potrafi oparzyć oko w kilka sekund. Bezpieczny pokaz to lektura etykiety przy zamkniętej butelce: piktogram substancji żrącej, zalecenie okularów, instrukcja płukania wodą. Zamiast doświadczenia lepiej sprawdzi się rozmowa o tym, dlaczego mydło jest śliskie, i porównanie ze zwykłym mydłem w łazience — to ta sama chemia, tylko już dokończona.

Dziecko myli liczbę grup OH we wzorze. Jak to wytłumaczyć?

Grupa OH jest zawsze jednowartościowa, więc metal bierze tyle grup, ile wynosi jego wartościowość: sód i potas po jednej (NaOH, KOH), wapń dwie (Ca(OH)_2), glin trzy (Al(OH)_3). Pomaga obrazek z rączkami: metal o wartościowości III ma trzy rączki i każda trzyma jedną grupę OH. Warto też przećwiczyć nawias — bez niego indeks dotyczy samego wodoru i wzór znaczy co innego. Dobre ćwiczenie: rodzic podaje metal i wartościowość, dziecko pisze wzór, potem na odwrót.

Po co uczyć się dwóch sposobów otrzymywania, skoro dają ten sam produkt?

Bo na sprawdzianie pytanie brzmi zwykle „z czego”, a nie „co powstanie”. Dziecko dostaje substraty i musi rozpoznać drogę: aktywny metal plus woda daje zasadę i ulatniający się wodór, a tlenek metalu plus woda daje samą zasadę, bez gazu. Ta różnica w produktach jest najczęstszym miejscem błędu — uczniowie dopisują H_2 tam, gdzie nie ma go skąd wziąć. Wystarczy pytanie kontrolne: czy wśród substratów jest wolny metal? Jeśli tak, wodór się wydzieli.

Wodorotlenki sodu i potasu

około 12 minut

W tej lekcji1/10

Udrażniacz do rur, mydło w łazience i papier w twoim zeszycie mają wspólnego przodka — biały granulat, który potrafi rozpuścić włosy w syfonie. Dziś poznasz $\mathrm{NaOH}$ i $\mathrm{KOH}$ : jak je zapisać, jak je otrzymać i dlaczego nikt nie dotyka ich palcem.

Wodorotlenek — metal plus grupa $\mathrm{OH}$

Wodorotlenek to związek metalu z grupą wodorotlenową $\mathrm{OH}$ . Grupa $\mathrm{OH}$ jest zawsze jednowartościowa, więc liczba tych grup we wzorze równa się wartościowości metalu.

Wodorotlenek glinu — trzy grupy OH, bo glin jest III-wartościowy

metal	wartościowość	wzór
sód	I	$\mathrm{NaOH}$
potas	I	$\mathrm{KOH}$
wapń	II	$\mathrm{Ca(OH)_2}$
glin	III	$\mathrm{Al(OH)_3}$

Gdy grup jest więcej niż jedna, $\mathrm{OH}$ zamykamy w nawias.

Nazwa: „wodorotlenek” + czego

Nazwa to słowo „wodorotlenek” i nazwa metalu w dopełniaczu: $\mathrm{NaOH}$ — wodorotlenek sodu, $\mathrm{KOH}$ — wodorotlenek potasu.

Wodorotlenek sodu — jeden sód, jedna grupa OH, więc bez nawiasu

Przy metalu o zmiennej wartościowości dopisujemy ją rzymską cyfrą: $\mathrm{Fe(OH)_2}$ to wodorotlenek żelaza(II), a $\mathrm{Fe(OH)_3}$ — żelaza(III). Sód i potas mają zawsze I, więc nawias jest zbędny.

Wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie nazywamy zasadami.

Dwie drogi do wodorotlenku — z metalu i z tlenku

1
Droga pierwsza: aktywny metal wrzucony do wody. Sód biega po powierzchni, syczy i wydziela wodór — w roztworze zostaje zasada.
$2\mathrm{Na} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{NaOH} + \mathrm{H_2}$
2
Potas reaguje tak samo, tylko gwałtowniej — wydzielony wodór potrafi się zapalić fioletowym płomieniem.
$2\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}$
Wskazówka
Uwaga na współczynniki: dwa atomy metalu i dwie cząsteczki wody, bo wodór ucieka jako $\mathrm{H_2}$ , czyli parami.
3
Droga druga: tlenek metalu plus woda. Tu nic nie ulatnia się z kolby, więc równanie ma tylko jeden produkt.
$\mathrm{Na_2O} + \mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{NaOH}$
4
Ten sam schemat dla potasu. Kontrola: K 2 i 2, O 2 i 2, H 2 i 2 — zgadza się.
$\mathrm{K_2O} + \mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH}$

Wszystkie kroki za Tobą!

Białe, łapczywe na wodę i śliskie

$\mathrm{NaOH}$ (soda kaustyczna) i $\mathrm{KOH}$ to białe ciała stałe — grudki albo płatki. Są higroskopijne: same wciągają parę wodną z powietrza i rozpływają się w kałużę. Bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie, a roztwór przy tym wyraźnie się ogrzewa.

Twoja kolej

Skąd bierze się śliskość roztworu $\mathrm{NaOH}$ na palcach?

Gdzie pracują i jak się z nimi obchodzić

zastosowanie	co tam robi
produkcja mydła	reaguje z tłuszczami roślinnymi i zwierzęcymi
udrażniacze rur	rozpuszcza tłuszcz i włosy w syfonie
przemysł papierniczy	rozdziela włókna drewna na masę papierniczą

Dlatego w pracowni: okulary ochronne i rękawice, zasadę dosypujemy małymi porcjami i nigdy „na oko” (roztwór się grzeje i pryska), a przy oparzeniu płuczemy bieżącą wodą kilkanaście minut i wołamy dorosłego.

Twoja kolej

Które równanie poprawnie opisuje otrzymywanie $\mathrm{KOH}$ z tlenku potasu?

Pułapka! „Skoro to nie kwas, to jest bezpieczne”

Źle: „kwasy parzą, a zasady najwyżej szczypią”.

Dobrze: stężony $\mathrm{NaOH}$ jest dla skóry groźniejszy niż wiele kwasów. Kwas ścina białko i tworzy strup, który sam hamuje dalsze wnikanie. Zasada rozpuszcza tłuszcz i białko, więc wchodzi coraz głębiej — a na starcie prawie nie boli.

Dlatego oparzenie zasadą płucze się tak długo.

Ściąga do zapamiętania

Jak zbudowany jest wodorotlenek, jak otrzymać NaOH i czym on grozi?

Wodorotlenek = metal + grupa OH; liczba grup OH = wartościowość metalu (NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Al(OH)₃). Nazwa: „wodorotlenek” + metal, przy zmiennej wartościowości rzymska cyfra. NaOH (soda kaustyczna) i KOH: białe ciała stałe, higroskopijne, świetnie rozpuszczalne, roztwór się grzeje, jest śliski (robi mydło ze skóry) i ŻRĄCY. Dwie drogi: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ oraz Na₂O + H₂O → 2NaOH. Zastosowania: mydło, udrażniacze rur, papier. Przy oparzeniu: długo płukać wodą.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Czy mogę pokazać dziecku w domu, jak działa wodorotlenek sodu?: Nie na skórze i nie „na próbę”. Udrażniacz do rur to w dużej części czysty $\mathrm{NaOH}$ i potrafi oparzyć oko w kilka sekund. Bezpieczny pokaz to lektura etykiety przy zamkniętej butelce: piktogram substancji żrącej, zalecenie okularów, instrukcja płukania wodą. Zamiast doświadczenia lepiej sprawdzi się rozmowa o tym, dlaczego mydło jest śliskie, i porównanie ze zwykłym mydłem w łazience — to ta sama chemia, tylko już dokończona.
Dziecko myli liczbę grup OH we wzorze. Jak to wytłumaczyć?: Grupa $\mathrm{OH}$ jest zawsze jednowartościowa, więc metal bierze tyle grup, ile wynosi jego wartościowość: sód i potas po jednej ( $\mathrm{NaOH}$ , $\mathrm{KOH}$ ), wapń dwie ( $\mathrm{Ca(OH)_2}$ ), glin trzy ( $\mathrm{Al(OH)_3}$ ). Pomaga obrazek z rączkami: metal o wartościowości III ma trzy rączki i każda trzyma jedną grupę $\mathrm{OH}$ . Warto też przećwiczyć nawias — bez niego indeks dotyczy samego wodoru i wzór znaczy co innego. Dobre ćwiczenie: rodzic podaje metal i wartościowość, dziecko pisze wzór, potem na odwrót.
Po co uczyć się dwóch sposobów otrzymywania, skoro dają ten sam produkt?: Bo na sprawdzianie pytanie brzmi zwykle „z czego”, a nie „co powstanie”. Dziecko dostaje substraty i musi rozpoznać drogę: aktywny metal plus woda daje zasadę i ulatniający się wodór, a tlenek metalu plus woda daje samą zasadę, bez gazu. Ta różnica w produktach jest najczęstszym miejscem błędu — uczniowie dopisują $\mathrm{H_2}$ tam, gdzie nie ma go skąd wziąć. Wystarczy pytanie kontrolne: czy wśród substratów jest wolny metal? Jeśli tak, wodór się wydzieli.

Sprawdź się!

Glin ma wartościowość III. Jaki jest wzór wodorotlenku glinu?

Które równanie poprawnie opisuje reakcję potasu z wodą?

Co jest wspólną właściwością $\mathrm{NaOH}$ i $\mathrm{KOH}$ ?

Roztwór $\mathrm{NaOH}$ prysnął uczniowi na rękę. Co zrobić najpierw?

Dlaczego $\mathrm{NaOH}$ jest głównym składnikiem udrażniaczy do rur?

Następny temat

Wodorotlenek wapnia — wapno palone i gaszone