Wodorki niemetali: amoniak, chlorowodór i siarkowodór

Wodorki niemetali to związki chemiczne wodoru z niemetalem. W tym temacie omawia się trzy ważne przykłady: amoniak $NH_3$, chlorowodór $HCl$ i siarkowodór $H_2S$. W warunkach pokojowych są to bezbarwne gazy, ale różnią się zapachem, rozpuszczalnością w wodzie, odczynem roztworów i działaniem na organizm.

Wzór chemiczny informuje, z jakich atomów składa się cząsteczka i ile ich zawiera. Na przykład w cząsteczce $NH_3$ znajduje się jeden atom azotu i trzy atomy wodoru, a w $H_2S$ dwa atomy wodoru i jeden atom siarki.

Amoniak $NH_3$ jest bezbarwnym gazem o ostrym, drażniącym zapachu. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie. Jego wodny roztwór nazywa się wodą amoniakalną i ma odczyn zasadowy. Wynika to z powstawania w wodzie jonów wodorotlenkowych $OH^-$.

Amoniak można otrzymać z azotu i wodoru. Jest to reakcja syntezy:

$N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$

Amoniak ma duże znaczenie w przemyśle, między innymi przy produkcji nawozów. Jest substancją drażniącą, dlatego nie wolno wdychać go bezpośrednio ani wykonywać doświadczeń bez nadzoru.

Chlorowodór $HCl$ jest bezbarwnym, drażniącym gazem. Można go otrzymać w reakcji wodoru z chlorem:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

Po rozpuszczeniu w wodzie chlorowodór tworzy kwas solny, czyli kwas chlorowodorowy. W roztworze cząsteczki chlorowodoru rozpadają się na jony wodoru $H^+$ i chlorkowe $Cl^-$. Dlatego roztwór ten ma odczyn kwasowy i zmienia barwę wskaźników charakterystycznie dla kwasów.

Trzeba odróżniać gazowy chlorowodór od jego roztworu wodnego. Nazwa kwas solny dotyczy roztworu, a nie samego gazu. Zarówno chlorowodór, jak i kwas solny mogą działać drażniąco lub żrąco.

Siarkowodór $H_2S$ jest bezbarwnym i bardzo toksycznym gazem o zapachu zgniłych jaj. Jego wodny roztwór ma odczyn kwasowy. Zapach nie może być używany jako bezpieczny sposób rozpoznawania substancji, ponieważ przy większym stężeniu siarkowodór może szybko osłabić lub zablokować zmysł węchu.

Siarkowodór można otrzymać w reakcji siarczku metalu z kwasem, na przykład:

$FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S$

W czasie tej reakcji siarkowodór wydziela się jako gaz. Ze względu na toksyczność doświadczenia z jego otrzymywaniem wykonuje się wyłącznie w odpowiednich warunkach, pod kontrolą nauczyciela i z dobrą wentylacją.

Najważniejsze różnice między omawianymi wodorkami dotyczą zapachu i odczynu ich roztworów. Amoniak ma ostry zapach, a jego roztwór jest zasadowy. Chlorowodór jest drażniącym gazem, a jego wodny roztwór, kwas solny, ma odczyn kwasowy. Siarkowodór pachnie jak zgniłe jaja, jest bardzo toksyczny, a jego roztwór ma odczyn kwasowy.

Podczas pracy z tymi substancjami należy:

• wykonywać doświadczenia tylko według instrukcji nauczyciela;
• stosować okulary, rękawice i odpowiednią wentylację;
• nie wąchać ani nie próbować substancji;
• nie dotykać twarzy podczas doświadczenia;
• zgłosić nauczycielowi rozlanie substancji lub złe samopoczucie.

Do rozpoznawania odczynu używa się wskaźników, na przykład papierka uniwersalnego, a nie bezpośredniego kontaktu z substancją.