Zasady i wodorotlenki – dysocjacja elektrolityczna

Wodorotlenki to związki chemiczne zbudowane z metalu oraz jednej lub kilku grup wodorotlenkowych $OH^-$. Przykładowe wzory to $NaOH$, $KOH$, $Ca(OH)_2$ i $Cu(OH)_2$.

Zasadą nazywamy wodorotlenek, który rozpuszcza się w wodzie. Do zasad zaliczamy między innymi wodorotlenek sodu $NaOH$, wodorotlenek potasu $KOH$ oraz wodorotlenek wapnia $Ca(OH)_2$.

Nie każdy wodorotlenek jest zasadą. Na przykład wodorotlenek miedzi(II) $Cu(OH)_2$ jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, więc nie zaliczamy go do zasad.

Grupa wodorotlenkowa $OH^-$ ma ładunek ujemny. W wodorotlenku łączy się z dodatnim jonem metalu, czyli kationem. Jon o ładunku ujemnym nazywa się anionem.

We wzorze liczba grup $OH^-$ zależy od ładunku jonu metalu. Jon sodu $Na^+$ potrzebuje jednej grupy $OH^-$, dlatego wzór ma postać $NaOH$. Jon wapnia $Ca^{2+}$ potrzebuje dwóch grup, więc zapisujemy $Ca(OH)_2$. Jon glinu $Al^{3+}$ łączy się z trzema grupami i tworzy $Al(OH)_3$.

Nawias we wzorze $Ca(OH)_2$ oznacza, że indeks $2$ dotyczy całej grupy $OH$. Związek zawiera zatem jeden atom wapnia, dwa atomy tlenu i dwa atomy wodoru.

Dysocjacja elektrolityczna to rozpad substancji na jony pod wpływem wody. Gdy zasada rozpuszcza się w wodzie, jej cząstki rozpadają się na dodatnie jony metalu oraz ujemne jony wodorotlenkowe $OH^-$.

Dysocjację wodorotlenku sodu zapisujemy:

$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$

Wodorotlenek potasu rozpada się podobnie:

$KOH \rightarrow K^+ + OH^-$

W przypadku wodorotlenku wapnia trzeba pamiętać o dwóch grupach wodorotlenkowych:

$Ca(OH)_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2OH^-$

Współczynnik $2$ przed $OH^-$ oznacza dwa jony wodorotlenkowe. Jest potrzebny, ponieważ dodatni ładunek jonu $Ca^{2+}$ musi zostać zrównoważony przez dwa ujemne ładunki.

Elektrolit to substancja, której roztwór wodny przewodzi prąd elektryczny. Roztwory zasad przewodzą prąd, ponieważ zawierają jony mogące poruszać się w wodzie. Kationy metalu przemieszczają się w jedną stronę, a aniony $OH^-$ w drugą.

Zasady, kwasy i sole należą do elektrolitów, gdy tworzą w wodzie jony. Cząsteczki bez ładunku, takie jak cząsteczki cukru rozpuszczonego w wodzie, nie przenoszą prądu w taki sposób.

Roztwory zasad mają odczyn zasadowy, ponieważ zawierają jony $OH^-$. Ich pH jest większe niż $7$. Wskaźniki pomagają rozpoznać taki odczyn: papierek uniwersalny przyjmuje barwę niebieską lub fioletową, a fenoloftaleina malinową.

Wiele zasad, szczególnie $NaOH$ i $KOH$, jest żrących. Mogą uszkodzić skórę, oczy oraz materiały. Podczas doświadczeń należy zakładać okulary ochronne, nie dotykać substancji rękami i nie próbować ich smaku ani zapachu.

Jeżeli zasada dostanie się na skórę, trzeba natychmiast spłukiwać to miejsce dużą ilością wody i zgłosić sytuację nauczycielowi. W chemii najważniejsze jest bezpieczne wykonywanie doświadczeń i uważne odczytywanie oznaczeń na opakowaniach.