Dziecko poprawnie zapisuje HCl, a myli się przy H_2SO_4. Dlaczego?

Bo przy jednym wodorze nie widać, że liczba z przodu i liczba u góry to dwie różne informacje. Warto poprosić o przeczytanie równania słowami: „dwa kationy wodoru, każdy o ładunku jeden plus, i jeden anion o ładunku dwa minus”. Kto to wypowie, przestaje mylić współczynnik z ładunkiem.

Da się sprawdzić zapis bez zaglądania do odpowiedzi?

Tak, i to dwoma rachunkami. Po pierwsze liczba atomów: tyle samo wodoru, siarki i tlenu po obu stronach strzałki. Po drugie bilans ładunków: cząsteczka po lewej jest obojętna, więc plusy i minusy po prawej muszą znieść się do zera. Jeśli któryś rachunek nie wychodzi, równanie jest błędne — bez sprawdzania w zeszycie.

Po co uczyć się dysocjacji, skoro wystarczy zapamiętać wzory kwasów?

Bo cała dalsza chemia dzieje się w roztworach, a tam nie ma już cząsteczek — są jony. Reakcje zobojętniania, wzory soli, skala pH i elektroliza opierają się na tym samym H^+. Uczeń, który rozumie dysocjację, wyprowadzi te tematy sam; bez niej musi zapamiętywać każdą reakcję osobno.

Dysocjacja jonowa kwasów

około 12 minut

W tej lekcji1/10

Ocet, sok z cytryny i woda z akumulatora smakują (albo parzą) zupełnie inaczej, a mimo to każde z nich zabarwi ten sam papierek na czerwono. Dziś zobaczysz, dlaczego wszystkie kwasy zachowują się tak samo — bo w wodzie każdy wypuszcza ten sam jon.

Kwas działa dopiero w wodzie

Bezwodny chlorowodór ani stężony, bezwodny kwas nic nie zabarwią. Dopiero w wodzie cząsteczki kwasu rozpadają się na jony — i to jony, a nie całe cząsteczki, robią całą chemię.

Chlorowodór przed rozpadem — w wodzie ta jedna kreska pęka

Ten rozpad nazywamy dysocjacją jonową (inaczej elektrolityczną). Z każdego kwasu powstają dwa rodzaje jonów: kation wodoru $\mathrm{H}^+$ oraz anion reszty kwasowej.

Ile wodorów odejdzie, taki ładunek zostaje

kwas	kationy	anion reszty kwasowej
$\mathrm{HCl}$	$\mathrm{H}^+$	$\mathrm{Cl}^-$ (chlorkowy)
$\mathrm{H_2SO_4}$	$2\mathrm{H}^+$	$\mathrm{SO_4}^{2-}$ (siarczanowy(VI))
$\mathrm{H_3PO_4}$	$3\mathrm{H}^+$	$\mathrm{PO_4}^{3-}$ (fosforanowy(V))

Reguła. Każdy odchodzący wodór zabiera ze sobą jeden plus, więc reszcie kwasowej zostaje dokładnie tyle minusów, ile wodorów odeszło.

Zapisujemy równanie dysocjacji

1
Kwas solny ma w cząsteczce jeden atom wodoru — oddaje jeden kation, a reszta $\mathrm{Cl}^-$ przejmuje jego ładunek.
$\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{H}^+ + \mathrm{Cl}^-$
Wskazówka
Przeczytaj to na głos: „cząsteczka chlorowodoru dysocjuje na kation wodoru i anion chlorkowy”. Równanie to zdanie — strzałka jest w nim czasownikiem.
2
Kwas siarkowy(VI) ma dwa atomy wodoru. Odchodzą jako DWA osobne kationy, a reszta zabiera oba ładunki naraz.
$\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow 2\mathrm{H}^+ + \mathrm{SO_4}^{2-}$
3
Kwas fosforowy(V) oddaje trzy wodory, i to po jednym, w trzech etapach. W klasie 8 wystarczy zapis sumaryczny.
$\mathrm{H_3PO_4} \rightarrow 3\mathrm{H}^+ + \mathrm{PO_4}^{3-}$
4
Kontrola: cząsteczka po lewej była obojętna, więc ładunki po prawej muszą się znieść do zera. Jeśli nie wychodzi, zapis jest zły.
$3 \cdot (1+) + 1 \cdot (3-) = 0$

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

Który zapis poprawnie przedstawia dysocjację kwasu siarkowego(VI)?

Jeden wspólny jon, wspólne właściwości

Kwasy różnią się resztą kwasową, ale w każdej szklance pływa ten sam $\mathrm{H}^+$ . Dlatego wszystkie mają te same trzy cechy: kwaśny smak, barwienie wskaźników (oranż metylowy na czerwono) i reakcję z metalami, z której uchodzi wodór.

Z zasadami jest lustrzanie: $\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na}^+ + \mathrm{OH}^-$ . Tam wspólnym jonem jest $\mathrm{OH}^-$ i to on daje zasadom ich wspólne właściwości.

Ponadprogramowo: kwasy mocne i słabe

To już materiał liceum. Na egzaminie ósmoklasisty nikt o ten podział nie zapyta — warto go jednak zobaczyć, bo tłumaczy, czemu woda sodowa jest nieszkodliwa, a kwas z akumulatora parzy.

Kwas węglowy — słaby, więc w wodzie wiele cząsteczek zostaje w całości

kwasy	co dzieje się w wodzie
mocne: $\mathrm{HCl}$ , $\mathrm{H_2SO_4}$ , $\mathrm{HNO_3}$	dysocjują całkowicie — prawie żadna cząsteczka nie zostaje w całości
słabe: $\mathrm{H_2CO_3}$ , $\mathrm{H_2S}$	dysocjuje tylko część cząsteczek, reszta pływa nierozłożona

Tyle samo kwasu, a inny skutek: im więcej uwolnionych $\mathrm{H}^+$ , tym mocniej roztwór działa jak kwas.

Twoja kolej

W roztworze którego kwasu obok jonów pływa mnóstwo całych, niezdysocjowanych cząsteczek?

Pułapka! Dwójka z przodu to nie ładunek

Źle: w $\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow 2\mathrm{H}^+ + \mathrm{SO_4}^{2-}$ dwójka przed $\mathrm{H}^+$ znaczy, że kation wodoru ma ładunek $2+$ .

Dobrze: liczba przed symbolem to LICZBA jonów — powstają dwa kationy, każdy o ładunku $1+$ . Liczba u góry z prawej to ŁADUNEK — i ma go tu tylko reszta kwasowa: $\mathrm{SO_4}^{2-}$ , czyli $2-$ .

Kation wodoru zawsze ma $1+$ . Jon $\mathrm{H}^{2+}$ nie istnieje.

Ściąga do zapamiętania

Na co i dlaczego rozpada się kwas w wodzie?

Dysocjacja jonowa to rozpad kwasu w wodzie na kation wodoru $\mathrm{H}^+$ i anion reszty kwasowej: $\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{H}^+ + \mathrm{Cl}^-$ , $\mathrm{H_2SO_4} \rightarrow 2\mathrm{H}^+ + \mathrm{SO_4}^{2-}$ , $\mathrm{H_3PO_4} \rightarrow 3\mathrm{H}^+ + \mathrm{PO_4}^{3-}$ . Ile wodorów odejdzie, tyle minusów zostaje reszcie — ładunki muszą sumować się do zera. Wspólny jon $\mathrm{H}^+$ daje wszystkim kwasom te same właściwości (kwaśny smak, barwa wskaźników, reakcja z metalami), tak jak $\mathrm{OH}^-$ zasadom.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Dziecko poprawnie zapisuje $\mathrm{HCl}$ , a myli się przy $\mathrm{H_2SO_4}$ . Dlaczego?: Bo przy jednym wodorze nie widać, że liczba z przodu i liczba u góry to dwie różne informacje. Warto poprosić o przeczytanie równania słowami: „dwa kationy wodoru, każdy o ładunku jeden plus, i jeden anion o ładunku dwa minus”. Kto to wypowie, przestaje mylić współczynnik z ładunkiem.
Da się sprawdzić zapis bez zaglądania do odpowiedzi?: Tak, i to dwoma rachunkami. Po pierwsze liczba atomów: tyle samo wodoru, siarki i tlenu po obu stronach strzałki. Po drugie bilans ładunków: cząsteczka po lewej jest obojętna, więc plusy i minusy po prawej muszą znieść się do zera. Jeśli któryś rachunek nie wychodzi, równanie jest błędne — bez sprawdzania w zeszycie.
Po co uczyć się dysocjacji, skoro wystarczy zapamiętać wzory kwasów?: Bo cała dalsza chemia dzieje się w roztworach, a tam nie ma już cząsteczek — są jony. Reakcje zobojętniania, wzory soli, skala pH i elektroliza opierają się na tym samym $\mathrm{H}^+$ . Uczeń, który rozumie dysocjację, wyprowadzi te tematy sam; bez niej musi zapamiętywać każdą reakcję osobno.

Sprawdź się!

Na jakie jony dysocjuje w wodzie $\mathrm{HCl}$ ?

Ile kationów wodoru powstaje z jednej cząsteczki $\mathrm{H_2SO_4}$ ?

Co sprawia, że wszystkie kwasy barwią oranż metylowy na czerwono?

Który zapis poprawnie przedstawia dysocjację jonową kwasu azotowego(V)?

W równaniu $\mathrm{H_3PO_4} \rightarrow 3\mathrm{H}^+ + \mathrm{PO_4}^{3-}$ co oznacza trójka stojąca PRZED $\mathrm{H}^+$ ?

Następny temat

Skala pH. Kwaśne opady