Dziecko ma zapamiętać pięć metod naraz. Jak to uporządkować?

Nie listą, tylko pytaniem o drugi produkt. Wodór wydziela się wyłącznie wtedy, gdy z kwasem reaguje czysty metal. Woda powstaje, gdy kwas trafia na zasadę albo na tlenek metalu, a także gdy wodorotlenek pochłania tlenek niemetalu. Gdy drugiego produktu nie ma wcale, reagował metal z niemetalem. Trzy pytania zamiast pięciu regułek.

Skąd wiadomo, że akurat miedź nie reaguje z kwasem?

Z szeregu aktywności metali — tabelki z podręcznika, w której metale stoją w kolejności chęci do reakcji, a pośrodku wstawiony jest wodór. Wszystko przed wodorem (potas, sód, magnez, glin, cynk, żelazo) wypiera go z kwasów. Wszystko za nim (miedź, srebro, złoto) — nie. To jedyna rzecz w tej lekcji, którą trzeba mieć pod ręką, i wystarczy do niej zaglądać, a nie wkuwać.

Czy da się to pokazać w domu, bez odczynników?

Częściowo tak, i to na dwóch przykładach z kuchni. Ocet wlany na sodę burzy się i szumi (kwas + sól kwasu węglowego), a srebrna czy złota biżuteria leżąca w occie nie zmienia się zupełnie — to samo doświadczenie, które w lekcji tłumaczy szereg aktywności. Warto zapytać dziecko, dlaczego kwas nie rusza pierścionka: jeśli odpowie „bo srebro stoi za wodorem”, materiał jest opanowany.

Otrzymywanie soli — metale, tlenki i kwasy

około 15 minut

W tej lekcji1/11

Ten sam siarczan(VI) miedzi(II) można ugotować na kilka sposobów — jak omlet: raz z kwasu i zasady, raz z metalu, raz z tlenku. Cała sztuka polega na tym, żeby dobrać przepis do składników, które masz na półce. A miedź ma tu swój haczyk: do kwasu wrzucona, nie zrobi zupełnie nic.

Pięć przepisów na jedną sól

Sól to metal + reszta kwasowa — i można ją złożyć na pięć sposobów. Produkt wychodzi ten sam, więc wybierasz przepis pod odczynniki, które masz na półce.

nr	przepis	drugi produkt
1	kwas + zasada	woda
2	metal + kwas	wodór
3	tlenek metalu + kwas	woda
4	wodorotlenek + tlenek niemetalu	woda
5	metal + niemetal	—

Przepis 1: zobojętnianie — to już znasz

Kwas + zasada → sól + woda. Wodór z kwasu i grupa $\mathrm{OH}$ z zasady łączą się w wodę, a to, co zostaje, jest solą: $\mathrm{HCl} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCl} + \mathrm{H_2O}$ . Jonowo skrócone: $\mathrm{H}^+ + \mathrm{OH}^- \rightarrow \mathrm{H_2O}$ .

Przepis 2: metal + kwas — jedyny z wodorem

Metal + kwas → sól + wodór. Cynk wrzucony do kwasu solnego obrasta bąbelkami: $\mathrm{Zn} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{ZnCl}_2 + \mathrm{H_2}$ .

Obserwacja: z cynku unoszą się bąbelki wodoru, a blaszka miedzi leży w kwasie bez zmian

Cynk wypiera wodór z kwasu, miedź nie

Ale tylko metal aktywny wypiera wodór z kwasu. W szeregu aktywności metale stoją w kolejce według chęci do reakcji: $\mathrm{K}$ , $\mathrm{Na}$ , $\mathrm{Mg}$ , $\mathrm{Al}$ , $\mathrm{Zn}$ , $\mathrm{Fe}$ stoją przed wodorem, a $\mathrm{Cu}$ , $\mathrm{Ag}$ , $\mathrm{Au}$ — za nim. Kto stoi za wodorem, nie ma jak go wyprzeć.

Przepis 3: tlenek metalu + kwas — obejście dla leniwych metali

Tlenek metalu + kwas → sól + woda. Wapno palone rozpuszczone w kwasie azotowym(V) daje saletrę wapniową: $\mathrm{CaO} + 2\mathrm{HNO_3} \rightarrow \mathrm{Ca(NO_3)_2} + \mathrm{H_2O}$ .

Drugim produktem jest woda, nie wodór — wodór z kwasu ma tu z czym się połączyć, bo tlen przyszedł razem z metalem. Jonowo skrócone: $\mathrm{CuO} + 2\mathrm{H}^+ \rightarrow \mathrm{Cu}^{2+} + \mathrm{H_2O}$ .

Najważniejsze: ten przepis działa także dla metali, które z kwasem nie chcą reagować.

Dwa przepisy zupełnie bez kwasu

1
Przepis 4: wodorotlenek + tlenek niemetalu. Woda wapienna mętnieje od wydychanego powietrza, bo wypada z niej węglan wapnia. Tak samo wiąże zaprawa murarska: wapno gaszone chłonie tlenek węgla(IV) i twardnieje na kamień.
$\mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{CaCO}_3 + \mathrm{H_2O}$
2
Przepis 5: metal + niemetal. Daje sole beztlenowe. Opiłki żelaza ogrzane z siarką dają siarczek żelaza(II) — reakcja, gdy raz ruszy, grzeje się już sama.
$\mathrm{Fe} + \mathrm{S} \rightarrow \mathrm{FeS}$
3
Rozpoznawanie po drugim produkcie: wodór to zawsze przepis 2, woda — przepis 1, 3 albo 4, a sama sól bez niczego więcej — przepis 5.
Wskazówka
Drugi produkt jest jak paragon: mówi, którym przepisem sól została zrobiona.

Wszystkie kroki za Tobą!

Zadanie: siarczan(VI) miedzi(II), a miedź nie reaguje z kwasem

1
Odruch pierwszy: przepis 2, blaszka miedzi do rozcieńczonego kwasu siarkowego(VI). Sprawdzamy szereg aktywności — miedź stoi za wodorem, więc nie wyprze go z kwasu.
$\mathrm{Cu} + \mathrm{H_2SO_4}\ (\text{rozc.}) \rightarrow \text{reakcja nie zachodzi}$
2
Skoro metal jest za leniwy, robimy z niego tlenek. Blaszka ogrzewana w powietrzu czernieje — to tlenek miedzi(II).
$2\mathrm{Cu} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{CuO}$
3
Obserwacja: czarny proszek znika, a roztwór barwi się na niebiesko
Czarny tlenek miedzi(II) w kwasie siarkowym(VI)
Teraz przepis 3: czarny tlenek wrzucony do kwasu siarkowego(VI) rozpuszcza się, a roztwór robi się niebieski.
$\mathrm{CuO} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{CuSO}_4 + \mathrm{H_2O}$
Wskazówka
Ten sam niebieski roztwór, w którym gwóźdź obrastał miedzią na lekcji o reakcjach wymiany.
4
Wniosek do zapamiętania: metal nieaktywny wchodzi do soli okrężną drogą — przez swój tlenek. Dla cynku obejście jest zbędne, bo cynk reaguje z kwasem wprost.
$\mathrm{Cu} \rightarrow \mathrm{CuO} \rightarrow \mathrm{CuSO}_4$

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

W czterech probówkach zachodzą reakcje. W której zobaczysz bąbelki wodoru?

Pułapka! „Każdy metal + kwas = wodór”

Źle: $\mathrm{Cu} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{CuCl}_2 + \mathrm{H_2}$ — równanie ładne, tylko taka reakcja nigdy nie zachodzi.

Twoja kolej

Uzupełnij produkty: $\mathrm{CaO} + 2\mathrm{HNO_3} \rightarrow$ ?

Ściąga do zapamiętania

Jakie są sposoby otrzymywania soli i po czym je rozpoznać?

Pięć przepisów: (1) kwas + zasada → sól + woda, (2) metal + kwas → sól + WODÓR, (3) tlenek metalu + kwas → sól + woda, (4) wodorotlenek + tlenek niemetalu → sól + woda (Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O), (5) metal + niemetal → sól beztlenowa. Drugi produkt zdradza przepis: wodór to zawsze (2), woda — (1), (3) lub (4), sama sól — (5). Przepis 2 działa TYLKO dla metali aktywnych, czyli stojących w szeregu aktywności przed wodorem; miedź, srebro i złoto stoją za nim i z kwasami nie reagują. Metal nieaktywny wprowadzamy do soli przez tlenek: Cu → CuO → CuSO₄.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Dziecko ma zapamiętać pięć metod naraz. Jak to uporządkować?: Nie listą, tylko pytaniem o drugi produkt. Wodór wydziela się wyłącznie wtedy, gdy z kwasem reaguje czysty metal. Woda powstaje, gdy kwas trafia na zasadę albo na tlenek metalu, a także gdy wodorotlenek pochłania tlenek niemetalu. Gdy drugiego produktu nie ma wcale, reagował metal z niemetalem. Trzy pytania zamiast pięciu regułek.
Skąd wiadomo, że akurat miedź nie reaguje z kwasem?: Z szeregu aktywności metali — tabelki z podręcznika, w której metale stoją w kolejności chęci do reakcji, a pośrodku wstawiony jest wodór. Wszystko przed wodorem (potas, sód, magnez, glin, cynk, żelazo) wypiera go z kwasów. Wszystko za nim (miedź, srebro, złoto) — nie. To jedyna rzecz w tej lekcji, którą trzeba mieć pod ręką, i wystarczy do niej zaglądać, a nie wkuwać.
Czy da się to pokazać w domu, bez odczynników?: Częściowo tak, i to na dwóch przykładach z kuchni. Ocet wlany na sodę burzy się i szumi (kwas + sól kwasu węglowego), a srebrna czy złota biżuteria leżąca w occie nie zmienia się zupełnie — to samo doświadczenie, które w lekcji tłumaczy szereg aktywności. Warto zapytać dziecko, dlaczego kwas nie rusza pierścionka: jeśli odpowie „bo srebro stoi za wodorem”, materiał jest opanowany.

Sprawdź się!

Który z tych metali NIE zareaguje z kwasem solnym?

Co powstaje w reakcji $\mathrm{CuO} + \mathrm{H_2SO_4}$ ?

Jak otrzymać siarczan(VI) miedzi(II), skoro miedź nie reaguje z kwasem?

Które równanie przedstawia metodę „tlenek metalu + kwas”?

Dlaczego srebrna biżuteria zanurzona w occie nie rozpuszcza się?

Następny temat

Reakcje strąceniowe. Tabela rozpuszczalności