NexTutor
Dział CHE.1.5›Wodorki i wodorotlenki
CHE.1.5.3

Wodorki i wodorotlenki

Sklasyfikuj wodorki (kwasowe, zasadowy, obojętne) i wodorotlenki (zasadowe, amfoteryczne); napisz równania ich otrzymywania i reakcji.

CHEMIA CKEWodorkiWodorotlenkiAmfoteryczność⏱ ~35 min
⏱ ~35 min
Wodorki i wodorotlenki
1

Po tej lekcji będziesz umieć

1

Sklasyfikować wodorki

Kwasowe, zasadowe, obojętne oraz jonowe wodorki metali (jon H−).

2

Określić stopień utlenienia wodoru

+I w związkach z niemetalami, −I w wodorkach metali.

3

Wymienić metody otrzymywania wodorotlenków

Aktywny metal + woda, tlenek zasadowy + woda, strącanie.

4

Powiązać rozpuszczalność z metodą otrzymywania

Rozpuszczalne — z metalu/tlenku; trudno rozpuszczalne — strąceniowo.

5

Rozpoznać wodorotlenki amfoteryczne

Al(OH)3, Zn(OH)2 — reakcja z kwasem i z nadmiarem zasady (hydroksokompleks).

2

Po co Ci to na maturze?

Wodorki i wodorotlenki spinają charakter chemiczny z jonami H− i OH−. CKE każe określić stopień utlenienia wodoru, napisać reakcję wodorku z wodą, dobrać metodę otrzymywania wodorotlenku oraz zapisać reakcje amfoteryczne — cząsteczkowo i jonowo skrócone.

Punktacja CKE

Punkty przyznaje się osobno za: stopień utlenienia H, poprawną metodę otrzymywania (z uzasadnieniem rozpuszczalnością), równanie cząsteczkowe oraz jonowe skrócone. Reakcja amfoteryczna wymaga wskazania **nadmiaru** mocnej zasady.

Jak CKE pyta o ten temat?

„Podaj stopień utlenienia H", „napisz reakcję wodorku z wodą", „dobierz metodę otrzymywania wodorotlenku", „zapisz reakcje Al(OH)3".

Na co uważać w zadaniu?

Na jon wodorkowy H− (wodorki metali), rozpuszczalność wodorotlenku i nadmiar zasady przy amfoteryczności.

Najczęstsza pułapka

NH3 to wodorek niemetalu, ale daje **odczyn zasadowy**; a Cu(OH)2 otrzymasz tylko strąceniowo, nie z metalu i wody.

3

Intuicja chemiczna

Wodorki różnią się charakterem, bo wodór może występować w różnych środowiskach elektronowych. W wodorkach metali ma stopień utlenienia −I i tworzy jon wodorkowy H−, a w związkach z niemetalami najczęściej +I. Wodorotlenki zawierają jon OH−, ale ich charakter i sposób otrzymywania zależą od kationu metalu i rozpuszczalności związku.

Stopień utlenienia wodoru: +I lub −I

W większości związków (HCl, NH3, H2O) wodór ma +I. W wodorkach metali (NaH, CaH2) ma −I i występuje jako jon H−. To odróżnia HCl (H związany z elektroujemnym Cl) od NaH (H jako anion wodorkowy).

Słownictwo

Wielkości, symbole i zależności

ElementSymbol / zapisZnaczenie
jon wodorkowyH−występuje w jonowych wodorkach metali
jon wodorotlenkowyOH−odpowiada za zasadowy charakter roztworu
stopień utlenienia H+I lub −Izależy od rodzaju związku
rozpuszczalność—decyduje o metodzie otrzymywania wodorotlenku
osad↓trudno rozpuszczalny produkt (strącanie)
hydroksokompleksnp. [Al(OH)4]−produkt reakcji amfoterycznego wodorotlenku z nadmiarem zasady
5

Modele, założenia i reguły

  1. Rozpoznaj, czy związek jest wodorkiem, czy wodorotlenkiem.
  2. Dla wodorku ustal typ pierwiastka połączonego z H (metal / niemetal).
  3. Wyznacz stopień utlenienia wodoru (+I lub −I).
  4. Sprawdź reakcję wodorku z wodą (hydroliza wodorku metalu).
  5. Oceń odczyn roztworu i charakter (kwasowy / zasadowy / obojętny).
  6. Dla wodorotlenku określ rozpuszczalność.
  7. Dobierz metodę otrzymywania (metal+woda / tlenek+woda / strącanie).
  8. Sprawdź reakcję z kwasem.
  9. Sprawdź reakcję z nadmiarem mocnej zasady.
  10. Rozpoznaj charakter zasadowy lub amfoteryczny.
  11. Zapisz równanie cząsteczkowe i, jeśli możliwe, jonowe skrócone.
6

Wodorki i wodorotlenki — mapa decyzyjna

Dwie ścieżki: wodorek (wzór → metal/niemetal → stopień utlenienia H → reakcja z wodą → odczyn → charakter) oraz wodorotlenek (wzór → rozpuszczalność → metoda otrzymywania → reakcja z kwasem → reakcja z nadmiarem zasady → charakter). Główna figura łączy obie ścieżki:

Wodorki i wodorotlenki — charakter chemiczny, otrzymywanie i amfoteryczność: NaH/NH₃/HCl/CH₄, trzy metody otrzymywania wodorotlenków, Al(OH)₃ z kwasem i nadmiarem zasady, hydroksokompleksOtwórz figurę w nowej karcie ⤢

Wodorek metalu (jonowy)

NaH, CaH2 — H na −I; z wodą: NaH + H2O → NaOH + H2↑.

Wodorek niemetalu — zasadowy

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH− (odczyn zasadowy).

Wodorek niemetalu — kwasowy

HCl(aq) → H3O+ + Cl−; H2S(aq) słaby kwas.

Wodorek obojętny

CH4 — w typowych warunkach nie reaguje z wodą.

Wodorotlenek rozpuszczalny

z metalu i wody (2Na + 2H2O → 2NaOH + H2) lub tlenku (CaO + H2O → Ca(OH)2).

Wodorotlenek trudno rozpuszczalny

strąceniowo — Fe3+ + 3OH− → Fe(OH)3↓.

7

Teoria: stopień utlenienia H, rozpuszczalność i amfoteryczność

Stopień utlenienia wodoru odróżnia dwie grupy wodorków: w wodorkach metali (NaH, CaH2) H ma −I i jest jonem H−; w związkach z niemetalami (HCl, NH3, CH4) H ma +I. Reakcję wodorku metalu z wodą nazywamy hydrolizą wodorku: CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑.

Nie każdy tlenek zasadowy reaguje z wodą. Ca(OH)2 i NaOH otrzymasz z tlenku i wody (CaO, Na2O reagują), ale CuO i Fe2O3 nie reagują z wodą — odpowiednie wodorotlenki otrzymuje się strąceniowo.

Rozpuszczalność decyduje o metodzie otrzymywania:

WodorotlenekRozpuszczalnośćMetoda otrzymywania
NaOH, KOHdobrze rozpuszczalneaktywny metal + woda
Ca(OH)2umiarkowanietlenek + woda (CaO + H2O)
Fe(OH)3, Cu(OH)2trudno rozpuszczalnestrącanie (sól + mocna zasada)

Amfoteryczność wymaga nadmiaru zasady. Al(OH)3 i Zn(OH)2 reagują i z kwasem, i z nadmiarem mocnej zasady, tworząc hydroksokompleks:

  • Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O;
  • Al(OH)3 + OH− → [Al(OH)4]− (nadmiar NaOH).

Nazwa substancji ≠ nazwa roztworu

HCl(g) to chlorowodór; kwasowy charakter (kwas chlorowodorowy) dotyczy roztworu wodnego. H2S(g) to siarkowodór; kwas siarkowodorowy to jego roztwór. Zawsze rozróżniaj substancję od roztworu.

8

Solver: wodorek i wodorotlenek

1

WODOREK: ustal metal czy niemetal

przy H
2

Wyznacz stopień utlenienia H

metal → −I, niemetal → zwykle +I
3

Zapisz reakcję z wodą i odczyn

hydroliza wodorku / dysocjacja
4

Przypisz charakter

kwasowy / zasadowy / obojętny
5

WODOROTLENEK: określ rozpuszczalność

rozpuszczalny / trudno rozpuszczalny
6

Dobierz metodę otrzymywania

metal+woda / tlenek+woda / strącanie
7

Sprawdź reakcję z kwasem i z nadmiarem zasady

amfoteryczny reaguje z obiema
8

Zapisz równanie cząsteczkowe i jonowe skrócone

hydroksokompleks przy amfoterycznych

Przykład

Doświadczenie: amfoteryczność Al(OH)₃

Cel: wykazać, że Al(OH)3 reaguje i z kwasem, i z nadmiarem zasady.

Odczynniki: roztwór soli glinu (np. AlCl3), NaOH, HCl.

Procedura:

  1. Do roztworu soli glinu dodawaj NaOH kroplami — powstaje biały, galaretowaty osad Al(OH)3.
  2. Podziel osad na dwie próbki.
  3. Do pierwszej dodaj HCl; do drugiej dodaj nadmiar NaOH.

Obserwacja: osad rozpuszcza się zarówno w kwasie, jak i w nadmiarze zasady.

Równania:

  • Al3+ + 3OH− → Al(OH)3↓;
  • Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O;
  • Al(OH)3 + OH− → [Al(OH)4]−.

Wniosek: Al(OH)3 ma charakter amfoteryczny — rozpuszcza się w kwasie i w nadmiarze mocnej zasady.

Bezpieczeństwo: NaOH i HCl są żrące; pracuj w okularach i rękawicach, dodawaj odczynniki małymi porcjami.
10

Przykład rozwiązany — NaH, NH₃ i CH₄

Zadanie. Porównaj NaH, NH3 i CH4: stopień utlenienia H, reakcję z wodą i charakter.

Rozwiązanie krok po kroku

NaH — stopień utlenienia H−I (wodorek jonowy, jon H⁻)
Reakcja NaH z wodąNaH + H₂O → NaOH + H₂↑ (hydroliza wodorku, odczyn zasadowy)
NH3 — stopień utlenienia H+I (wodorek niemetalu)
Reakcja NH3 z wodąNH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ (odczyn zasadowy)
CH4 — stopień utlenienia H+I (wodorek niemetalu)
Reakcja CH4 z wodąbrak w typowych warunkach → charakter obojętny
Wniosekdwa różne mechanizmy odczynu zasadowego (H⁻ vs OH⁻ z równowagi)

Dwie drogi do odczynu zasadowego

NaH daje zasadowy roztwór, bo jon H− reaguje z wodą, wydzielając H2 i tworząc OH−. NH3 daje zasadowy roztwór, bo wiąże proton wody, uwalniając OH−. Różne mechanizmy, ten sam efekt.

11

Mini-praktyka CKE

Poziom: PP + PRCzas: 15–18 minUmiejętność: wodorki, wodorotlenki, amfoteryczność, jonowe skrócone
1

Podaj stopień utlenienia H w NaH.

Pokaż odpowiedź

Model. −I — NaH to wodorek jonowy metalu, wodór występuje jako jon wodorkowy H−.

2

Zapisz reakcję CaH2 z wodą.

Pokaż odpowiedź

Model. CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑ (hydroliza wodorku, wydziela się wodór, odczyn zasadowy).

3

Wyjaśnij zasadowy charakter roztworu amoniaku.

Pokaż odpowiedź

Model. NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH− — amoniak wiąże proton wody, uwalniając jony OH−, które nadają odczyn zasadowy.

4

Zapisz równanie otrzymywania Ca(OH)2 z CaO.

Pokaż odpowiedź

Model. CaO + H2O → Ca(OH)2 (tlenek zasadowy + woda; Ca(OH)2 jest dostatecznie rozpuszczalny).

5

Zapisz jonowe równanie strącania Fe(OH)3.

Pokaż odpowiedź

Model. Fe3+ + 3OH− → Fe(OH)3↓ (brunatny osad; Fe(OH)3 trudno rozpuszczalny → metoda strąceniowa).

6

Wyjaśnij, dlaczego Al(OH)3 jest amfoteryczny.

Pokaż odpowiedź

Model. Reaguje i z kwasem (Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O), i z nadmiarem zasady (Al(OH)3 + OH− → [Al(OH)4]−) — dlatego jest amfoteryczny.

7

Zapisz reakcję Al(OH)3 z nadmiarem NaOH.

Pokaż odpowiedź

Model. Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]; jonowo: Al(OH)3 + OH− → [Al(OH)4]− (tetrahydroksoglinian). Konieczny nadmiar mocnej zasady.

8

Dobierz metodę otrzymywania Cu(OH)2 i uzasadnij ją rozpuszczalnością.

Pokaż odpowiedź

Model. Strąceniowo: Cu2+ + 2OH− → Cu(OH)2↓ (niebieski osad). Cu(OH)2 jest trudno rozpuszczalny, a miedź jest mało aktywna — nie da się go otrzymać z metalu/tlenku i wody.

12

Częste błędy

Zawsze przypisuję wodorowi +I.

W wodorkach metali (NaH, CaH2) wodór ma −I (jon H−).

Uważam NH3 za związek kwasowy.

NH3 daje odczyn zasadowy (uwalnia OH−), mimo że to wodorek niemetalu.

Otrzymuję każdy wodorotlenek z metalu i wody.

Trudno rozpuszczalne (Cu(OH)2, Fe(OH)3) — tylko strąceniowo.

Zakładam, że każdy tlenek zasadowy reaguje z wodą.

CuO, Fe2O3 nie reagują z wodą.

Pomijam nadmiar zasady przy amfoteryczności.

[Al(OH)4]− powstaje dopiero z nadmiarem mocnej zasady.

Mylę substancję z roztworem.

HCl(g) to chlorowodór; kwas chlorowodorowy to roztwór wodny.

Pokaż więcej błędów (1)

Nie skracam jonów obserwatorów.

W jonowym skróconym zostają tylko cząstki reagujące.

13

Powtórka w 30 sekund

Stopień utlenienia H

+I lub −I (metal → −I)

Wodorek metalu + woda

→ wodorotlenek + H2↑

Wodorotlenek rozpuszczalny

metal/tlenek + woda

Trudno rozpuszczalny

strącanie (sól + OH−)

Amfoteryczny

kwas i nadmiar zasady → [Al(OH)4]−

Jeśli zapamiętasz jedno

Stopień utlenienia wodoru (+I lub −I) i jon H− klasyfikują wodorki; rozpuszczalność wybiera metodę otrzymywania wodorotlenku, a amfoteryczny reaguje i z kwasem, i z nadmiarem mocnej zasady.

14

Kluczowe pojęcia

Wodorek

Związek wodoru z pierwiastkiem; charakter zależy od typu pierwiastka.

kwasowy/zasadowy/obojętny

Jon wodorkowy

Anion H− w jonowych wodorkach metali (H na −I).

H na −I

Wodorotlenek

Związek metalu z grupą OH−; charakter zasadowy lub amfoteryczny.

metal + OH−

Amfoteryczność

Zdolność reakcji z kwasem i z nadmiarem zasady, np. Al(OH)3, Zn(OH)2.

kwas i zasada

Hydroksokompleks

Produkt reakcji amfoterycznego wodorotlenku z nadmiarem zasady, np. [Al(OH)4]−.

Reakcja strąceniowa

Otrzymywanie trudno rozpuszczalnego wodorotlenku jako osadu (sól + OH−).

Hydroliza wodorku

Reakcja wodorku metalu z wodą, dająca wodorotlenek i H2.

Rozpuszczalność

Cecha decydująca o wyborze metody otrzymywania wodorotlenku.

15

Sprawdź się i przećwicz

Utrwal stopień utlenienia H, jon H⁻, trzy metody otrzymywania wodorotlenków, powiązanie z rozpuszczalnością oraz amfoteryczność Al(OH)₃ — a potem sprawdź się jak na egzaminie.

15–30 min

Sprawdzian z lekcji

Zadania: stopień utlenienia H, reakcja wodorku z wodą, dobór metody otrzymywania, reakcje amfoteryczne (cząsteczkowo i jonowo).

Zrób sprawdzian
krok po kroku

Zbiór zadań z chemii

Więcej zadań krok po kroku: wodorki metali, strącanie wodorotlenków, hydroksokompleksy, dobór metody wg rozpuszczalności.

Otwórz zbiór zadań
120–180 min

Matura próbna z chemii

Pełny arkusz w trybie maturalnym z chemii.

Otwórz maturę próbną

Powtórka do matury

Ten temat na maturze

Repetytorium: Chemia nieorganiczna
16

Źródła, format CKE i materiały ZPE

Podstawa programowa MEN

MEN 2023 / wodorki i wodorotlenki

Chemia, dział o wodorkach i wodorotlenkach — klasyfikacja wodorków, stopień utlenienia wodoru, metody otrzymywania wodorotlenków oraz wodorotlenki amfoteryczne i hydroksokompleksy.

Format CKE

matura PP+PR / wodorotlenki

Zadania: stopień utlenienia H, reakcja wodorku z wodą, dobór metody otrzymywania (rozpuszczalność), reakcje Al(OH)₃ z kwasem i nadmiarem zasady, jonowo skrócone.

wodorkiwodorotlenkistopień utlenieniaamfoterycznośćhydroksokompleksmatura chemia

Źródła: MEN — podstawa programowa (wodorki i wodorotlenki); CKE — informator maturalny i arkusze (otrzymywanie i reakcje wodorotlenków); ZPE — Wodorotlenki — budowa i otrzymywanie, Badanie charakteru chemicznego wodorotlenków, Jak powstają hydroksokompleksy?.

W tej lekcji

Postęp:6%
Zbiór zadańkrok po kroku Matura próbnaarkusz
← Poprzednia lekcjaNastępna lekcja →