Zajmiemy się teraz uzupełnianiem tabeli ze wzorami sumarycznymi kwasów. Kwasy to związki chemiczne, które w roztworach wodnych dysocjują na kationy wodoru (H+) i aniony reszty kwasowej. Wzór sumaryczny kwasu informuje nas o liczbie atomów każdego pierwiastka w cząsteczce kwasu. Zrozumienie zasad tworzenia wzorów sumarycznych jest kluczowe w chemii.
Zanim przejdziemy do konkretnych przykładów, przypomnijmy sobie kilka podstawowych pojęć. Wartościowość to liczba wiązań, jakie dany atom tworzy z innymi atomami. W kwasach, wodór ma zawsze wartościowość I. Reszta kwasowa ma wartościowość wynikającą z liczby atomów wodoru, które zostały od niej oderwane. Zatem, żeby poprawnie zapisać wzór kwasu, musimy uwzględnić wartościowość reszty kwasowej.
Kwasy beztlenowe
Kwasy beztlenowe składają się z atomów wodoru i atomów niemetalu. Nazwa kwasu tworzona jest od nazwy niemetalu z dodaniem przedrostka "kwas" i przyrostka "-owodorowy". Na przykład, kwas chlorowodorowy. Wzór ogólny kwasu beztlenowego to HxX, gdzie X to niemetal, a x to jego wartościowość.
Przykłady kwasów beztlenowych
Kwas fluorowodorowy (HF): Fluor (F) leży w grupie 17 (VIIA) układu okresowego i ma wartościowość I. Wzór sumaryczny to po prostu HF. Warto zapamiętać, że fluor jest bardzo reaktywny.
Kwas chlorowodorowy (HCl): Chlor (Cl) także leży w grupie 17 (VIIA) i ma wartościowość I. Wzór sumaryczny to HCl. Roztwór wodny HCl to kwas solny, używany np. w żołądku do trawienia.
Kwas bromowodorowy (HBr): Brom (Br), podobnie jak chlor i fluor, ma wartościowość I. Wzór sumaryczny to HBr. Kwasy bromowodorowy i jodowodorowy są mocniejszymi kwasami niż kwas chlorowodorowy.
Kwas jodowodorowy (HI): Jod (I) ma wartościowość I. Wzór sumaryczny to HI. Jest to jeden z najmocniejszych kwasów beztlenowych.
Kwas siarkowodorowy (H2S): Siarka (S) leży w grupie 16 (VIA) i ma wartościowość II. Wzór sumaryczny to H2S. Kwas siarkowodorowy ma charakterystyczny zapach zgniłych jaj.
Kwasy tlenowe
Kwasy tlenowe składają się z atomów wodoru, atomów tlenu i atomów niemetalu. Wzór ogólny to HxXOy, gdzie X to niemetal, x to liczba atomów wodoru, a y to liczba atomów tlenu. Nazwa kwasu zależy od wartościowości niemetalu tworzącego resztę kwasową.
Przykłady kwasów tlenowych
Kwas azotowy(V) (HNO3): Azot (N) ma wartościowość V. Reszta kwasowa NO3- ma wartościowość I (ponieważ kwas ma jeden atom wodoru). Wzór sumaryczny to HNO3. Kwas azotowy(V) jest silnym utleniaczem.
Kwas azotowy(III) (HNO2): Azot (N) ma wartościowość III. Reszta kwasowa NO2- ma wartościowość I. Wzór sumaryczny to HNO2. Kwas azotowy(III) jest mniej trwały niż kwas azotowy(V).
Kwas siarkowy(VI) (H2SO4): Siarka (S) ma wartościowość VI. Reszta kwasowa SO42- ma wartościowość II (ponieważ kwas ma dwa atomy wodoru). Wzór sumaryczny to H2SO4. Kwas siarkowy(VI) jest bardzo ważnym kwasem przemysłowym.
Kwas siarkowy(IV) (H2SO3): Siarka (S) ma wartościowość IV. Reszta kwasowa SO32- ma wartościowość II. Wzór sumaryczny to H2SO3. Kwas siarkowy(IV) powstaje w wyniku rozpuszczania dwutlenku siarki w wodzie.
Kwas fosforowy(V) (H3PO4): Fosfor (P) ma wartościowość V. Reszta kwasowa PO43- ma wartościowość III (ponieważ kwas ma trzy atomy wodoru). Wzór sumaryczny to H3PO4. Kwas fosforowy(V) jest stosowany w nawozach sztucznych.
Kwas węglowy (H2CO3): Węgiel (C) ma wartościowość IV. Reszta kwasowa CO32- ma wartościowość II. Wzór sumaryczny to H2CO3. Kwas węglowy jest nietrwały i rozpada się na wodę i dwutlenek węgla.
Uzupełnianie tabeli - praktyczne wskazówki
Podczas uzupełniania tabeli z wzorami kwasów, warto postępować zgodnie z następującymi krokami:
- Zidentyfikuj niemetal wchodzący w skład reszty kwasowej.
- Określ wartościowość niemetalu (często można odczytać z grupy układu okresowego).
- Ustal wartościowość reszty kwasowej na podstawie liczby atomów wodoru w kwasie (liczba atomów wodoru = wartościowość reszty kwasowej).
- Zapisz wzór sumaryczny, dbając o to, aby liczba atomów wodoru odpowiadała wartościowości reszty kwasowej.
Przykładowo, jeśli mamy uzupełnić wzór kwasu chlorowego(VII), wiemy, że niemetalem jest chlor (Cl), który ma wartościowość VII. Reszta kwasowa ClO4- ma wartościowość I. Zatem wzór kwasu to HClO4. Podobnie, dla kwasu krzemowego, gdzie krzem ma wartościowość IV, reszta kwasowa SiO44- ma wartościowość IV, a wzór kwasu to H4SiO4.
Ćwiczenie czyni mistrza! Im więcej wzorów kwasów przeanalizujesz, tym łatwiej będzie Ci uzupełniać tabele i pisać wzory sumaryczne. Pamiętaj o uwzględnianiu wartościowości pierwiastków i reszt kwasowych. Powodzenia!