Wzory i nazwy wodorotlenków i kwasów
🎯 Po co Ci to?
Bez wzoru nie zapiszesz reakcji. Bez nazwy nie zrozumiesz etykiety ani polecenia w zadaniu. Na sprawdzianie nikt nie pyta „czy lubisz chemię" — pyta: podaj wzór wodorotlenku wapnia albo nazwij $\mathrm{H_2SO_4}$. Ta jednostka to ściąga, której musisz używać biegle: pięć wodorotlenków i siedem kwasów z podstawy programowej. Reszta działu (otrzymywanie, dysocjacja, pH) stoi właśnie na tych nazwach — jak budynek na fundamencie.
✅ Czego się nauczysz
- zapisać wzory i nazwy wodorotlenków: $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{KOH}$, $\mathrm{Ca(OH)_2}$, $\mathrm{Al(OH)_3}$, $\mathrm{Cu(OH)_2}$;
- zapisać wzory i nazwy kwasów: $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{H_2S}$, $\mathrm{HNO_3}$, $\mathrm{H_2SO_3}$, $\mathrm{H_2SO_4}$, $\mathrm{H_2CO_3}$, $\mathrm{H_3PO_4}$;
- odróżnić kwas beztlenowy od tlenowego po wzorze;
- powiązać liczbę grup $\mathrm{OH}$ z wartościowością metalu;
- nie mylić pary $\mathrm{H_2SO_3}$ / $\mathrm{H_2SO_4}$ oraz „chlorowodór" / „kwas solny".
🔁 Przypomnij sobie
Z działu o tlenkach i wartościowości (4.4): metal ma typową wartościowość (Na i K: I; Ca i Cu(II): II; Al: III). Grupa $\mathrm{OH}$ „zajmuje" jedno miejsce wartościowości — dlatego przy wapniu są dwie grupy $\mathrm{OH}$, a przy glinie trzy. W kwasach wodór stoi na początku wzoru; tlen (albo jego brak) mówi, czy kwas jest tlenowy, czy beztlenowy.
📘 Wyjaśnienie
Wodorotlenki — metal + grupy OH
Wodorotlenek to związek metalu z jedną lub więcej grupami wodorotlenowymi $\mathrm{OH}$. We wzorze grupy $\mathrm{OH}$ zapisujemy w nawiasie, gdy jest ich więcej niż jedna: $\mathrm{Ca(OH)_2}$, nie „$\mathrm{CaOH_2}$". Zapis $\mathrm{CaOH_2}$ czytałoby się jako jeden tlen i dwa wodory — a w wodorotlenku wapnia są dwa tleny i dwa wodory.
| Wzór | Nazwa | Ile grup OH? | Rozpuszczalność w wodzie (orientacyjnie) |
|---|---|---|---|
| $\mathrm{NaOH}$ | wodorotlenek sodu | 1 | bardzo dobra → mocna zasada |
| $\mathrm{KOH}$ | wodorotlenek potasu | 1 | bardzo dobra → mocna zasada |
| $\mathrm{Ca(OH)_2}$ | wodorotlenek wapnia | 2 | słaba (woda wapienna = roztwór nasycony) |
| $\mathrm{Al(OH)_3}$ | wodorotlenek glinu | 3 | praktycznie nierozpuszczalny |
| $\mathrm{Cu(OH)_2}$ | wodorotlenek miedzi(II) | 2 | praktycznie nierozpuszczalny |
$\mathrm{NaOH}$ i $\mathrm{KOH}$ dobrze rozpuszczają się w wodzie — są zasadami (więcej o różnicy „wodorotlenek vs zasada" w 8.3). $\mathrm{Ca(OH)_2}$ rozpuszcza się słabo, ale wystarczająco, by woda wapienna wykrywała $\mathrm{CO_2}$. $\mathrm{Cu(OH)_2}$ i $\mathrm{Al(OH)_3}$ są praktycznie nierozpuszczalne — to wciąż wodorotlenki, ale nie nalewasz ich z butelki jako „zasady laboratoryjne".
💭 Pomyśl: Metal X tworzy tlenek o wzorze $\mathrm{X_2O_3}$. Ile grup $\mathrm{OH}$ będzie w jego wodorotlenku? Zapisz wzór.
Sprawdź odpowiedź
Z tlenku $\mathrm{X_2O_3}$ odczytujesz wartościowość III (dwa atomy X „równoważą" trzy tleny o wartościowości II). Jedna grupa $\mathrm{OH}$ obsługuje jedną jednostkę wartościowości, więc wodorotlenek to $\mathrm{X(OH)_3}$ — jak $\mathrm{Al(OH)_3}$.
Jak czytać nawias we wzorze
$\mathrm{Ca(OH)_2}$ znaczy: jeden wapń + dwa razy cała grupa $\mathrm{OH}$. Policz atomy: Ca — 1, O — 2, H — 2. $\mathrm{Al(OH)_3}$: Al — 1, O — 3, H — 3. Indeks za nawiasem mnoży wszystko w nawiasie — dokładnie tak jak w matematyce $2(a+b)$.
⚠️ Uwaga, pułapka: Nie myl $\mathrm{Cu(OH)_2}$ (wodorotlenek) z $\mathrm{CuO}$ (tlenek). Oba zawierają miedź(II), ale to inne związki: tlenek = metal + tlen; wodorotlenek = metal + grupy OH.
Kwasy — beztlenowe i tlenowe
Każdy kwas czytasz tak samo, jak wodorotlenek — jako dwa klocki. Z przodu stoi wodór, z tyłu reszta kwasowa: cała pozostała część wzoru, traktowana jako jeden element.
📐 DEFINICJA — kwas: związek zbudowany z wodoru i reszty kwasowej. Zapisujemy go ogólnie $\mathrm{H_nR}$, gdzie $R$ to reszta, a $n$ — liczba atomów wodoru.
Reszta kwasowa ma swoją wartościowość i jest nią po prostu liczba atomów wodoru, które przy niej stoją. W $\mathrm{HCl}$ reszta $\mathrm{Cl}$ jest jednowartościowa, w $\mathrm{H_2SO_4}$ reszta $\mathrm{SO_4}$ — dwuwartościowa, w $\mathrm{H_3PO_4}$ reszta $\mathrm{PO_4}$ — trójwartościowa. To ta sama sztuczka co z grupą $\mathrm{OH}$: zamiast liczyć pojedyncze atomy, liczysz klocki. Dzięki niej wzór kwasu nie jest do zapamiętania, tylko do zbudowania.
Beztlenowe (bez tlenu w cząsteczce):
| Wzór | Nazwa gazu | Roztwór wodny = kwas |
|---|---|---|
| $\mathrm{HCl}$ | chlorowodór | kwas solny (nazwa systematyczna: kwas chlorowodorowy) |
| $\mathrm{H_2S}$ | siarkowodór | kwas siarkowodorowy (zapach zgniłych jaj) |
Tlenowe (mają tlen):
| Wzór | Nazwa |
|---|---|
| $\mathrm{HNO_3}$ | kwas azotowy(V) |
| $\mathrm{H_2SO_3}$ | kwas siarkowy(IV) |
| $\mathrm{H_2SO_4}$ | kwas siarkowy(VI) |
| $\mathrm{H_2CO_3}$ | kwas węglowy |
| $\mathrm{H_3PO_4}$ | kwas fosforowy(V) |
Liczba w nazwie — (IV), (V), (VI) — to wartościowość niemetalu, ta sama, którą znasz z nazw tlenków (4.4): kwas siarkowy(IV) pochodzi od tlenku siarki(IV) $\mathrm{SO_2}$, kwas siarkowy(VI) — od tlenku siarki(VI) $\mathrm{SO_3}$. W SP zapamiętujesz parę wzór ↔ nazwa. Najważniejsza para do niepomylenia: $\mathrm{H_2SO_3}$ (IV, mniej tlenu) vs $\mathrm{H_2SO_4}$ (VI, więcej tlenu). $\mathrm{H_2SO_4}$ to ten „klasyczny" stężony kwas z szafki; rozcieńczony jest w akumulatorze samochodowym. $\mathrm{H_2SO_3}$ jest mniej trwały i w zadaniach bywa „pułapką na nieuważnych".
Chlorowodór a kwas solny — dwa słowa, jedna chemia
$\mathrm{HCl}$ to wzór chlorowodoru (gaz). Gdy rozpuścisz go w wodzie, dostajesz kwas solny — ten sam wzór $\mathrm{HCl}$ w zapisie szkolnym, ale mówimy o roztworze. Na etykiecie butelki często stoi „HCl aq" albo „kwas solny". W zadaniach: jeśli piszą „chlorowodór" — myśl o gazie / cząsteczce; jeśli „kwas solny" — o roztworze wodnym używanym w sali.
💭 Pomyśl: Czym różni się $\mathrm{H_2SO_3}$ od $\mathrm{H_2SO_4}$ w nazwie i we wzorze?
Sprawdź odpowiedź
Oba to kwasy siarkowe, ale różnią się liczbą atomów tlenu i wartościowością siarki: (IV) vs (VI). $\mathrm{H_2SO_4}$ ma jeden tlen więcej we wzorze ($\mathrm{SO_4}$ zamiast $\mathrm{SO_3}$ w „rdzeniu" kwasu).
💭 Pomyśl: Które z listy są kwasami tlenowymi: $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{HNO_3}$, $\mathrm{H_2S}$, $\mathrm{H_2CO_3}$, $\mathrm{H_3PO_4}$?
Sprawdź odpowiedź
Tlenowe: $\mathrm{HNO_3}$, $\mathrm{H_2CO_3}$, $\mathrm{H_3PO_4}$. Beztlenowe: $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{H_2S}$ (brak O we wzorze).
📐 DEFINICJA — wodorotlenek: związek chemiczny zawierający kation metalu i aniony wodorotlenkowe $\mathrm{OH^-}$ (we wzorze: grupy $\mathrm{OH}$).
Po ludzku: metal „trzyma" jedną lub więcej grup OH. Czym to NIE jest: wodorotlenek ≠ tlenek (tlenek to metal + O, bez wodoru w grupie OH).
📐 DEFINICJA — kwas (SP): substancja, która w roztworze wodnym zwiększa liczbę jonów wodorowych $\mathrm{H^+}$ — roztwór ma odczyn kwasowy; wzór zwykle zaczyna się od H.
Po ludzku: kwas „dosypuje" do wody $\mathrm{H^+}$ — i wskaźnik to widzi (czerwony papierek). Czym to NIE jest: nie każdy związek z H jest kwasem — woda i metan mają H, a kwasami nie są.
⚠️ Uwaga, pułapka: $\mathrm{H_2O}$ też ma H, ale nie jest kwasem w tym sensie, w jakim mówimy o HCl czy $\mathrm{H_2SO_4}$. Woda jest rozpuszczalnikiem — i punktem odniesienia dla odczynu obojętnego (jednostka 8.4).
⚠️ Druga pułapka: $\mathrm{H_2CO_3}$ (kwas węglowy) jest nietrwały — w napojach gazowanych „żyje" chwilę, potem rozpada się na $\mathrm{CO_2}$ i wodę (bąbelki!). Wzór z listy PP i tak musisz znać.
📝 Trening nazw — szybko
Przeczytaj na głos (to naprawdę pomaga zapamiętać):
- $\mathrm{NaOH}$ — wodorotlenek sodu; $\mathrm{KOH}$ — wodorotlenek potasu.
- $\mathrm{Ca(OH)_2}$ — wodorotlenek wapnia; $\mathrm{Al(OH)_3}$ — wodorotlenek glinu; $\mathrm{Cu(OH)_2}$ — wodorotlenek miedzi(II).
- Beztlenowe: HCl — kwas solny (chlorowodorowy); $\mathrm{H_2S}$ — kwas siarkowodorowy. Tlenowe: $\mathrm{HNO_3}$, $\mathrm{H_2SO_3}$, $\mathrm{H_2SO_4}$, $\mathrm{H_2CO_3}$, $\mathrm{H_3PO_4}$.
Zamknij książkę i wypisz z pamięci pięć wodorotlenków, potem siedem kwasów. Sprawdź z tabelą. Powtórz jutro — ściąga działa dopiero, gdy jest w głowie, nie tylko na kartce.
📌 Najważniejsze w pigułce
- Pięć wodorotlenków z PP — wzór i polska nazwa; liczba OH = wartościowość metalu.
- Siedem kwasów z PP — beztlenowe ($\mathrm{HCl}$ — kwas solny, $\mathrm{H_2S}$ — kwas siarkowodorowy) i tlenowe; liczba rzymska w nazwie = wartościowość niemetalu.
- $\mathrm{H_2SO_3}$ ≠ $\mathrm{H_2SO_4}$ — inna liczba tlenów i nazwa (IV)/(VI).
- Chlorowodór (gaz) vs kwas solny (roztwór wodny HCl).
- $\mathrm{H_2O}$ nie jest „kwasem z listy" — to rozpuszczalnik.
🎒 Zadania
Z1. Podaj wzory: wodorotlenek wapnia, kwas azotowy(V), kwas solny.
Pokaż rozwiązanie
$\mathrm{Ca(OH)_2}$, $\mathrm{HNO_3}$, $\mathrm{HCl}$ (roztwór wodny chlorowodoru).
Z2. Nazwij: $\mathrm{Al(OH)_3}$, $\mathrm{H_3PO_4}$, $\mathrm{H_2S}$.
Pokaż rozwiązanie
wodorotlenek glinu; kwas fosforowy(V); kwas siarkowodorowy (sam gaz to siarkowodór, jego roztwór — kwas).
Z3. Które z listy są beztlenowe: $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{HNO_3}$, $\mathrm{H_2S}$, $\mathrm{H_2CO_3}$?
Pokaż rozwiązanie
$\mathrm{HCl}$ i $\mathrm{H_2S}$.
Z4. Uzupełnij tabelę (wzór → nazwa lub nazwa → wzór): wodorotlenek potasu; $\mathrm{Cu(OH)_2}$; kwas siarkowy(IV); $\mathrm{H_2SO_4}$; kwas węglowy.
Pokaż rozwiązanie
$\mathrm{KOH}$; wodorotlenek miedzi(II); $\mathrm{H_2SO_3}$; kwas siarkowy(VI); $\mathrm{H_2CO_3}$.
Z5. Ile atomów tlenu i wodoru jest we wzorze $\mathrm{Al(OH)_3}$? Zapisz też wzór wodorotlenku dla metalu o wartościowości II (symbol M).
Pokaż rozwiązanie
O: 3, H: 3. Wzór ogólny: $\mathrm{M(OH)_2}$.
Z6. Uczennica napisała „kwas siarkowy" przy wzorze $\mathrm{H_2SO_3}$. Co poprawić?
Pokaż rozwiązanie
Doprecyzować: kwas siarkowy(IV). Samo „kwas siarkowy" w szkole zwykle oznacza $\mathrm{H_2SO_4}$ = kwas siarkowy(VI) — stąd nieporozumienie.
🔍 Sprawdź, czy umiesz
- [ ] Piszę z pamięci wzory i nazwy z list PP (5 + 7).
- [ ] Dzielę kwasy na beztlenowe i tlenowe.
- [ ] Wyjaśniam, skąd bierze się liczba grup OH we wzorze.
- [ ] Nie mylę $\mathrm{H_2SO_3}$ z $\mathrm{H_2SO_4}$ ani chlorowodoru z „samą wodą".