Standardowo, kiedy zmieszamy ze sobą stechiometryczną ilość (czyli wynikającą z równania reakcji) kwasu i zasady powstaje w wyniku reakcji sól. Jednak jeśli zasady jest w stosunku do kwasu za mało, nie cały kwas ulega reakcji. A dokładniej – nie wszystkie atomy wodoru z kwasu reagują. Niektóre zostają w cząsteczce. O takim produkcie mówimy: wodorosól (sól kwaśna).
Jeśli przereaguje zbyt mała ilość kwasu w stosunku do zasady – wtedy otrzymamy hydroksosole – czyli sole zasadowe.
Wodorosole
Przykładowo:
– reakcja zobojętniania – powstaje sól obojętna (pod kątem budowy, nie odczynu).
Jeśli użyjemy za mało zasady w stosunku do użytego kwasu to możemy otrzymać:
KOH + H3PO4 → H2O + KH2PO4 diwodorofosforan (V) potasu
KOH + KH2PO4 → H2O + K2HPO4 wodorofosforan (V) potasu
KOH + K2HPO4 → H2O + K3PO4 fosforan (V) potasu
Jak dysocjują wodorosole?
Weźmy pod uwagę wodorosiaczan (VI) sodu:
NaHSO4 → Na+ + HSO4– anion wodorosiarczanowy (VI)
Jon wodorosiarczanowy (VI) może dysocjować dalej: HSO4– → H+ + SO42-
W ten sposób zachowują się jony pochodzące od mocnych kwasów (np H2SO4)
Jednak jeśli mamy wodorosól pochodzącą od słabego kwasu – np kwasu siarkowego (IV) – wtedy „wodoro-jon” nie ulegadysocjacji, lecz hydrolizie:
KHSO3 → K+ + HSO3– sól ulega dysocjacji
HSO3– + H2O → H2SO3 + OH– dalej jon ulega hydrolizie (czyli reaguje z wodą)
a więc odczyn takiej soli będzie zasadowy.
Ważne wodorosole:
Wodorowęglany – dobrze rozpuszczalne w wodzie ciała stałe
NH4HCO3 – wodorowęglan amonu (główny składnik proszku do pieczenia). W czasie pieczenia ciasta rozklada się pod wpływem temperatury dając wodę, dwutlenek węgla i amoniak:
NH4HCO3 —(temp)→ NH3 + CO2 + H2O
Wydzielający się amoniak jest powodem, dla którego nie powinno się jeść ciepłego, jeszcze nie ostygniętego ciasta. Takie przepyszne, cieplutkie, pachnące ciasto niestety może nam zaszkodzić… Dlatego poczekaj aż wystygnie – amoniak będzie miał czas się ulotnić.
NaHCO3 – wodrowęglan sodu (soda oczyszczona). Stosuje się ją w kuchni – do szorowania przypalnonych garnków (ułatwia pracę), oraz do zobojętniania kwaśnych środowisk. Ma odczyn zasadowy, ponieważ jon HCO3– łatwo ulega hydrolizie:
HCO3– + H2O → H2CO3 + OH–
Dzięki temu czasami stosowana jest w nadkwaśności żołądka – jednak nie można przesadzać z ilością, bo pod wpływem kwasu solnego w żołądku wydziela się dwutlenek węgla (mocny kwas wypiera słabszy z jego soli):
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
Soda oczyszczona także znajduje zastosowanie w produkcji proszku do pieczenia (też rozkłada się termicznie z wydzieleniem CO2)
2NaHCO3 —(temp)→ Na2CO3 + CO2 + H2O
Poza tym znajduje także zastosowanie w okładach na stłuczenia i obrzęki, w produkcji środków obniżających twardość wody (jak Calgon) oraz jest ważnym wyposażeniem laboratorium chemicznego: roztwór sody oczyszczonej jest używany w celu osłabienia działania silnych kwasów wylanych na skórę.
Ca(HCO3)2 – wodorowęglan wapnia. Jest to sól obecna w twardej wodzie (tzw twardość przemijająca – czyli usuwana w wyniku gotowania). Przepiękne stalaktykty, stalagmity i krajobrazy Jury Krakowsko-Częstochowskiej to także udział tego związku.
Wodorowęglan wapnia jest rozpuszczalny w wodzie, lecz może łatwo ulegać reakcji z wytrąceniem nierozpuszczalnego węglanu wapnia.
2Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O
ten proces zachodzi w jaskiniach np. w czasie upadania kropli. Wstrząs sprzyja wytrąceniu soli:-)
Kwaśne deszcze rozpuszczają skały wapienne (nazywamy to krasowieniem skał) i tworzą się fantazyjne wzory. A wszystko dzięki obecności dwutlenku węgla w wodzie – z nierozpuszczalnego węglanu wapnia powstaje rozpuszczalny wodorowęglan:
2CaCO3↓ + CO2 + H2O → 2Ca(HCO3)2