Aby zidentyfikować wodorotlenki w probówkach I i II, należy przeanalizować obserwacje po kolejnych dodaniach odczynników.
-
Krok 1: Identyfikacja barwy zawiesin
W obu probówkach I i II pojawia się zawiesina barwy białej. Spośród czterech wymienionych wodorotlenków:
- $\text{Cr(OH)}_3$ — barwa szarozielona (lub zielona)
- $\text{Ca(OH)}_2$ — barwa biała ✓
- $\text{Cu(OH)}_2$ — barwa niebieska
- $\text{Al(OH)}_3$ — barwa biała ✓
Zawiesiny białe to zatem $\text{Ca(OH)}_2$ oraz $\text{Al(OH)}_3$. Probówki I i II zawierają właśnie te dwa wodorotlenki — pozostaje ustalić, który jest w której probówce.
-
Krok 2: Analiza zachowania po dodaniu $\text{HCl(aq)}$
W obu probówkach po dodaniu kwasu solnego zawiesina ulega rozpuszczeniu i powstaje klarowny roztwór. Jest to zgodne z właściwościami obu wodorotlenków:
- $$\text{Ca(OH)}_2 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$$
- $$\text{Al(OH)}_3 + 3\text{HCl} \rightarrow \text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$$
Oba chlorki ($\text{CaCl}_2$ i $\text{AlCl}_3$) są dobrze rozpuszczalne w wodzie — obserwacja klarownych roztworów nie różnicuje jeszcze probówek.
-
Krok 3: Analiza zachowania po dodaniu $\text{H}_2\text{SO}_4\text{(aq)}$
To etap kluczowy dla rozróżnienia probówek:
-
Probówka I → zawiesina (osad): Oznacza to, że produkt reakcji jest trudno rozpuszczalny. Siarczan(VI) wapnia $\text{CaSO}_4$ jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie:
$$\text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4\downarrow + 2\text{HCl}$$
Powstaje biały osad $\text{CaSO}_4$. Zatem w probówce I znajdował się $\text{Ca(OH)}_2$.
-
Probówka II → klarowny roztwór: Oznacza to, że produkt reakcji jest dobrze rozpuszczalny. Siarczan(VI) glinu $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$ jest dobrze rozpuszczalny w wodzie:
$$2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{HCl}$$
Roztwór pozostaje klarowny. Zatem w probówce II znajdował się $\text{Al(OH)}_3$.
-
Krok 4: Podsumowanie wyników
Na podstawie powyższej analizy:
| Probówka |
Wzór wodorotlenku |
| I |
$\text{Ca(OH)}_2$ |
| II |
$\text{Al(OH)}_3$ |
Wynik końcowy:
- Probówka I: $\text{Ca(OH)}_2$ — biały osad z $\text{H}_2\text{SO}_4$ (nierozpuszczalny $\text{CaSO}_4$)
- Probówka II: $\text{Al(OH)}_3$ — klarowny roztwór z $\text{H}_2\text{SO}_4$ (rozpuszczalny $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$)
