a) 

Wybrane odczynniki: CH₃COOH_(aq), NaOH_(aq).

 

b)

Objawy towarzyszące reakcjom: W obu probówkach osad roztworzył się i zaobserwowano wydzielanie się bezbarwnego gazu.

 

c)

Jonowe skrócone równania reakcji metalu X:

• z wodorotlenkiem sodu:

$\mathrm{X}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{OH}{}^{-}\to [\mathrm{X}(\mathrm{OH}){}_3]{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\uparrow$

• z kwasem octowym:

$\mathrm{X}+2\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}\to \mathrm{X}{}^{2+}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}{}_2\uparrow$

 

---

Wyjaśnienie:

W zadaniach tego typu zawsze warto zacząć od zapisania równań zachodzących reakcji w postaci cząsteczkowej oraz ich uzgodnienia. Równanie reakcji metalu X z kwasem octowym przebiega według jednego ze sposobów na otrzymywanie soli:

metal + kwas ⇒ sól + wodór

$\mathrm{X}+2\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}\to (\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}){}_2\mathrm{X}+\mathrm{H}{}_2\uparrow$

Pomimo tego, że kwas octowy jest słabym elektrolitem będziemy rozpisywać go na kationy H₃O⁺ oraz aniony CH₃COO^- podczas tworzenia jonowego skróconego równania reakcji. Równowaga:

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$

będzie w trakcie reakcji stale przesuwana w stronę produktów, ponieważ reakcji ulegają kationy oksoniowe H₃O⁺. Jonowe równanie reakcji przyjmie zatem postać: 

$\mathrm{X}+2\mathrm{H}{}^{+}+2\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}\to \mathrm{X}{}^{2+}+2\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\uparrow$

 równanie jonowe skrócone:

$\mathrm{X}+2\mathrm{H}{}^{+}\to \mathrm{X}{}^{2+}+\mathrm{H}{}_2\uparrow$

Równanie jonowe skrócone, które uwzględnia obecność w roztworze anionów oksoniowych przyjmuje zatem postać:

$\mathrm{X}+2\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}\to \mathrm{X}{}^{2+}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}{}_2\uparrow$

W treści zadania podano, że liczba koordynacyjna związku kompleksowego metalu X wynosi 3. Oznacza to, że anion kompleksowy składa się jonu centralnego pierwiastka dwuwartościowego X²⁺ oraz z trzech ligandów OH^-. Jego wzór można zatem przedstawić jako:

$[\mathrm{X}(\mathrm{OH}){}_3]{}^{-}$

lub od razu jako kompleksowy związek elektrycznie obojętny:

$\mathrm{Na}[\mathrm{X}(\mathrm{OH}){}_3]$

Reakcje metalu amfoterycznego z zasadą można zapisać za pomocą poniższego schematu ogólnego:

metal amfoteryczny + woda + zasada ⇒ związek kompleksowy + wodór ↑ 

$\mathrm{X}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{NaOH}\to \mathrm{Na}[\mathrm{X}(\mathrm{OH}){}_3]+\mathrm{H}{}_2\uparrow$

Przykładem pierwiastka, o którym jest mowa w zadaniu może być cyna.