Matura 2027 · chemia, poziom rozszerzony

Tlenki, wodorotlenki, kwasy i sole: systematyka i amfoteryczność

Podstawa programowa wymaga, żebyś klasyfikował związki nieorganiczne i pisał ich nazwy, określał charakter chemiczny tlenków, wodorków i wodorotlenków (także amfoteryczny), opisywał właściwości kwasów i otrzymywał kwasy, zasady i sole różnymi metodami wraz z równaniami reakcji. Tak przygotujesz się do tej części matury z chemii na poziomie rozszerzonym.

Na maturze 2023–2026: w 3 z 4 sesji – 2023 (zadanie 13.2), 2024 (zadanie 1.3), 2025 (zadania 3.1, 6, 7.1 i 7.2).

W skrócie

najważniejsze w kilku zdaniach
  • Charakter chemiczny tlenku (kwasowy, zasadowy, amfoteryczny albo obojętny) poznasz po jego reakcjach z wodą, kwasem i zasadą.
  • Tlenki niemetali na wysokim stopniu utlenienia są kwasowe, tlenki metali na niskim – zasadowe, a AlX2OX3\ce{Al2O3} i ZnO\ce{ZnO} amfoteryczne.
  • Wodorotlenek amfoteryczny reaguje z kwasem i z mocną zasadą; z zasadą tworzy hydroksokompleks, np. [Zn(OH)X4]X2−\ce{[Zn(OH)4]^2-}.
  • Kwasy dzielisz na tlenowe i beztlenowe, mocne i słabe, utleniające i nieutleniające.
  • Sole otrzymujesz z metali, tlenków i wodorotlenków oraz w reakcjach soli z kwasami i zasadami; mocny kwas wypiera ze soli kwas słabszy, nietrwały lub lotny.

Egzamin maturalny z chemii na poziomie rozszerzonym trwa 180 minut; za cały arkusz można uzyskać 60 punktów. W arkuszu jest około 45 poleceń: zadania zamknięte (wielokrotnego wyboru, prawda–fałsz, na dobieranie) i otwarte (z luką, krótkiej i rozszerzonej odpowiedzi), w tym co najmniej jedno zadanie problemowe za 4–5 punktów. Podczas egzaminu możesz korzystać z „Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych”, linijki i kalkulatora naukowego.

Klasy związków i ich nazwy

Tlenek to związek tlenu z innym pierwiastkiem, w którym tlen ma stopień utlenienia −II-\mathrm{II}. Wodorek to związek wodoru z innym pierwiastkiem. Wodorotlenek zawiera grupy OHX−\ce{OH-} połączone z kationem metalu, a kwas – atomy wodoru odszczepiane w wodzie jako jony HX+\ce{H+}. Sól składa się z kationu (metalu albo NHX4X+\ce{NH4+}) i anionu reszty kwasowej. W wodorosolach anion zawiera jeszcze wodór, np. HCOX3X−\ce{HCO3-}, w hydroksosolach grupę OHX−\ce{OH-} ma kation, np. Mg(OH)X+\ce{Mg(OH)+}, a hydraty mają w krysztale cząsteczki wody.

Nazwę tworzysz od anionu i kationu, a gdy pierwiastek ma kilka stopni utlenienia, podajesz go cyfrą rzymską w nawiasie, bez spacji przed nawiasem: „tlenek węgla(IV)”, „kwas azotowy(V)”, „siarczan(VI) miedzi(II)”. Wzór z nazwy układasz tak, by suma stopni utlenienia wynosiła zero: w tlenku żelaza(III) dwa atomy żelaza dają +6+6, więc potrzebne są trzy atomy tlenu z −6-6, czyli FeX2OX3\ce{Fe2O3}.

KlasaWzórNazwa
tlenekFe₂O₃tlenek żelaza(III)
wodorotlenekCa(OH)₂wodorotlenek wapnia
kwas tlenowyH₂SO₄kwas siarkowy(VI)
sólCuSO₄siarczan(VI) miedzi(II)
wodorosólNaHCO₃wodorowęglan sodu

Charakter chemiczny tlenków i wodorków

O charakterze tlenku decydują jego reakcje. Tlenek kwasowy reaguje z zasadą, dając sól, a zwykle i z wodą, dając kwas: SOX3+HX2O→HX2SOX4\ce{SO3 + H2O -> H2SO4}. Tlenek zasadowy reaguje z kwasem, dając sól, a z wodą – jeśli powstały wodorotlenek się w niej rozpuszcza: NaX2O+HX2O→2 NaOH\ce{Na2O + H2O -> 2NaOH}. Tlenek amfoteryczny reaguje i z kwasem, i z zasadą. Tlenek obojętny nie reaguje z żadnym z tych odczynników.

W okresie 3. charakter tlenków zmienia się od zasadowego do kwasowego: NaX2O\ce{Na2O} i MgO\ce{MgO} są zasadowe, AlX2OX3\ce{Al2O3} amfoteryczny, a SiOX2\ce{SiO2}, PX4OX10\ce{P4O10}, SOX3\ce{SO3} i ClX2OX7\ce{Cl2O7} kwasowe. Tak samo rośnie kwasowość wodorotlenków i kwasów tych pierwiastków. Spośród nich PX4OX10\ce{P4O10} reaguje z wodą, tworząc kwas ortofosforowy(V): PX4OX10+6 HX2O→4 HX3POX4\ce{P4O10 + 6H2O -> 4H3PO4}.

Wodorki dzielisz podobnie. LiH\ce{LiH} reaguje z wodą jak zasada: LiH+HX2O→LiOH+HX2\ce{LiH + H2O -> LiOH + H2}. CHX4\ce{CH4} nie reaguje z wodą i jest obojętny. NHX3\ce{NH3} tworzy z wodą roztwór o odczynie zasadowym. Wodorki HF\ce{HF}, HCl\ce{HCl}, HBr\ce{HBr}, HI\ce{HI} i HX2S\ce{H2S} dają w wodzie roztwory kwasów.

CharakterPrzykładyReaguje z
kwasowySO₃, P₄O₁₀, CrO₃, Mn₂O₇zasadą (i zwykle wodą)
zasadowyNa₂O, CaO, CuOkwasem
amfoterycznyAl₂O₃, ZnO, Cr₂O₃kwasem i zasadą
obojętnyCO, NO, N₂Ożadnym z nich

Wodorotlenki i amfoteryczność

Wodorotlenki sodu i potasu są dobrze rozpuszczalnymi, mocnymi zasadami, a wodorotlenek wapnia jest średnio rozpuszczalny (według tablic CKE, s. 14, 0,2 g w 100 g wody). Wodorotlenki większości metali są trudno rozpuszczalne, więc strącasz je zasadą z roztworu soli: ZnX2++2 OHX−→Zn(OH)X2\ce{Zn^2+ + 2OH- -> Zn(OH)2}. Rozkładają się przy ogrzewaniu na tlenek i wodę: Cu(OH)X2→temperaturaCuO+HX2O\ce{Cu(OH)2 ->[\text{temperatura}] CuO + H2O}.

Wodorotlenek amfoteryczny reaguje i z kwasem, i z mocną zasadą. Z kwasem tworzy sól: Zn(OH)X2+2 HX+→ZnX2++2 HX2O\ce{Zn(OH)2 + 2H+ -> Zn^2+ + 2H2O}. Z zasadą powstaje hydroksokompleks: Zn(OH)X2+2 OHX−→[Zn(OH)X4]X2−\ce{Zn(OH)2 + 2OH- -> [Zn(OH)4]^2-} albo, dla glinu, Al(OH)X3+OHX−→[Al(OH)X4]X−\ce{Al(OH)3 + OH- -> [Al(OH)4]-}. Dlatego osad wodorotlenku glinu, który powstał po dodaniu zasady do roztworu soli, rozpuszcza się w jej nadmiarze. Amfoteryczny jest też Cr(OH)X3\ce{Cr(OH)3}, a Cu(OH)X2\ce{Cu(OH)2} i Fe(OH)X3\ce{Fe(OH)3} w nadmiarze zasady pozostają osadem.

Tlenki otrzymujesz m.in. przez syntezę z pierwiastków: 2 Mg+OX2→2 MgO\ce{2Mg + O2 -> 2MgO}, 4 Al+3 OX2→2 AlX2OX3\ce{4Al + 3O2 -> 2Al2O3}, oraz przez rozkład termiczny soli: CaCOX3→temperaturaCaO+COX2\ce{CaCO3 ->[\text{temperatura}] CaO + CO2}. Zwróć uwagę, że synteza z pierwiastków jest reakcją redoks, a rozkład węglanu – nie: stopnie utlenienia wapnia, węgla i tlenu się w nim nie zmieniają.

Kwasy: podział i właściwości

Kwasy dzielisz według składu na tlenowe i beztlenowe, według mocy na mocne i słabe, a według właściwości na nieutleniające i utleniające. Do utleniających należą kwas azotowy(V) i stężony kwas siarkowy(VI): w reakcji z metalem wodór nie jest głównym produktem, bo redukuje się atom azotu albo siarki. Kwasy reagują z metalami o potencjale niższym od wodoru, z tlenkami i wodorotlenkami metali oraz z solami kwasów słabszych.

Mocny kwas wypiera ze soli kwas słabszy, nietrwały lub lotny. Z węglanu wydziela się tlenek węgla(IV), bo kwas węglowy jest nietrwały i ulega rozkładowi do wody i gazu: 2 HX++COX3X2−→HX2O+COX2\ce{2H+ + CO3^2- -> H2O + CO2}. Z siarczku wydziela się siarkowodór. Nielotny stężony kwas siarkowy(VI) wypiera po ogrzaniu ze stałego chlorku lotny chlorowodór.

KwasSkładMocUtleniający
HClbeztlenowymocnynie
H₂Sbeztlenowysłabynie
H₂CO₃tlenowysłabynie
HNO₃tlenowymocnytak
H₂SO₄ (stężony)tlenowymocnytak

Otrzymywanie soli i reakcje soli

Sól otrzymasz, łącząc: metal z kwasem, tlenek zasadowy z kwasem, wodorotlenek z kwasem, tlenek kwasowy z zasadą, kwas z solą, zasadę z solą albo dwie sole. W dwóch ostatnich przypadkach reakcja przebiega, gdy powstaje osad, gaz lub słaby elektrolit. Czy osad się wytrąci, odczytasz z tablicy rozpuszczalności CKE (s. 14).

Zasada z solą: FeX3++3 OHX−→Fe(OH)X3\ce{Fe^3+ + 3OH- -> Fe(OH)3}, a z solą amonową po ogrzaniu wydziela się amoniak: NHX4Cl+NaOH→NaCl+NHX3+HX2O\ce{NH4Cl + NaOH -> NaCl + NH3 + H2O}. Kwas z solą: CaCOX3+2 HX+→CaX2++COX2+HX2O\ce{CaCO3 + 2H+ -> Ca^2+ + CO2 + H2O}. Sól z solą: BaX2++SOX4X2−→BaSOX4\ce{Ba^2+ + SO4^2- -> BaSO4}. W zapisie jonowym skróconym rozpisujesz na jony tylko mocne elektrolity rozpuszczalne w wodzie; osad, gaz i woda zostają w postaci cząsteczkowej.

Doświadczenie

obserwacje i wniosek
Doświadczenie z tego działu tak, jak opisuje je CKE: cel, odczynniki, obserwacje, równanie reakcji i wniosek.

Doświadczenie 1

bez dodatkuIHCl(aq)IINaOH(aq)IIIosad Al(OH)₃ w każdej probówce
Cel doświadczenia
Zbadanie właściwości amfoterycznych wodorotlenku glinu.
Odczynniki
wodny roztwór AlClX3\ce{AlCl3}, wodny roztwór NaOH\ce{NaOH}, wodny roztwór HCl\ce{HCl}
Obserwacje
Po dodaniu roztworu NaOH\ce{NaOH} do roztworu AlClX3\ce{AlCl3} wytrącił się biały, galaretowaty osad. Po dodaniu kwasu solnego do osadu w probówce II osad się roztworzył i powstał klarowny roztwór. W probówce III osad roztworzył się po dodaniu nadmiaru roztworu NaOH\ce{NaOH}. W probówce I osad pozostał.
Równanie reakcji
otrzymanie osadu: AlX3++3 OHX−→Al(OH)X3\ce{Al^3+ + 3OH- -> Al(OH)3}; probówka II: Al(OH)X3+3 HX+→AlX3++3 HX2O\ce{Al(OH)3 + 3H+ -> Al^3+ + 3H2O}; probówka III: Al(OH)X3+OHX−→[Al(OH)X4]X−\ce{Al(OH)3 + OH- -> [Al(OH)4]-}
Wniosek
Wodorotlenek glinu reaguje i z kwasem, i z zasadą, więc ma charakter amfoteryczny.

Doświadczenie 2

Cel doświadczenia
Otrzymanie soli w reakcji węglanu z kwasem i wykrycie wydzielającego się gazu.
Odczynniki
węglan wapnia CaCOX3\ce{CaCO3} (kreda), wodny roztwór HCl\ce{HCl}, woda wapienna – wodny roztwór Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2}
Obserwacje
Kreda roztwarza się, wydziela się bezbarwny gaz. Po wprowadzeniu gazu do wody wapiennej roztwór się zmętnił.
Równanie reakcji
CaCOX3+2 HX+→CaX2++COX2+HX2O\ce{CaCO3 + 2H+ -> Ca^2+ + CO2 + H2O}; COX2+CaX2++2 OHX−→CaCOX3+HX2O\ce{CO2 + Ca^2+ + 2OH- -> CaCO3 + H2O}
Wniosek
Z węglanu wapnia i kwasu solnego powstają rozpuszczalna sól wapnia, woda oraz gaz – tlenek węgla(IV); ten gaz mętni wodę wapienną, bo tworzy trudno rozpuszczalny węglan wapnia.

W minimalnym zestawie doświadczeń podstawy programowej:

  • 12.badanie właściwości amfoterycznych tlenków i wodorotlenków
  • 13.badanie charakteru chemicznego wybranych tlenków i wodorków pierwiastków 3. okresu
  • 14.otrzymywanie kwasów, zasad i soli różnymi metodami

Pojęcia

tlenek
Związek tlenu z innym pierwiastkiem, w którym tlen ma stopień utlenienia −II (w nadtlenkach −I).
wodorotlenek
Związek metalu z grupami OHX−\ce{OH-}; zasadowy albo amfoteryczny.
kwas
Związek zawierający wodór, który w wodzie odszczepia jony HX+\ce{H+} i tworzy jony hydroniowe.
tlenek amfoteryczny
Tlenek, który wchodzi w reakcje z kwasami oraz z zasadami, tworząc w obu przypadkach sole.
hydrat
Sól, której kryształ zawiera związane cząsteczki wody, np. CuSOX4 ⋅ 5 HX2O\ce{CuSO4 * 5H2O}.
amfoteryczność
Zdolność drobiny do zachowania się zarówno jak kwas, jak i jak zasada; związek amfoteryczny reaguje i z kwasami, i z zasadami.
hydroksokompleks
Jon, w którym metal jest związany z kilkoma grupami OHX−\ce{OH-}, np. [Al(OH)X4]X−\ce{[Al(OH)4]-}.

Zadanie z matury

źródło: CKE
Prawdziwe zadanie z arkusza CKE, słowo w słowo, z materiałem źródłowym. Rozwiąż je, zanim zajrzysz do wyjaśnienia.
Zadanie z arkusza CKEmatura

Matura 2025, chemia (poziom rozszerzony), zadanie 7.1

Zadanie 7.1. (0–1)

W probówkach oznaczonych numerami I–IV umieszczono oddzielnie, w przypadkowej kolejności, wodne roztwory soli różnych metali. Do probówek wprowadzono roztwór wodorotlenku sodu, w wyniku czego w każdej z nich pojawiła się zawiesina innego wodorotlenku: Cr(OH)X3Ca(OH)X2Cu(OH)X2Al(OH)X3\ce{Cr(OH)3} \qquad \ce{Ca(OH)2} \qquad \ce{Cu(OH)2} \qquad \ce{Al(OH)3} Zawiesiny otrzymane w probówkach I i II posłużyły do przeprowadzenia doświadczenia zgodnie ze schematem.Uzupełnij tabelę. Spośród wodorotlenków wymienionych w informacji wstępnej wybierz te, których zawiesiny znajdowały się na początku doświadczenia w probówkach I i II. Napisz wzory tych związków.
CKE
CKE
Wzór wodorotlenku w probówce IWzór wodorotlenku w probówce II

Źródło: CKE, egzamin maturalny 2025, chemia, poziom rozszerzony (arkusz MCHP-⁠R0-⁠100-⁠2505), zadanie 7.1. Rozwiązanie — według zasad oceniania CKE. · Arkusz na stronie CKE

Sprawdź się

sprawdzisz od razu
Zaznacz lub wpisz odpowiedź i sprawdź ją od razu: pod zadaniem zobaczysz wyjaśnienie. Jak ocenia CKE: w zadaniu obliczeniowym liczy się metoda, wynik z jednostką i poprawne zaokrąglenie — zwykle do trzech cyfr znaczących. Równanie reakcji musi być zapisane w formie, o którą prosi polecenie (cząsteczkowej, jonowej albo jonowej skróconej), z poprawnymi współczynnikami.
zadanie Kleksy

Zadanie 1. (0–1)

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych. Do roztworu zawierającego 0,100{,}10 mola jonów ZnX2+\ce{Zn^2+} dodawano wodny roztwór NaOH\ce{NaOH}, aż wytrącony osad całkowicie się roztworzył. Najmniejsza liczba moli NaOH\ce{NaOH}, która to umożliwia, wynosi

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 2. (0–1)

Zgodnie z regułami nazewnictwa Oceń prawdziwość zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
związek o wzorze Fe(OH)X3\ce{Fe(OH)3} nazywa się wodorotlenkiem żelaza(II).
siarczan(IV) potasu ma wzór KX2SOX3\ce{K2SO3}.

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 3. (0–1)

Przyporządkuj tlenkom ich charakter chemiczny. Wybierz odpowiedź spośród A–D.

Charakter

  1. Akwasowy
  2. Bzasadowy
  3. Camfoteryczny
  4. Dobojętny

Tlenek

1. KX2O\ce{K2O}
2. BeO\ce{BeO}
3. NX2OX5\ce{N2O5}

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 4. (0–1)

Napisz wzór kwasu, który powstaje w reakcji tlenku ClX2OX7\ce{Cl2O7} z wodą.

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

Więcej zadań: rozwiąż za darmo cały arkusz CKE z maja 2026 roku

Częste pomyłki

tu najłatwiej stracić punkt
  • Błędy w nazwach tlenków i kwasów. Cyfrę rzymską piszesz w nawiasie, bez spacji przed nim: „kwas azotowy(V)”, „tlenek węgla(IV)”; liczbę atomów tlenu w nazwie tlenku zastępuje stopień utlenienia pierwiastka.
  • Uznawanie każdego tlenku metalu za zasadowy. Tlenki glinu i cynku są amfoteryczne, a tlenki metali na wysokim stopniu utlenienia, jak CrOX3\ce{CrO3}, kwasowe.
  • Zatrzymanie się na osadzie. Gdy dodajesz zasadę do roztworu soli glinu albo cynku, osad powstaje, a w nadmiarze zasady rozpuszcza się jako hydroksokompleks.
  • Rozpisywanie na jony osadu lub gazu w równaniu jonowym skróconym. Na jony rozpisujesz tylko mocne, rozpuszczalne elektrolity.
  • Zakładanie, że kwas utleniający wydziela z metalem wodór. Z kwasem azotowym(V) metal reaguje inaczej niż z kwasem solnym.

Zapamiętaj

  • Tlenek kwasowy – z zasadą; zasadowy – z kwasem; amfoteryczny – z kwasem i z zasadą; obojętny – z żadnym z nich.
  • W okresie 3. charakter tlenków zmienia się od zasadowego (NaX2O\ce{Na2O}) przez amfoteryczny (AlX2OX3\ce{Al2O3}) do kwasowego.
  • Wodorotlenek amfoteryczny w nadmiarze mocnej zasady tworzy hydroksokompleks.
  • Mocny kwas wypiera ze soli kwas słabszy, nietrwały lub lotny.
  • Nazwy: cyfra rzymska w nawiasie bez spacji – „kwas siarkowy(VI)”, „tlenek węgla(IV)”.

Pytania i odpowiedzi

  1. 1.Jak sprawdzić, czy tlenek jest amfoteryczny?+
    Odp.:Zbadaj jego reakcje z kwasem i z zasadą: tlenek amfoteryczny reaguje z oboma. Przykładem jest ZnO\ce{ZnO}: z kwasem daje sól cynku, a z mocną zasadą hydroksokompleks. Tlenek zasadowy reaguje tylko z kwasem, kwasowy tylko z zasadą, a obojętny z żadnym z nich. Wynik zapisujesz równaniem reakcji, a wniosek o charakterze opierasz na obu obserwacjach.
  2. 2.Czym różni się wodorosól od hydroksosoli?+
    Odp.:W wodorosoli anion zawiera wodór zdolny do odszczepienia, np. HCOX3X−\ce{HCO3-} w NaHCOX3\ce{NaHCO3}. W hydroksosoli grupę OHX−\ce{OH-} ma kation, np. Mg(OH)X+\ce{Mg(OH)+} w Mg(OH)Cl\ce{Mg(OH)Cl}. Obie powstają, gdy kwasu albo zasady jest za mało na pełne zobojętnienie.
  3. 3.Dlaczego nadmiar zasady rozpuszcza osad wodorotlenku glinu?+
    Odp.:Wodorotlenek glinu jest amfoteryczny, więc reaguje nie tylko z kwasem, lecz także z mocną zasadą. Przyłączając jon OHX−\ce{OH-}, tworzy jon [Al(OH)X4]X−\ce{[Al(OH)4]-}, który jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Wodorotlenek żelaza(III) takiej reakcji nie daje, dlatego jego osad w nadmiarze zasady pozostaje.
  4. 4.Dlaczego CO₂ nazywam tlenkiem węgla(IV)?+
    Odp.:Zgodnie z nazewnictwem w nawiasie podajesz stopień utlenienia pierwiastka, a nie liczbę atomów tlenu. Węgiel w COX2\ce{CO2} ma +IV+\mathrm{IV}, więc nazwa brzmi „tlenek węgla(IV)”. Tak nazywa tlenki CKE w arkuszach i tej nazwy używaj w odpowiedziach.
  5. 5.Który kwas wypiera słabszy ze soli?+
    Odp.:Mocny kwas wypiera ze soli kwas słabszy, bo jony HX+\ce{H+} wiążą się z anionem słabego kwasu. Reakcję łatwo zauważyć, gdy słabszy kwas jest nietrwały albo lotny: kwas solny wypiera kwas węglowy z węglanów (wydziela się COX2\ce{CO2}) i siarkowodór z siarczków. Moc kwasów porównasz po stałych dysocjacji z tablic CKE: im większa stała, tym kwas mocniejszy.

Zadanie ostatnie.

Rozwiąż za darmo cały arkusz CKE z matury z chemii (poziom rozszerzony) z maja 2026 roku – 180 minut, jak na egzaminie. Po oddaniu zobaczysz wynik i to, w którym dziale tracisz punkty.