В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах - страница 3

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67 

Перелік умінь: складати формули речовин; за формулою визначати, до якого класу сполук відноситься дана речовина; складати рівняння реакцій обміну (у молекулярному і іонному вигляді); називати речовини за міжнародною номенклатурою.

Оксидами називаються сполуки елементів з Оксигеном, в яких Оксиген проявляє ступінь окиснення -2. До оксидів не відносяться, наприклад, пероксиди (Na2O2, K2O2, BaO2 та інші), тому що в цих сполуках ступінь окиснення Оксигену дорівнює -1.

За властивостями розрізняють три типи оксидів: основні - оксиди багатьох металів, найчастіше в ступенях окиснення +1 і +2 (Na2O, MgO, Ag2O та інші); кислотні - оксиди неметалів (SO3, CO2, N2O5 та інші), а також оксиди перехідних металів у ступенях окиснення більш, ніж +4 (Cr+6O3,

+7 +5

Mn2 O7, V2 O5 та інші); амфотерні - оксиди елементів, які можуть проявляти як основні, так і кислотні властивості (BeO, ZnO, Al2O3 та інші).

Сполуки оксидів з водою називають гідроксидами. До них відносяться: основи (Mg(OH)2, NaOH, Ba(OH)2 та інші); кисневмісні кислоти (HNO3, H2SO4, H2CO3 та інші) і амфотерні гідроксиди (Zn(OH)2, Al(OH)3, Be(OH)2 та інші). Основним оксидам відповідають основи, кислотним - кислоти. Амфотерним оксидам відповідають амфотерні гідроксиди, які можуть проявляти властивості як основ, так і кислот.

Зверніть увагу, що безкисневі кислоти (HCl, H2S, HCN та інші) не є гідроксидами.

Питання: Чи всі оксиди можуть безпосередньо з'єднуватися з водою?

Відповідь: Ні. Безпосередньо з водою з'єднуються більшість кислотних оксидів (окрім SiO2, TeO2, TeO3, WO3 і MoO3) і оксиди найбільш активних металів (лужних і лужноземельних), гідроксиди яких добре розчинні у воді і називаються лугами. Тільки такі гідроксиди можна отримувати безпосередньою взаємодією води з відповідними оксидами. Наприклад:

SO3 + H2O = H2SO4

N2O5 + H2O = 2HNO3 Na2O + H2O = 2NaOH BaO + H2O = Ba(OH)2Нерозчинні і мало розчинні гідроксиди зазвичай отримують реакцією обміну між розчинною сіллю і лугом. Наприклад:

ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OHh4 + Na2SC>4

або в іонному вигляді:

Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2|

У водних розчинах основи дисоціюють на гідроксид-аніони ОН- (і не дають ніяких інших аніонів) і основні залишки. Кислоти дисоціюють на катіони Н+ (і ніякі інші катіони) і кислотні залишки. Наприклад:

а)  Mg(OH)2 ^ MgOH+ + OH-
MgOH+
Mg2+ + OH-

б) H2CO3 ^ H+ + HCO3-

HCO3- ^ H+ + CO32-

Основними залишками є залишки основ, якщо від них по черзі віднімати по одній групі ОН-. Наприклад: Са^ІЇЬ - основа, СаOH+ і Са2+ -основні залишки.

Кислотними залишками є залишки кислот, якщо від них по черзі віднімати по одному іону Н+. Наприклад: H3PO4 - кислота; H2PO4 , HPO42 і

3-

PO4  - кислотні залишки.

 

Контрольне завдання: напишіть формули основних залишків Mg(0^2 і Fe(OH)3 та кислотних залишків H2CO3 і Н^.

Амфотерні гідроксиди можуть дисоціювати (хоча з причини їх поганої розчинності ступінь такої дисоціації є невеликою) як за основним, так і за кислотним типом:

а)  Zn(OH)2 ZnOH+ + OH-
ZnOH+
Zn2+ + OH-

б) H2ZnO2 ^ H+ + HZnO2-

HZnO2- +± H+ + ZnO22-

При складанні іонних рівнянь речовини- які дисоціюють практично повністю (електроліти) записують як такі, що розпалися на іони. Не записуютьу вигляді іонів: речовини, що не розчинні у воді (див. таблицю розчинності), газоподібні речовини і слабкі електроліти (Н20, МН4ОН, H2CO3, ^SO3, Н^,

СН3СООН та інші).

 

Контрольне завдання: напишіть в молекулярному і іонному вигляді рівняння реакцій отримання H3PO4, Fe(OH)3, Cu(OH)2.

 

Солями називають складні сполуки, що складаються з основних і кислотних залишків.

Солі часто розглядають як продукти взаємодії кислот і основ (реакції нейтралізації). Залежно від складу основних і кислотних залишків розрізняють три типи солей: нормальні (або середні), кислі і основні.

У нормальних солях основні залишки не містять гідроксид-іонів ОН-, а кислотні залишки не містять іонів Н+. Наприклад: N2SO4, ВаСО3, FeCl2.

У кислих солях кислотні залишки містять Гідроген. Наприклад: NаНSO4, Са(НСО3)2. Кислі солі можна розглядати як продукт неповного заміщення в кислоті іонів Н+ іонами металу. Кислі солі утворюються тільки багатоосновними кислотами (основність кислоти дорівнює кількості іонів Н+, здатних заміщатися на основні залишки, зокрема на катіони металів). Назви таких солей складають шляхом додавання до назви відповідної нормальної солі приставок «гідро-» (якщо у складі аніона солі один атом Гідрогену) або «дігідро-» (якщо у складі аніона солі два атоми Гідрогену). Наприклад: ^^Ozi - фосфат натрію, N2HPO4 - гідрофосфат натрію, NH2PO4 -дігідрофосфат натрію.

Основними називаються солі, в яких основні залишки містять групи ОН-, наприклад: (Cu0Н)2SO4, А1(ОН)2С1. Такі солі можна розглядати як продукт неповного заміщення в основі іонів ОН- кислотними залишками, що не містять Гідроген.

Основні солі утворюються тільки багатокислотними основами (кислотність основи дорівнює кількості гідроксид-іонів ОН-, що здатні заміщатися на кислотні залишки). Назви таких солей складають шляхом додавання до назви відповідної нормальної солі приставок «гідроксо-» (якщо у складі катіона солі одна група ОН-) або «дігідроксо-» (якщо у складі катіона дві групи ОН-). Наприклад: А1(Ж)3)3 - нітрат алюмінію, А1ОН(Ж)3)2 - гідроксонітрат алюмінію, А1(ОН)2Ж)3 - дігідроксонітрат алюмінію.

Багато солей отримують за допомогою кислотно-основних реакцій, до яких відносяться:

- взаємодія основ або основних оксидів з кислотами або кислотними оксидами:а) Mg(OH)2 + 2HC1 = MgC12 + 2H2O або
Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O

б)  Mg(OH)2 + CO2 = MgCO3 + H2O

в)  MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O або

MgO + 2H+ = Mg2+ + H2O

- взаємодія кислих солей з основними або основних солей з кислими:

 

а)  Mg(HSO4)2 + Mg(OH)2 = 2MgSO4 + 2H2O або

2H+ + Mg(OH)2 = Mg2+ + 2H2O

 

б)  (MgOH)2SO4 + H2SO4 = 2MgSO4 + 2H2O або

MgOH+ + Н+ = Mg2+ + H2O

Амфотерні оксиди і гідроксиди взаємодіють як з кислотами, так і з основами:

а)  Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O або

Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2H2O

б)  Zn(OH)2 + 2ШаОН = Na2ZnO2 + 2H2O або

Zn(OH)2 + 2ОН- = ZnO22- + 2H2O

При взаємодії з кислотою амфотерний гідроксид виступає в ролі основи Zn(OH)2. При взаємодії з основою амфотерний гідроксид виступає в ролі кислоти Н2ZnO2.

Приклад 2.1. Вкажіть, до якого класу сполук відносяться наступні речовини: Ca(HCO3)2, BaSO4 , Mg(OH)2, H2SO3, (CuOH)2SO4, P2O5, MgO і назвіть їх.

Розв'язання. Щоб встановити клас сполук, треба визначити катіон і аніон у складі даної речовини.

2+ -

Ca(HCO3)2: катіон Са2+ - основний залишок, аніон НСО3 - кислотний залишок, що містить Гідроген. Отже, дана сполука є кислою сіллю, гідрокарбонат кальцію;

2+ 2-

BaSO4: катіон Ва2+ - основний залишок, аніон SO42 - кислотний залишок, що не містить Гідроген. Отже BaSO4 - нормальна (середня) сіль, сульфат барію;2+ -

Mg(OH)2: катіон Mg2+ - катіон металу (основний залишок), аніон ОН . Отже Mg(OH)2 - основа, гідроксид магнію;

H2SO3: катіон Н+, аніон SO32- - кислотний залишок. Отже, H2SO3 -кислота (гідроксид сульфуру (IV)), сульфітна (сірчиста) кислота;

(CuOH)2SO4: катіон CuOH+ - основний залишок, що містить одну

- 2-

групу ОН , аніон SO4 - кислотний залишок. Отже, (CuOH)2SO4 - основна сіль, гідроксосульфат купруму.

P2O5 і MgO: неважко здогадатися, що P2O5 і MgO є оксидами, причому P2O5 - кислотний оксид (оксид типового неметалу), а MgO - основний (оксид типового металу).

Приклад 2.2. Складіть рівняння реакцій наступного циклу перетворень:

FeSO4 Fe(HSO4)2 FeSO4 (FeOH)2SO4 FeSO4 Назвіть всі дані солі.

Розв'язання. Виконуючи дане завдання, треба пам'ятати, що кислі солі утворюються при надлишку кислоти, основні - при надлишку основи, а для перетворення основних і кислих солей на нормальні необхідно провести відповідні реакції нейтралізації.

1)  для перетворення FeSO4 у Fe(HSO4)2 треба додати сірчану кислоту:
FeSO4 + ^SO4 Fe(HSO4)2

2)     щоб з Fe(HSO4)2 отримати FeSO4, треба додати основу - гідроксид феруму

Fe(HSO4)2 + Fe(OH)2 2FeSO4 + 2Н2О або в іонному вигляді:

2Н+ + Fe(OH)2 Fe2+ + 2Н2О

3)         для отримання основної солі з нормальної необхідно додати надлишок основи - гідроксид феруму:

FeSO4 + Fe(OH)2 (FeOH)2SO4 або

Fe2+ + Fe(OH)2 2FeOH+

4)    для перетворення основної солі на нормальну треба додати кислоту: (FeOH)2SO4 + Н2SO4 2FeSO4 + 2Н2О або

FeOH+ + Н+ — Fe2+ + Н2О

5)    назви солей:

FeSO4 - сульфат феруму(ІІ); Fe(HSO4)2 - гідросульфат феруму(ІІ); (FeOH)2SO4 - гідроксосульфат феруму(ІІ).3. СТЕХІОМЕТРИЧНІ РОЗРАХУНКИ

 

Основні поняття: хімічна формула: проста (емпірична) і істинна (молекулярна), хімічне рівняння; стехіометричний коефіцієнт, стехіометричне співвідношення; моль, кількість речовини (число моль), молярна маса, молярний об'єм; вихід продукту реакції.

Перелік умінь: розраховувати склади речовин і їх сумішей, виводити хімічні формули за результатами аналізу речовини, визначати маси (а для газів - і об'єми) речовин, що вступили в реакцію або утворюються при її перебігу, розраховувати вихід продуктів реакції.

 

Як і будь-яке явище природи, хімічна реакція перебігає за умови дотримання фундаментальних законів збереження маси і енергії. Загальне число атомів елементів, що входять як до складу вихідних речовин, так і продуктів реакції, в ході реакції не змінюється. На цьому заснований підбір коефіцієнтів в рівнянні реакції. Ці коефіцієнти і розрахунки, що проводяться з їх використанням, називають стехіометричними (від грецьких слів БШісІїеіоп - елемент, metreo - вимірюю).

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67 


Похожие статьи

В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах