Експериментальна частина

Основи

Основами називають сполуки, до складу яких входять катіони металу та гідроксильні групи. Інша назва основ – гідроксиди. Розчинні у воді основи називають лугами.

Xiмiчнi властивості

Основи взаємодіють:

– з кислотами (реакція нейтралізації)

NaOH + НСl → NaCl + Н₂О

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O

– з кислотними оксидами

2NaOH + СО₂ → Na₂CO₃ + Н₂О

Са(ОН)₂ + СО₂ → СаСО₃ + Н₂О

– з розчинами середніх i кислих солей (тільки луги)

2КОН + CuCl₂ → Cu(OH)₂↓ + 2KC1

NaOH + NaHCO₃ → Na₂CO₃ + Н₂О

– основи розкладаються під час нагрівання

Cu(OH)₂ CuO + Н₂О

2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + ЗН₂О

Амфотерні гідроксиди

Амфотерні гідроксиди одночасно можна розглядати i як кислоти, i як основи, тобто такі сполуки, в яких Гідроген може заміщуватись на атоми металу, а гідроксильна група – на кислотний залишок. Наприклад:

Zn(OH)₂, А1(ОН)₃, Cr(OH)₃, Sn(OH)₄, Pb(OH)₂тощо

Амфотерні гідроксиди з кислотами реагують як основи, а з основами – як кислоти

Zn(OH)₂ + H₂SO₄ → ZnSO₄ +2H₂O

Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂ZnО₂ + 2H₂O

Амфотерні гідроксиди добувають взаємодією розчину солі металу з певною кількістю лугу

ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂ + 2NaCl

A1₂(SO₄)₃ + 6KOH → 2A1(OH)₃ + 3K₂SO₄

Кислоти

Кислотами називають сполуки, що містять атоми Гідрогену, здатні заміщуватись на атоми металів з утворенням солей.

Кількістю атомів Гідрогену, здатних заміщуватися на атоми металів, визначається основність кислоти.

Розрізняють безоксигенові та оксигеновмісні кислоти.

Безоксигенові кислоти:

HF–флуоридна, або флуороводнева (плавикова) кислота;

НСl – хлоридна, або хлороводнева кислота;

НВг – бромідна, або бромоводнева кислота;

HJ – йодидна, або йодоводнева кислота;

HCN – ціанідна (синильна) кислота;

H₂S – сульфідна або сірководнева кислота.

Оксигеновмісні кислоти:

H₂SO₄ – сульфатна кислота (сірчана кислота);

H₂SO₃ – сульфітна кислота;

HNO₃ – нітратна кислота (азотна кислота);

HNO₂ – нітритна кислота;

Н₃РО₄ – ортофосфатна кислота;

НClO₄ – перхлоратна кислота;

НСlО₃ – хлоратна кислота;

НСlО₂ – хлоритна кислота;

НСlO – гіпохлоритна кислота;

Н₃ВО₃ – ортоборатна кислота;

H₂SiО₃ – силікатна кислота.

Хімічні властивості

Кислоти взаємодіють:

– з металами згідно з рядом електрохімічних потенціалів металів

Zn + Н₂SО₄ (розв.) → ZnSО₄ + Н₂↑

Сu + Н₂SО₄ (pозв.) ≠

Сu + 2Н₂SО₄(конц.) → СuSО₄ + SО₂↑+ 2Н₂О

– з основними та амфотерними оксидами

СuО + Н₂SО₄ → СuSО₄ + Н₂О

SnО + 2НСl → SnСl₂ + Н₂O

– з основами (реакція нейтралізації)

Сu(ОН)₂ + 2НСl → СuС1₂ + 2Н₂О

2КОН + Н₂SО₄ → К₂SО₄ + 2Н₂О

– із солями, якщо в результаті виділяється газ або випадає осад

Na₂СО₃ + 2НСl → 2NaСl + СО₂↑ + Н₂О

ВаСl₂ + Н₂SО₄ → ВаSO₄↓ + 2НСl

Солі

Солями називають продукт заміщення атомів Гідрогену у кислоті на атоми металу або гідроксильних груп у гідроксидах металів на кислотні залишки.

Солі бувають середні, кислі та основні.

Середні coлi є продуктом повного заміщення атомів Гідрогену кислоти на атоми металу NaCl, ZnSO₄, Cu(NO₃)₂.

Назви середніх солей походять від назв кислот i металів, з яких утворені солі: магній сульфат MgSO₄, натрій фосфат Na₃PO₄.

Кислі солі можна розглядати як продукт неповного заміщення атомів Гідрогену кислоти на атоми металу. Кислі солі, як правило, утворюються в разі надлишку кислоти i можуть бути перетворені на середні солі дією основи:

Са(НСО₃)₂ + Са(ОН)₂ → 2СаСО₃ + 2Н₂О

Назви кислих солей походять від назв середніх солей з додаванням слова гiдpoген- або дигiдpoген-: кальцій гідрогенкарбонат, натрій дигідрогенфосфат Са(НСО₃)₂, NaH₂PO₄

Подвійними солями називають coлi, утворені різними катіонами i одним і тим самим аніоном.

Прикладом може бути кристалогідрат калій-алюміній сульфат – алюмокалієвий галун, розгорнута формула якого K₂SO₄ ∙ A1₂(SO₄)₃ ∙ 24H₂O i скорочена KA1(SO₄)₂ ∙ 12Н₂О. Утворення подвійних сульфатів (галунів) є характерним для низки тривалентних металів (Al, Cr, Fe, V тощо).

3мішаними називаються coлi, yтвopeнi одним і тим самим катіон-іном, але різними аніонами.

Наприклад, Ba(Cl)NO₃ – барій хлорид-нітрат, CaCl(OC1) – кальцій хлорид-гіпохлорит.

Xiмiчнi властивості

Cолі взаємодіють:

– з металами, згідно з рядом електрохімічних потенціалів металів

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Cu + ZnCl₂ ≠

– з основами, якщо внаслідок реакції випадає осад або виділяється газ

FeCl₃ + ЗКОН → Fe(OH)₃↓ + 3KCl

2NH₄Cl + Са(ОН)₂ → СаСl₂ + 2NH₃↑ +2H₂O

– з кислотами, якщо внаслідок реакції випадає осад або виділяється газ

FeS + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂S ↑

ВаСl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2HCl

– з солями, якщо внаслідок реакції випадає осад

NaCl + AgNO₃ → NaNO₃ + AgCl ↓

ВаС1₂ + CuSO₄ → CuCl₂ + BaSO₄ ↓

Генетичний зв'язок між класами неорганічних сполук можна зобразити схемою:

1) Ca + O₂ → 2CaO

2) CaO + H₂O → Ca(OH)₂

3) S + O₂ → SO₂

4) SO₂ + H₂O → H₂SO₃

5) Ca + S → CaS

6) CaO + SO₂ → CaSO₃

7) CaO + H₂SO₃ → CaSO₃ + H₂O

8) Ca(OH)₂ + SO₂ → CaSO₃ + H₂O

9) Ca(OH)₂ + H₂SO₃ → CaSO₃ + 2H₂O

Дослід 1.2.1. Взаємодія оксидів з водою

Внести у пробірку небагато СаО, СuО, ZnО. Долити у кожну пробірку 3-4 краплі дистильованої води і збовтати. Які оксиди взає­модіють з водою? Написати рівняння реакцій.

Дослід 1.2.2. Одержання малорозчинних у воді гідроксидів

Помістити у пробірки номер 1, 2, 3, 4 по 4-5 крапель розчинів FеСl₃, СuSО₄, МnСl₂ та NiSО₄ і додати в кожну пробірку по 2-3 краплі будь-якого лугу. Що при цьому відбувається? Звернути увагу на колір осадів. Написати рівняння реакцій. До осадів у пробірках № 3 і № 4 додати роз­чин Н₂SО₄. Що відбувається? Написати рівняння реакцій.

Дослід 1.2.3. Одержання амфотерних гідроксидів

У пробірки помістити по 6-8 крапель розчинів солей алюмінію, цинку і хрому (Ш). У кожну пробірку додати 2-4 краплі розчину лугу. Що при цьому утворюється? Написати рівняння реакцій. Кож­ний із одержаних осадів розділити на дві частини. До однієї частини додати розчин НNО₃, до другої – надлишок розчину лугу. Що при цьому відбувається? Написати рівняння реакцій.

Дослід 1.2.4. Взаємодія основних оксидів з кислотами

У пробірку помістити небагато СuО, додати 3-4 краплі розчи­ну НСl і підігріти. Що відбувається? Написати рівняння реакцій.

Дослід 1.2.5. Взаємодія солі з сіллю

У пробірку до 3-5 крапель розчину ВаСl₂ додати 2-3 краплі розчину Nа₂SО₄. Що відбувається? У пробірку з 2-3 краплями розчи­ну АgNО₃ додати 1-2 краплі КСl. Що відбувається? Написати рівняння реакцій. Аналогічним способом одержати СаСО₃.

1.3. Контрольні запитання

1.	Які з наведених оксидів можуть реагувати один з одним: CaO; SO3; CO2; ZnO; Na2O; P2O5. Складіть відповідні рівняння реакцій.
2.	Написати формули кислотних оксидів, що відповідають наступним кислотам: H3BO3: H4P2O7; H2CO3; HNO2; H2SO3.
3.	Скласти рівняння реакцій утворення магній сульфату, виходячи із: а) магнію; б) оксиду магнію; в) магнію гідроксиду; г) магній карбонату.
4.	З якими із вказаних речовин буде взаємодіяти цинк гідроксид: а) сульфур (lV) оксид; б) нітратна кислота; в) кальцій гідроксид; г) карбон (lV) оксид.
5.	З якими із перелічених речовин буде реагувати хлоридна кислота: а) Na2SO3; б) Zn(OH)2; в) CaO; д) H3PO4; ж) NH3.
6.	Здійсніть перетворення: CO2 → Ca(HCO3)2 → CaCO3 → CaCl2. Назвіть утворені сполуки.
7.	Складіть рівняння реакцій утворення середніх солей між: а) натрій силікатом і нітратною кислотою; б) калій гідросульфатом і калій гідроксидом.
8.	Скласти рівняння реакцій взаємодії: а) нітроген (V) оксиду з калій оксидом; б) фосфор (III) оксиду з натрій оксидом.
9.	Із відповідної кислоти та основи утворити наступні солі: КHS; NaHSO3; (FeOH)2SO4; Ca(NO2)2.
10.	Назвіть солі та вкажіть їх тип: Ca(NO3)2; Mg(OH)Cl; KHSO3; Al2(SO4)3.
11.	Скласти графічні формули солей: MgSO3; Na3PO3; Ba(NO2)2; CuS; KH2PO4.
12.	Довести за допомогою відповідних рівнянь реакцій амфотерний характер оксидів ZnO та Al2O3.
13.	Назвіть оксиди, та вкажіть їх тип та складіть графічні формули K2O; SO3; Fе2O3; P2O5; ZnO.
14.	Записати реакції, за допомогою яких можна здійснити перетворення: AlCl3 ® Al(OH)3 ® KAlO2 ® Al(OH)3 ® Al2O3.

Дата добавления: 2017-02-01