Добування оксигену

1) у промисловості – ректифікація рідкого повітря електролізом води:

Н₂О Н⁺ + ОН^-

К^(-): 2 Н₂О + 2 ē = Н₂ + 2 ОН^-

А⁽⁺⁾: 2 Н₂О – 4 ē = О₂ + 4 Н⁺

2) в лабораторії:

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

2HgO 2Hg + O₂

2H₂O₂ 2H₂O + O₂

2 KMnO₄ + 5 H₂O₂ + 3 H₂SO₄ = 2 MnSO₄ + 5 O₂ + K₂SO₄ + 8 H₂O

3) в природі – при фотосинтезі:

6 CO₂ + 6 H₂O + світло C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

4) розклад нітратів:

[до Mg] – MeNO₂ + O₂

MeNO₃ – [Mg-Cu] – MeO + NO₂ + O₂

[Cu] – Me + NO₂ + O₂

Оксиген виявляє окислювальні властивості. Він реагує з:

1) металами:

4 Li + O₂ = 2 Li₂O, 2 Na + O₂ = Na₂O₂, K + 2 O₂ = K₂O₄, Au, Pt + O₂ = не реагує

2) неметалами:

S + O₂ = SO₂, 4 P + 5 O₂ = 2 P₂O₅

3) горіння складних речовин:

CH₄ + 2O₂ = 2CO₂ + 2H₂O, C₂H₅OH + 3 O₂ = 2CO₂ + 3H₂O

4) доокиснення:

2NO + O₂ = 2 NO₂, 4NO₂ + H₂O + O₂ = 4 HNO₃, 2 CO + O₂ = 2 CO₂

Сульфур – 2-й елемент VI групи

S

Октаедрична Аморфна

(пластична s) (ромбічна)

α - s моноклінна

(призматична)

β - s

у парах S знаходиться у вигляді:

S₈ – S₆ – S₄ – S₂

Добування:

1. Метод Фраша – виплавки S із гірських порід

FeS₂ = FeS + S

пар

Хімічні методи:

2 H₂S + 3 O₂ = 2 SO₂ + 2 H₂O

4 C + CaSO₄ = 4 CO + CaS

2 KMnO₄ + 5 H₂S + 3 H₂SO₄ = 2 MnSO₄ + 5S + K₂SO₄ + 8 H₂O

Сульфур реагує:

1) з металами:

Fe + S = FeS, Hg + S = HgS

2) з неметалами:

H₂ + S = H₂S, C + 2S = CS₂, S + O₂ = SO₂, 2 P + 3 S = P₂S₃

3) з лугами:

S + 6 KOH = 2 K₂S + K₂SO₃ + 3 H₂O

4) з кислотами:

S + 4 HNO_3(k) = SO₂ + 4 NO₂ + 2 H₂O

3. Озон. Пероксид водню О

Озон – О₃ О О

Газ із приємним запахом. Дуже сильний окисник.

2 Ag + O₃ = Ag₂O + O₂

PbS + 2 O₃ = PbSO₄ + O₂

2 KI + O₃ + H₂O = 2 KOH + I₂ + O₂

Застосування озону

для відбілювання у харчовій для дезінфекції

тканин промисловості приміщень

Пероксид водню – Н₂О₂^-1

Н – О – О – Н – це рідина, 3-5 % розчин якої використовують в медицині як дезінфікуючий засіб.

Отримання: 1) BaO₂ + H₂SO₄ = Ва SO₄ + H₂O₂

2) BaO₂ + CO₂ + H₂O = BaCO₃ + H₂O₂

В окисно-відновних реакціях H₂O₂ виступає і окисником, і відновником.

_{+3 -1 +6 -2}

2 KCrO₂ + 3 H₂O₂ + 2 KOH = 2 K₂CrO₄ + 4 H₂O

^{6ē 2ē окисник}

_{+6 -1 +3 0}

K₂Cr₂O₇ + 3 H₂O₂ + 4 H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 2 O₂ + K₂SO₄ + 7 H₂O

^{6ē 2ē відновник}

4. Важливіші сполуки р-елементів VI групи та їх застосування

Формула сполуки	Назва	Застосування
H2SO4     CaSO4 * 2H2O   MgSO4 * 7H2O CuSO4 * 5H2О Na2S2O3 * 5H2O	Сульфатна кислота     Гіпс   Магній сульфат Мідний купорос Тіосульфат натрію	У хімічній промисловості, для отри-мання мінеральних добрив, як каталізатор В`яжучий матеріал в будівництві, у медицині У медицині Як отрутохімікат У фотографії, у медицині

5. Оксигеновмісні сполуки сульфуру, H₂SO₄

SO₂ H₂SO₃ (NaSO₃ NaHSO₃)

S

SO₃ H₂SO₄ (KSO₄ KHSO₄)

H₂SO₄ отримують контактним методом, який включає три стадії:

I 4 FeS₂ + 11 O₂ =2 Fe₂O₃ + 8 SO₂

II 2 SO₂ + O₂ = 2 SO₃

III SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Особливості H₂SO_4(к) при взаємодiї з металами

_{+6 0 +2 +4}

2 H₂SO_4(к) + Cu = CuSO₄ + SO₂ + 2 H₂O

oкисник

5 H₂SO_4(к) + 4 Zn = 4 ZnSO₄ + H₂S + 5 H₂O

4 H₂SO_4(к) + 3 Ca = 3 CaSO₄ + S + 4 H₂O

H₂SO_4(к) + Fe, Al, Cr = не реагує

Питання для самоконтролю

1. Як і чому змінюються металічні властивості р-елементів VI групи від оксигену до полонію?

2. Назвіть сфери застосування сірки та її важливих сполук.

3. Що таке сірчаний цвіт?

4. Напишіть якісні реакції на сульфат, сульфіт та сульфід-йони.

5. У 300 мл Н₂О розчинили 3,5 V H₂S (у.н.). Визначте масову частку H₂S в розчині.

6. Назвіть технічні матеріали, в яких міститься сульфур.

7. Закінчить рівняння реакцій, складіть схеми електронного балансу:

SO₂ + SCO₂ =

H₂S + H₂SO₃ =

FeS + O₂ =

NaOH + S =

S + H₂SO_4(k) =

KMnO₄+ Na₂S + H₂SO₄ =

K₂Cr₂O₇ + H₂S +H₂O =

Елементи V групи періодичної системи Д.І.Менделєєва

План

1. Загальна характеристика р-елементів V групи.

2. Нітроген. Аміак.

3. Нітратна кислота. Азотні добрива.

4. Фосфор. Ортофосфатна кислота.

5. Важливіші сполуки р-елементів та їх застосування.

Рекомендована література:

Основна: [1, 2, 3, 4, 5]; Додаткова: [1, 3, 5, 6, 7]

Міні-лексікон: нітроген, нітратна кислота, нітрати, солі амонію

1. Загальна характеристика р-елементів V групи

Елемент	Будова останнього електронного шару	Ступінь окиснення
7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi	1s^22s^22p^3 ....3s^23p^3 ....4s^24p^3 ....5s^25p^3 ....6s^26p^3	-3, -2, -1, 0, +1,+5 -3, 0, +3, +5 -3, 0, +3, +5 -3, 0, +3, +5 -3, 0, +3, +5

- всі вони р-елементи

- з оксигеном утворюють сполуки: Е₂О₃, Е₂О₅

- з гідрогеном - ЕН₃

- збільшується t^o_k від 195 у N до +1550 оС у Bi

- у N відсутні d-орбіталі, тому максимальна валентність N = IV

- до завершення електронного шару всім елементам не вистачає 3ē, і тому вони

виявляють ступінь окиснення 3.

2. Нітроген. Аміак

N – нітроген (той, що утворює селітру).

N₂ - газ без кольору і запаху, досить інертний в хімічному відношенні N ≡ N.

Він реагує з:

1) металами: N₂ + 3 Mg = Mg₃N₂

2) неметалами: 2 B + N₂ = 2 BN, N₂ + 3H₂ = 2 NH₃, N + O₂ = 2 NO, C₂ + N₂ = C₂N₂ (CN)₂

Нітроген утворює декілька оксидів: N₂O, NO, N₂O₃, N₂O₅

NН₃ – аміак – газ з різким запахом, добре розчиняється у воді

NH₃ + H₂O= NH₄OH, NH₃ + HCl = NH₄Cl, 2 NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄

Отримання NH₃

В промисловості N₂ + 3 H₂ = 2NH₃

Застосування NH₃

- як холодоагент

- для отримання солей амонію

- синтез сечовини і нашатирного спирту

- синтез НNO₃

3. Нітратна кислота. Азотні добрива

НNO₃ – нітратна кислота, досить сильний електроліт і є окисником.

Cu + 4HNO_3(k) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO_3(p) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

4Ca + HNO_3(p) = 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Fe, Cr, Al + HNO_3(k) = не реагує

Отримання HNO₃

1) каталітичне окиснення аміаку: NH₃ – NO – NO₂ – HNO₃

2) електродуговий метод: N₂ – NO – NO₂ – HNO₃

3) в лабораторії: KNO₃ + H₂SO_4(k) = KHSO₄ + HNO3

Азотні добрива

Нітрати-селітри: KNO₃, NaNO₃, Ca(NO₃)₂, NH₄NO₃

Cолі амонію: NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄, (NH₄)₃PO₄, NH₄H₂PO₄, (NH₄)₂HPO₄

Дата добавления: 2014-01-04