КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Способы получения кислотКлассы и номенклатура химических неорганических соединений 1.1. Основные понятия Предметом химии как науки о веществах являются химические элементы и их соединения. Под веществами понимаются различные виды движущейся материи, обладающие массой покоя. Различают простые и сложные вещества. Простые состоят из атомов одного вида элементов, т.е. они одноэлементны. Сложные вещества состоят из атомов разных элементов, т.е. они многоэлементны. Химическим элементом называют вид атомов с определенным положительным зарядом ядра. Исходя из этого определения, простые вещества представляют собой формы существования элементов в свободном виде; каждому элементу соответствует, как правило, несколько простых веществ (аллотропных форм), которые могут отличаться по составу, например атомный кислород О, кислород О2 и озон О3, или по кристаллической решетке, например алмаз и графит для элемента углерод. Простые вещества могут быть одно- или многоатомными. Сложные вещества иначе называют химическими соединениями. Этот термин означает, что вещества могут быть получены с помощью химических реакций соединения из простых веществ – химического синтеза или разделены на элементы в свободном виде (простые вещества) с помощью химических реакций разложения – химического анализа. Пример. 2Hg + О2 = 2HgO простые вещества химическое соединение Сложные вещества, образующиеся из простых веществ, не сохраняют химические свойства составляющих веществ. Все химические элементы по их свойствам, т.е. свойствам свободных атомов и свойствам образуемых элементами простых и сложных веществ, делят на металлические и неметаллические элементы. Условно к неметаллам относят элементы He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, F, Cl, Br, I, At, O, S, Se, Te, N, P, As, C, Si, B и H, а остальные элементы считаются металлами. К общим физическим свойствам металлов относятся высокая, электропроводность, теплопроводность и повышенная способность к пластической деформации. Металлам присущ металлический блеск и непрозрачность. При комнатной температуре все металлы (кроме ртути) находятся в твердом состоянии. Основным химическим свойством металлов является сравнительная легкость отдачи валентных электронов и переход в состояние положительно заряженных ионов. В результате этого металлы в своих соединениях проявляют только положительную окисленность. Неметаллы не обладают характерным для металлов блеском, хрупки, имеют низкую теплопроводность и электропроводность. Некоторые из них при обычных условиях газообразные. Неметаллы проявляют как положительную, так и отрицательную окисленность. Сложные вещества делят на органические и неорганические. Органическими принято называть соединения углерода; все остальные вещества называют неорганическими (иногда минеральными). Построение химических формул и названий неорганических веществ подчиняется системе номенклатурных правил. Каждое вещество изображается формулой, отражающей его состав. В соответствии с этой формулой строится систематическое название вещества, также отражающее его состав. Кроме систематических названий для распространенных и хорошо известных веществ используются традиционные и специальные названия, не отвечающие в полной мере составу вещества, но более краткие и удобные для применения. 1.2. классификациЯ неорганических веществ Неорганические вещества разделяют на классы по следующим признакам. 1) по составу: - бинарные (двухэлементные) соединения, - многоэлементные соединения; - кислородсодержащие соединения, - азотсодержащие соединения и т.д. 2) По функциональным признакам (по функциям, которые химические соединения осуществляют в химических реакциях): - кислотно-основные функции, - окислительно-восстановительные функции и т.д.
1.3. БИНАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Простейшие бинарные соединения состоят из атомов двух элементов. К важнейшим бинарным соединениям относятся соединения элементов: 1) с кислородом – оксиды, 2) галогенами (F, Cl, Br, I) - галогениды или галиды, 3) азотом – нитриды, 4) углеродом – карбиды, 5) соединения металлических элементов с водородом – гидриды. Бинарные соединения элементов с серой называют сульфиды, селеном – селениды, теллуром – теллуриды, фосфором – фосфориды, мышьяком – арсениды, сурьмой – стибиды, кремнием – силициды. По функциональным признакам оксиды подразделяются на: I- солеобразующие (Ia-основные, Ib–кислотные, Ic- амфотерные) оксиды; II- несолеобразующие оксиды. Ia. Основными называют оксиды, взаимодействующие с кислотами (или с кислотными оксидами) с образованием солей. Например: CaO+ 2HCl=CaCl2+H2O. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, основные оксиды образуют основания. Например, CaO+ H2O=Ca(OH) 2. Ib. Кислотными называют оксиды, взаимодействующие с основаниями (или основными оксидами) с образованием солей. Например: CO2 + Ca(OH) 2=CaCO 3 +H 2O. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, кислотные оксиды образуют кислоты. Например, SO3+ H2O=H2SO4. Один из способов получения кислотных оксидов – отнятие воды от соответствующих кислот. Поэтому иногда кислотные оксиды называют ангидридами кислот. Ic. Амфотерными называют оксиды, образующие соли при взаимодействии, как с кислотами, так и с основаниями. Например: ZnO+2HCl=ZnCl2 +H 2O; ZnO+NaOH+H 2O=Na2[Zn(OH)4]. К амфотерным оксидам, кроме ZnO, относятся, например, Al2O3, PbO2, Cr2O3, SnO, SnO2. II. Несолеобразующие оксиды не способны взаимодействовать с кислотами или основаниями с образованием солей. К ним относятся N2O, NO, СО и некоторые другие оксиды. 1.4. МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Среди многоэлементных соединений важную группу составляют гидроксиды - вещества, содержащие гидроксогруппы OH. Гидроксиды подразделяют на: - основные гидроксиды, которые проявляют свойства оснований (NaOH, Ba(OH)2 и т.п.); - кислотные гидроксиды, которые проявляют свойства кислот (HNO3, H3PO4 и т.п.); - амфотерные гидроксиды, способные в зависимости от условий проявлять как основные, так и кислотные свойства (например, Zn(OH)2, Al(OH)3, Pb(OH)2, Sn(OH)2, Cr(OH)3). К важнейшим классам неорганических соединений, выделяемым по функциональным признакам, относят кислоты, основания, соли. 1.4.1. КИСЛОТЫ С точки зрения теории электролитической диссоциации, кислоты – это вещества, диссоциирующие в водном растворе с образованием катионов одного вида – катионов водорода H+. В общем виде уравнение электролитической диссоциации кислоты имеет вид: Кислота ® Катион водорода + Анион кислотного остатка Пример. H2SO4 Û 2H+ + SO42-. Наиболее характерное свойство кислот – их способность реагировать с основаниями, с основными и амфотерными оксидами с образованием солей. Поэтому для кислот справедливо еще одно определение: кислота – это водородсодержащее соединение, водород которого может быть замещен на металл с образованием соли. Пример. Mg +H2SO4 =MgSO4 + H2 .
Кислоты можно классифицировать: 1) по силе - сильные (важнейшие HNO3, H2SO4, HCl), -слабые; 2) по наличию или отсутствию кислорода в составе кислоты: - кислородсодержащие кислоты (HNO3, H3PO4), - бескислородные кислоты (HCl, H2S, HCN); 3) по основности (т.е. по числу атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться атомами металла с образованием соли): - одноосновные (HCl,HNO3), - двухосновные (H2S, H2SO4), -трехосновные (H3PO4) и т.д. 1.4.2.ОСНОВАНИЯ С точки зрения теории электролитической диссоциации, основания – это вещества, диссоциирующие в водном растворе с образованием анионов одного вида – гидроксид-ионов ОH-. В общем виде уравнение электролитической диссоциации основания имеет вид: Основание® Катион основания + Гидроксид-ион Пример. Na(OH)Û Na+ + OH- . Наиболее характерное свойство – их способность реагировать с кислотами, с кислотными и амфотерными оксидами с образованием солей. Примеры. KOH+ HCl = KCl + H2O. Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O. 2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + H2O.
Основания можно классифицировать: 1) по силе -сильные (все щелочи), -слабые (Cu(OH)2, Fe(OH)2); 2) по кислотности –однокислотные (LiOH, KOH), - двухкислотные (Ва(OH)2, Fe(OH)2) и т.д. 1.4.3. СОЛИ С точки зрения теории электролитической диссоциации, соли – это вещества, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов основания и анионов кислотного остатка. В общем виде уравнение электролитической диссоциации основания имеет вид: Соль ® Катион основания + Анион кислотного остатка Примеры. Cr2(SO4)3Û 2Cr3+ + 3SO42-. NH4NO3 Û NH4+ + NO3-. Соли можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в кислоте атомами металлов (или группы атомов, например NH4) или как продукты замещениягидроксогрупп в основании кислотными остатками. Классификация солей 1. Средние (или нормальные) соли – получаются при полном замещении (атомов водорода в кислоте атомами металлов или гидроксогрупп в основании кислотными остатками). Пример. Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 +2H2O. CaSO4 ( сульфат кальция ) - нормальная соль. 2. Кислые соли - получаются при неполном замещении атомов водорода в кислоте. Пример. KOH + H2SO4 = KH SO4 + H2O. KH SO4 (гидросульфат калия) – кислая соль. Кислые соли могут быть образованы только кислотами, основность которых равна или больше двух. 3. Основные соли – получаются при неполном замещении гидроксогрупп основания. Пример. Mg(OH)2 + HCl = Mg(OH)Cl + H2O. Mg(OH)Cl (хлорид гидроксомагния) – основная соль. Основные соли могут быть образованы только основаниями, содержащими не менее двух гидроксогрупп. Соли, образованные двумя металлами и одной кислотой, называют двойными солями. Пример: сульфат калия-алюминия KAl(SO4)2*12H2O. Соли, образованные одним металлом и двумя кислотами называют смешанными солями. Пример: хлорид-гипохлорит кальция СaCl(OCl) (или CaOCl2)– кальциевая соль соляной (HCl) и хлорноватистой (HOCl) кислот. 1.5. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 1.5.1..СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВАНИЙ 1) Получение щелочей: 1) Металл + вода 2Na+2H2O=2NaOH+H2. Ba+2H2O=2Ba(OH)2+H2. 2) Оксид + вода Li2O+H2O=2LiOH. CaO + 2H2O=2Ca(OH)2. 3) Электролиз водных NaCl Û Na+ + Cl-. растворов солей щелочных металлов 2) Получение нерастворимых в воде оснований: Соль + щелочь CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2 ¯+Na2 SO4, Cu2+ + 2OH- =Cu(OH)2. FeCl2+2KOH=Fe(OH)2 ¯+2KCl, Fe2+ + 2OH- =Fe(OH)2. ________________________________________________ Исключение: Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+Ca(CO)3 ¯.
1) Получение кислородсодержащих кислот: взаимодействие соответствующих SO3+H2O = H2SO4 ангидридов с водой N2O5+H2O = 2HNO3. 2) Получение некоторых кислородсодержащих кислот: действие на неметаллы сильных 2P+5HNO3+2H2O = 3H3PO4+5NO окислителей 3I2+10HNO3 = 6HIO3+10NO+2H2O. 3) Получение бескислородных кислот: прямое взаимодействие элементов H2+Cl2=2HCl. 4) Общий способ: реакция обмена между солью NaCl+H2SO4=HCl+NaHSO4 1.5.3. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ 1) Из металлов: -металлы с неметаллами Mg+Cl2 =MgCl2, -металлы с кислотами Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,
-металлы с cолями Cu+HgCl2=CuCl2+Hg.
2) Из оксидов: -основные оксиды с кислотами CaO+2HCl= CaCl2+H2O, -кислотные оксиды с основаниями CO2+Ca(OH)2= CaCO3+H2O, -кислотные оксиды с основными CaO+CO2=CaCO3. 3) Реакция нейтрализации: -кислота с основанием H2SO4+2NaOH=Na2SO4 +2H2O. 4) Из солей: -соли с солями AgNO3 +NaCl=AgCl¯+NaNO3, -соли c основаниями CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2¯+Na2SO4, -соли c кислотами Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2.
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 2087; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |