Неорганическая химия, ответы. 1. Строение атома. Атом
 Скачать 436.56 Kb.
|
|
Компоненты системы – это минимальное количество веществ, которое дает данное число фаз. Компоненты могут быть выделены из системы и существовать вне ее. Фаза - однородная часть системы, имеющая одинаковый состав, свойства и поверхность раздела с др частями системы. Система, состоящая из нескольких фаз называется гетерогенной и реакции, протекающие в такой системе – гетерогенные. Однофазная система называется гомогенной и реакции – гомогенные. Состояние системы определяется её термодинамическими параметрами. Различают физические (Т, Р, объем, концентрация) и химические параметры (функции состояния), интенсивные (не зависят от количества вещества – Т, Р, концентрация) и экстенсивные (зависящие от кол-ва вещества или массы – объем, энергия). Изменение состояния системы называется процессом. Виды процессов: •Изохорный V=const •Изобарный Р=const •Изотермический Т=const •Адиабатический Q=const Температура (Т, К) характеризует степень нагретости системы, среднюю кинетическую энергию частиц. Давление (Р, кПа) характеризует подвижность молекул и определяется силой действия газообразных частиц на стенки сосуда. Объем (V, мл) характеризует часть пространства, занимаемого веществом, и определяется энергией взаимодействия молекул м/у собой. Концентрация вещества называется содержание этого вещества в определенной массе или объеме; концентрация, определяет количественный состав системы. Функция состояния – это термодинамический параметр, значение которого определяется только конечным и начальным состоянием системы и не зависит от пути процесса. Функции состояния: внутренняя энергия, энтальпия, энергия Гиббса 17. Давление насыщенного пара. Первый закон Рауля. Насы́щенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава[1]. Давление насыщенного пара связано определённой для данного вещества зависимостью от температуры. Когда внешнее давление падает ниже давления насыщенного пара, происходит кипение (жидкости) или возгонка (твёрдого тела); когда оно выше — напротив, конденсация или десублимация. Для воды и многих других веществ, имеющих твердую фазу, существует значительная разница в давлении насыщенных паров над поверхностью жидкости и твердой фазы. Первый закон Рауля связывает давление насыщенного пара над раствором с его составом; он формулируется следующим образом: Парциальное давление насыщенного пара компонента раствора прямо пропорционально его мольной доле в растворе, причём коэффициент пропорциональности равен давлению насыщенного пара над чистым компонентом. {\displaystyle P_{i}=P_{i}^{o}X_{i}} Для бинарного раствора, состоящего из компонентов А и В (компонент А считаем растворителем), удобнее использовать другую формулировку: Относительное понижение парциального давления пара растворителя над раствором не зависит от природы растворённого вещества и равно его мольной доле в растворе. {\displaystyle {{{\rm {(}}P_{A}^{o}-P_{A}{\rm {)}}} \over {P_{A}^{o}}}=X_{B}} Растворы, для которых выполняется закон Рауля, называются идеальными. Идеальными при любых концентрациях являются растворы, компоненты которых очень близки по физическим и химическим свойствам (оптические изомеры, гомологи и т. п.), и образование которых не сопровождается изменением объёма и выделением либо поглощением теплоты. В этом случае силы межмолекулярного взаимодействия между однородными и разнородными частицами примерно одинаковы, и образование раствора обусловлено лишь энтропийным фактором. 18. Координационное число и геометрия комплексов. Координационное число (КЧ) — число связей, образуемых центральным атомом с лигандами. Для комплексных соединений с монодентантными лигандами КЧ равно числу лигандов, а в случае полидентантных лигандов — числу таких лигандов, умноженному на дентатность. Пространственное строение и изомерия комплексных соединений Одинаковые лиганды симметрично располагаются в пространстве вокруг центрального атома. Чаще всего встречаются четные координационные числа - 2, 4, 6. Им соответствуют следующие геометрические конфигурации:
Для координационного числа 4 и тетраэдрической конфигурации все положения лигандов относительно центрального атома эквивалентны. Поэтому тетраэдрические комплексы типа [MA2B2] (где М - центральный атом, а А и В - лиганды) не имеют изомеров.
19.Ступенчатая диссоциация на примере ортофосфорной кислоты. Трехосновная ортофосфорная кислота H3PO4 диссоциирует следующим образом:
20. Какой продукт образуется при взаимодействии хлорида железа (III) с карбонатом натрия? Реакция взаимодействия хлорида железа(III), карбоната натрия и воды с образованием гидроксида железа(III), хлорида натрия и оксида углерода(IV). 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 21, 70, 90.Объединенный газовый закон. Объединяя законы Бойля – Мариотта при постоянных температуре и массе газа произведение давления газа на его объём постоянно. и Гей-Люссака при одинаковых условиях объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа (уравнения 1 и 2), можно получить следующее уравнение:  (3)которое является математическим выражением объединенного газового закона, или закона состояния газов. Он позволяет вычислить, например, объем газа при определенных температуре и давлении, если известен его объем при других значениях температуры и давления. 22,91. Получение оснований. Их химические свойства. Номенклатура. Основания–это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и одной или нескольких гидроксогрупп (ОН-). С точки зрения теории электролитической диссоциации это электролиты (вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток), диссоциирующие в водных растворах на катионы металлов и анионы только гидроксид - ионов ОН-. Растворимые в воде основания называются щелочами. К ним относятся основания, которые образованы металлами 1-й группы главной подгруппы (LiOH, NaOH и другие) и щелочноземельными металлами (Са(ОН)2, Sr(ОН)2, Ва(ОН)2). Основания, образованные металлами других групп периодической системы в воде практически не растворяются. Щелочи в воде диссоциируют полностью: NaOH ® Na+ + OH-. Многокислотные основания в воде диссоциируют ступенчато: Ba(OH)2 ® BaOH+ + OH-, Ba(OH)+  Ba2+ + OH-.Cтупенчатой диссоциацией оснований объясняется образование основных солей. Номенклатура оснований. Основания называются следующим образом: сначала произносят слово «гидроксид», а затем металл, который его образует. Если металл имеет переменную валентность, то она указывается в названии. КОН – гидроксид калия; Ca(OH)2 – гидроксид кальция; Fe(OH)2 – гидроксид железа (II); Fe(OH)3 – гидроксид железа (III); При составлении формул оснований исходят из того, что молекула электронейтральна. Гидроксид – ион всегда имеет заряд (–1). В молекуле основания их число определяется положительным зарядом катиона металла. Гидрокогруппа заключается в круглые скобки, а выравнивающий заряды индекс ставится справа внизу за скобками: Ca+2(OH)–2, Fe3+(OH)3-. Классификация основанийпо следующим признакам: 1. По кислотности (по числу групп ОН— в молекуле основания): однокислотные – NaOH, KOH, многокислотные – Ca(OH)2, Al(OH)3. 2. По растворимости: растворимые (щелочи) – LiOH, KOH, нерастворимые – Cu(OH)2, Al(OH)3. 3. По силе (по степени диссоциации): а) сильные (α = 100 %) – все растворимые основания NaOH, LiOH, Ba(OH)2, малорастворимый Ca(OH)2. б) слабые (α < 100 %) – все нерастворимые основания Cu(OH)2, Fe(OH)3 и растворимое NH4OH. 4. По химическим свойствам: основные – Са(ОН)2, NaОН; амфотерные – Zn(ОН)2, Al(ОН)3. Основания Это гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (и магния), а также металлов в минимальной степени окисления (если она имеет переменное значение). Например: NaOH, LiOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Cr(OH)2, Mn(OH)2. Получение 1. Взаимодействие активного металла с водой: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2  Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 Mg + 2H2O  Mg(OH)2 + H22. Взаимодействие основных оксидов с водой (только для щелочных и щелочноземельных металлов): Na2O + H2O → 2NaOH, CaO + H2O → Ca(OH)2. 3. Промышленным способом получения щелочей является электролиз растворов солей: 2NaCI + 4H2O   2NaOH + 2H2 + CI24. Взаимодействие растворимых солей со щелочами, причем для нерастворимых оснований это единственный способ получения: Na2SO4 + Ba(OH)2 → 2NaOH + BaSO4  MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na2SO4.Физические свойства Все основания являются твердыми веществами. В воде нерастворимы, кроме щелочей. Щелочи – это белые кристаллические вещества, мылкие на ощупь, вызывающие сильные ожоги при попадании на кожу. Поэтому они называются «едкими». При работе со щелочами необходимо соблюдать определенные правила и использовать индивидуальные средства защиты (очки, резиновые перчатки, пинцеты и др.). Если щелочь попала на кожу необходимо промыть это место большим количеством воды до исчезновения мылкости, а затем нейтрализовать раствором борной кислоты. Химические свойства Химические свойства оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации обусловлены наличием в их растворах избытка свободных гидроксид – ионов ОН—. 1. Изменение цвета индикаторов: фенолфталеин – малиновый лакмус – синий метиловый оранжевый – желтый 2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации): 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O, растворимое Cu(OH)2 + 2HCI → CuCI2 + 2H2O. нерастворимое 3. Взаимодействие с кислотными оксидами: 2NaOH + SO3 → Na2SO4 + H2O 4. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами: а) при плавлении: 2NaOH + AI2O3 2NaAIO2 + H2O,NaOH + AI(OH)3 NaAIO2 + 2H2O.б) в растворе: 2NaOH + AI2O3 +3H2O → 2Na[AI(OH)4], NaOH + AI(OH)3 → Na[AI(OH)4]. 5. Взаимодействие с некоторыми простыми веществами (амфотерными металлами, кремнием и другими): 2NaOH + Zn + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2 2NaOH + Si + H2O → Na 2SiO3 + 2H2 6. Взаимодействие с растворимыми солями с образованием осадков: 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2  + Na2SO4,Ba(OH)2 + K2SO4 → BaSO4 + 2KOH.7. Малорастворимые и нерастворимые основания разлагаются при нагревании: Ca(OH)2 CaO + H2O,Cu(OH)2 CuO + H2O.голубой цвет черный цвет Амфотерныегидроксиды Это гидроксиды металлов (Be(OH)2, AI(OH)3, Zn(OH)2) и металлов в промежуточной степени окисления (Сr(OH)3, Mn(OH)4). Получение Амфотерные гидроксиды получают взаимодействием растворимых солей со щелочами взятых в недостатке или эквивалентном количестве, т.к. в избытке они растворяются: AICI3 + 3NaOH → AI(OH)3 +3NaCI.Физические свойства Это твердые вещества, практически нерастворимые в воде. Zn(OH)2 – белый, Fe(ОН)3 – бурый цвет. Химические свойства Амфотерные гидроксиды проявляют свойства оснований и кислот, поэтому взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями. 1. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды: Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O. 2. Взаимодействие с растворами и расплавами щелочей с образованием соли и воды: AI(OH)3 + NaOH  Na[AI(OH)4],AI(OH)3 + NaOH NaAIO2 + 2H2O.3. Взаимодействие с кислотными и основными оксидами: 2Fe(OH)3 + 3SO3 Fe2(SO4)3 + 3H2O,2Fe(OH)3 + Na2O 2NaFeO2 + 3H2O. |
