Классы не органической химии. Основные классы нс. Лекция 3 Лектор Шертаева Н. Т. Классификация неорганических веществ Простые
 Скачать 1.44 Mb.
|
Основные классы неорганических соединенийЛекция №3 Лектор : Шертаева Н.Т. Классификация неорганических веществ Простые Неорганические вещества Сложные Металлы Неметаллы Оксиды Соли Кислоты Основания Распределите формулы по классам в таблицу
HCl HNO3 H2SO4 Ca(OH)2 K2O Na2O Al2O3 Zn(OH)2 Al(OH)3
Оксид — бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени окисления −2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом Номенклатура оксидовНазвания оксидов строится таким образом: сначала произносят слово «оксид», а затем называют образующий его элемент. Если элемент имеет переменную валентность, то она указывается римской цифрой в круглых скобках в конце названия: NaI2O – оксид натрия; СаIIО – оксид кальция; SIVO2 – оксид серы (IV); SVIO3 – оксид серы (VI). по типу химической связи по составу по кислотно-основным свойствам Безразличные (несолеобразующие) Ковалентные Ионные Оксиды Основные Амфотерные Кислотные Нормальные Пероксиды Смешанные Классификация оксидов Нормальные оксиды – оксиды, в которых есть только связи между кислородом и каким-нибудь элементом. Примеры: MgO, SO3 , SiO2; Пероксиды – оксиды, в которых есть связи между двумя атомами кислорода. Примеры: Na2O2, H2O2; Смешанные оксиды – оксиды, которые представляют собой смесь двух одного элемента в разных степенях окисления. Примеры:Pb3O4 = 2PbO + PbO2;Fe3O4 = FeO + Fe2O3 Кислотные оксиды (ангидриды) – оксиды, которые реагируют с водой, образуя кислоты; с основаниями и основными оксидами образуют соли. Примеры: SO3, SO2, Mn2O7; Классификация оксидов Запомнить!Оксиды следует отличать от пероксидов (H2O2, Na2O2), степень окисления кислорода в которых равна 1. Фторид кислорода OF2 также не является оксидом. Основные оксиды – оксиды, которые реагируют с водой, образуя основания; с кислотами и кислотными оксидами образуют соли. Примеры: CaO, Na2O; Амфотерные оксиды – оксиды, которые в зависимости от условий проявляют свойства и кислотных, и основных оксидов. Примеры: ZnO, Al2O3; Безразличные (несолеобразующие) оксиды – оксиды, которые не реагируют ни с кислотами, ни с основаниями. Солей не образуют. Примеры: NO, N2O. Классификация оксидов 1. Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием оснований. Условие протекания реакции: должны образовываться растворимые основания! Na2O + H2O → 2NaOH CaO + H2O → Ca(OH)2 Al2O3 + H2O → реакция не протекает, так как должен образовываться Al(OH)3, который нерастворим. 2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды: CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O. 3. Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соли: СaO + SiO2 → CaSiO3 4. Взаимодействие с амфотерными оксидами: СaO + Al2O3 → Сa(AlO2)2 Кислотные оксидыКислотными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами. Им соответствуют кислоты. Например, оксиду серы (IV) соответствует сернистая кислота H2SO3. Химические свойства кислотных оксидов1. Взаимодействие с водой с образованием кислоты: Условия протекания реакции: должна образовываться растворимая кислота. P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 2. Взаимодействие со щелочами с образованием соли и воды: Условия протекания реакции: с кислотным оксидом взаимодействует именно щелочь, то есть растворимое основание. SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O 3. Взаимодействие с основными оксидами с образованием солей: SO3 + Na2O → Na2SO4 Амфотерные оксидыОксиды, гидратные соединения которых проявляют свойства как кислот, так и оснований, называются амфотерными. Например: оксид алюминия Al2O3, оксид марганца (IV) MnO2. Химические свойства амфотерных оксидов1. C водой не взаимодействуют 2. Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием солей при сплавлении (основные свойства): ZnO + SiO2 → ZnSiO3 3. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (основные свойства): ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O 4. Взаимодействие с растворами и расплавами щелочей с образованием соли и воды (кислотные свойства): Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O 5. Взаимодействие с основными оксидами (кислотные свойства): Al2O3 + CaO → Ca(AlO2)2 Способы получения оксидовОкисление простых и сложных веществ:
Разложение гидроксидовРазложение карбонатов и других солейВзаимодействие металла с другим оксидомПрименение оксидовОксиды крайне распространены по всему земному шару и находят применение как в быту, так и в промышленности. Самый важный оксид — оксид водорода, вода — сделал возможной жизнь на Земле. Оксид серы SO3 используют для получения серной кислоты, а также для обработки пищевых продуктов — так увеличивают срок хранения, например, фруктов. Оксиды железа используют для получения красок, производства электродов, хотя больше всего оксидов железа восстанавливают до металлического железа в металлургии. Оксид кальция, также известный как негашеная известь, применяют в строительстве. Оксиды цинка и титана имеют белый цвет и нерастворимы в воде, потому стали хорошим материалом для производства красок — белил. Применение оксидовОксид кремния SiO2 является основным компонентом стекла. Оксид хрома Cr2O3 применяют для производства цветных зелёных стекол и керамики, а за счёт высоких прочностных свойств — для полировки изделий (в виде пасты ГОИ). Оксид углерода CO2, который выделяют при дыхании все живые организмы, используется для пожаротушения, а также, в виде сухого льда, для охлаждения чего-либо. Взаимодействие пероксида бария с разбавленной серной кислотой. Примеры: BaO2 +H2SO4 —› BaSO4 + H2O2; Взаимодействие надсерной кислоты с водой. Примеры:H2SO8 + 2H2O—› 2H2SO4 + H2O2; Взаимодействие азота с водой. Примеры: O3 + H2O—› H2O2 + O2; Реакция, протекающая при действии электрического разряда на воду. Примеры: H2O —разряд› H2O2 +1/2H2. Получение пероксида водорода Разложение. Пример: H2O —› H2O + 1/2O2; Окисление. Пример: PbS + 4H2O2 —› PbSO4 + 4H2O; Восстановление. Пример: 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 —› —› K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O. Химические свойства пероксида водорода Кислоты НCl HNO3 H2SO4 Кислотами называются сложные вещества, молекулы которых состоят из кислотного остатка и атомов водорода, способных замещаться на металл. Чем отличаются приведённые пары кислот?H2S и H2CO3 HCl и HNO3 2) HCl и H2S HNO3 и H2SO3 Классификация кислот 1. По содержанию кислорода. бескислородные HF HCl HBr HI H2S кислородсодержащие HNO3 H2SO4 H2CO3 H3PO4 2. По количеству атомов водорода. одно-основные HCl HNO3 двух-основные H2S H2SO4 трех-основные H3PO4 3. По происхождению.ОРГАНИЧЕСКИЕ – ЛИМОННАЯ, ЯБЛОЧНАЯ, УКСУСНАЯ, ЩАВЕЛЕВАЯ, МУРАВЬИНАЯ. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ- СЕРНАЯ, СОЛЯНАЯ, ПЛАВИКОВАЯ, ФОСФОРНАЯ, АЗОТНАЯ. ЗАПОМНИ! Первая помощь при ожоге едкими веществами.Обильно промыть водой; (Н2SO4 – сначала удалить тканью, а затем промывать). Удалить вещество с поверхности кожи. Кислотами: Промыть 2% раствором NaHCO3 (пищевая сода); Наложить повязку из раствора фурацилина. Щелочами: Промыть 2% раствором уксусной кислоты. Химические свойстваВзаимодействие с индикатором
Взаимодействие кислот с металламиКислоты взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду активности металлов левее водорода. В результате реакции образуется соль и выделяется водород. Например, при взаимодействии магния с соляной кислотой образуется хлорид магния и выделяется водород: Mg+2HCl→MgCl2+H2↑. Эта реакция относится к реакциям замещения. Необходимо отметить, что азотная кислота и концентрированная серная кислота с металлами взаимодействуют иначе (соль образуется, но водород при этом не выделяется). Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами.K2O+2HNO3→2KNO3+H2O, Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O Взаимодействие кислот с основаниями и с амфотерными гидроксидамиKOH+HNO3→KNO3+H2O, Al(OH)3+3HCl→AlCl3+3H2O. Реакции обмена между кислотами и основаниями называют реакциями нейтрализации. Взаимодействие кислот с солями.Реакции обмена между кислотами и солями возможны, если в результате образуется практически нерастворимое в воде вещество (выпадает осадок), образуется летучее вещество (газ) или слабый электролит. H2SO4+BaCl2→BaSO4↓+2HCl, FeS+2HCl→FeCl2+H2S↑. Разложение кислородсодержащих кислотПри разложении кислот образуются кислотный оксид и вода. Угольная кислота разлагается при обычных условиях, а сернистая и кремниевая кислота — при небольшом нагревании: H2SiO3→SiO2+H2O. H2CO3⇄H2O+CO2↑, H2SO3⇌H2O+SO2↑, Можно сделать вывод, что кислоты:изменяют цвет индикаторов, реагируют с металлами, реагируют с основными и амфотерными оксидами, реагируют с основаниями и амфотерными гидроксидами, реагируют с солями, некоторые кислоты легко разлагаются. Кислоты применяются в медицине.Аскорбиновая, фолиевая, липоевая, ацетил- салициловая и другие ОснованияОснования – это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и одной или нескольких гидроксогрупп (ОН-). Растворимые в воде основания называются щелочами. (LiOH, NaOH и другие) Номенклатура оснований.КОН – гидроксид калия; Ca(OH)2 – гидроксид кальция; Fe(OH)2 – гидроксид железа (II); Fe(OH)3 – гидроксид железа (III); КлассификацияПо 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. ПолучениеВзаимодействие активного металла с водой: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 Взаимодействие основных оксидов с водой (только для щелочных и щелочноземельных металлов): Na2O + H2O → 2NaOH, Промышленным способом получения щелочей является электролиз растворов солей: 2NaCI + 4H2O 2NaOH + 2H2 + CI2 Химические свойстваХимические свойства оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации обусловлены наличием в их растворах избытка свободных гидроксид – ионов ОН—. Изменение цвета индикаторов: фенолфталеин – малиновый лакмус – синий метиловый оранжевый – желтый Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации) Взаимодействие с кислотными оксидами СолиСо́ли — сложные вещества, состоящие из катионов металлов и анионов кислотных остатков. ИЮПАК определяет соли как химические соединения, состоящие из катионов и анионов. Есть ещё одно определение: солями называют вещества, которые могут быть получены при взаимодействии кислот и оснований с выделением воды. Типы солейСредние (нормальные) соли — продукты замещения всех катионов водорода в молекулах кислоты на катионы металла (Na2CO3, K3PO4). Кислые соли — продукты частичного замещения катионов водорода в кислотах на катионы металла (NaHCO3, K2HPO4). Они образуются при нейтрализации основания избытком кислоты (то есть в условиях недостатка основания или избытка кислоты). Осно́вные соли — продукты неполного замещения гидроксогрупп основания (OH-) кислотными остатками ((CuOH)2CO3). Они образуются в условиях избытка основания или недостатка кислоты. Комплексные соли (Na2[Zn(OH)4]) Номенклатура солейCO32- — карбонат, SO42- — сульфат, SO32- — сульфит. NO3- — нитрат, NO2- — нитрит, NO22- — гипонитрит ClO4- — перхлорат ClO3- — хлорат, ClO2- — хлорит, ClO- — гипохлорит Химические свойства солейСоли взаимодействуют с металлами. Более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей: Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu Растворы солей реагируют со щелочами. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl Соли реагируют с кислотами. K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2↑ Растворы солей реагируют друг с другом: Ba(NO3)2 + Na2CO3 = BaCO3↓ + 2NaNO3 Некоторые соли разлагаются при нагревании: CaCO3 =(t0 ) CaO + CO2↑ Методы получения1. Реакция нейтрализации. Этот способ уже неоднократно встречался в предыдущих параграфах. Растворы кислоты и основания смешивают (осторожно!) в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль. Например:
2. Реакция кислот с основными оксидами.
. Реакция оснований с кислотными оксидами
Реакция основных и кислотных оксидов между собой:
|