Аналитическая Химия Реферат. Литература 37 s элементы Элементы группы I а водород

• Название: Литература 37 s элементы Элементы группы I а водород
• Дата: 19.06.2018
• Размер: 428.82 Kb.
• Имя файла: Аналитическая Химия Реферат.docx
• Тип: Литература; #47320
• страница: 1 из 3

Оглавление

Элементы группы II А 9

Магний 9

Кальций 10

Хлорофилл 12

d-элементы 26

Медь 26

Цинк 28

Литература 37

S-элементы

Элементы группы I А

Водород

Элемент первой группы главной подгруппы, а также седьмой группы главной подгруппы в первом малом периоде. Данный период состоит всего из двух атомов: гелия и водорода.
Массовая доля водорода в земной коре составляет 1 % — это десятый по распространённости элемент. Водород входит в состав практически всех органических веществ и присутствует во всех живых клетках, где по числу атомов на водород приходится почти 63 %.

Физические свойства

• 
  Температура кипения - (-252,76 0С).
  
• 
  Температура плавления - (-259,2 0С).
  
• 
  В обозначенном интервале температур является бесцветной жидкостью, не имеющей запаха.
  
• 
  При очень высоком давлении существуют снегообразные кристаллы твердого водорода.
  
• 
  При определенных условиях (высокое давление и низкие температуры) способен переходить в металлическое состояние.
  
• 
  Практически нерастворим в воде, поэтому возможен сбор методом вытеснения воды при получении в лабораторных условиях.
  
• 
  При обычных условиях водород - это газ, не имеющий запаха, цвета и вкуса.
  
• 
  Является горючим и взрывоопасным веществом.
  
• 
  Хорошо растворяется в металлах, так как способен диффундировать сквозь их толщу.
  
• 
  Примерно в 14,5 раз данный газ легче воздуха
  

Химические свойства
Водород способен проявлять как восстановительные, так и окислительные свойства. Возможные степени окисления элемента +1; -1. Поэтому его часто используют в промышленности для синтезов и различных реакций

Строение молекулы
Состав молекулы водорода представлен двумя атомами, которые, сближаясь, образуют ковалентную неполярную связь, а также одну электронную пару. Строение одного атома представляет: 1 положительно заряженное ядро, вокруг которого передвигается 1 отрицательно заряженный электрон. Этот электрон располагается на 1s орбитали.
Н - 1е = Н+ этот ион водорода является положительным.
Н + 1е = Н– ион водорода отрицательный.
Вода

Вода́— бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н2O. В твёрдом состоянии называется льдом , а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов. Около 71 % поверхности Земли покрыто водой. Большая часть земной воды — солёная, непригодная для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5 %, причём 98,8 % этой воды находится в ледниках и грунтовых водах. Менее 0,3 % всей пресной воды содержится в реках, озёрах и атмосфере, и ещё меньшее количество (0,003 %) находится в живых организмах. Является хорошим растворителем.

Химические свойства воды.

Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию. Однако при температурах выше 1000оС водяной пар начинает разлагается на водород и кислород:

2H2 O 2H2 O + O2 В ходе реакций нейтрализации :

H2 SO4 + 2KOH = K2 SO4 + 2H2 O

Восстановлением водородом оксидов металлов :

CuO + H2 = Cu + H2 O

Вода реагирует при комнатной температуре:

• 
  с активными металлами (натрий, калий, кальций, барий и др.)
  

2H2 O + 2Na = 2NaOH + H2 * со фтором и межгалоидными соединениями

2H2 O + 2F2 = 4HF + O2

H2 O +F2 = HF + HOF (при низких температурах)

3H2 O + 2IF2 = 5HF +HIO3

9H2 O + 5BrF3 = 15HF + Br2 + 3HBrO3

• 
  с солями, образованными слабой кислотой и слабым основанием, вызывая их полный гидролиз
  

AI2 S3 + 6H2 O = 2AI (OH) 3 + 3H2 S

• 
  с ангидридами и галогенангидридами карбоновых и неорганических кислот
  
• 
  с активными металлорганическими соединениями (диэтилцинк, реактивы Гриньяра, метилнатрий и т. д.)
  
• 
  с карбидами, нитридами, фосфидами, силицидами, гидридами активных металлов (кальция, натрия, лития и др.)
  
• 
  со многими солями, образуя гидраты
  
• 
  с боранами, силанами
  
• 
  с кетенами, недоокисью углерода
  
• 
  с фторидами благородных газов
  

Вода реагирует при нагревании:

• 
  с железом, магнием
  

4H2 O + 3 Fe + Fe3O4 + 4H2

• 
  с некоторыми алкилгалогенидами
  

Вода реагирует в присутствии катализатора:

• 
  с амидами, эфирами карбоновых кислот;
  
• 
  с ацетиленом и другими алкинами;
  
• 
  с алкенами;
  
• 
  с нитрилами.
  

Физические свойства воды
Вода, или оксид водорода, является химическим веществом, имеет вид бесцветной жидкости, которая не обладает ни запахом, ни вкусом. В нормальных условиях H2O (вода) сохраняется в жидком агрегатном состоянии, в то время как аналогичные соединения водорода являются газами. Все это можно объяснить особыми характеристиками атомов, слагающих молекулы, и присутствием между ними связей.

Строение молекулы воды
Молекула воды имеет структуру равнобедренного треугольника: в вершине этого треугольника расположен атом кислорода, а в основании его — два атома водорода. Угол при вершине составляет 104°27, а длина стороны — 0,096 нм. Эти параметры относятся к гипотетическому равновесному состоянию молекулы воды без ее колебаний и вращений. Геометрия молекулы воды и её электронные орбиты изображены на рисунке.

Биологическая ценность воды

Значение природного компонента в жизни и быту просто неоценимо, так как без него невозможно существование. Вода необходима для жизни потому, что:

• 
  увлажняет вдыхаемый кислород;
  
• 
  помогает организму в качественном усвоении питательных веществ;
  
• 
  способствует превращению пищи в энергию и нормальному пищеварению;
  
• 
  участвует в проходящем обмене веществ и химических реакциях;
  
• 
  выводит излишки солей, шлаки и токсины;
  
• 
  отлаживает температуру тела; обеспечивает упругость кожи;
  
• 
  регулирует кровяное давление;
  
• 
  препятствует возникновению камней в почках;
  
• 
  является своего рода «смазкой» для суставов и амортизатором для спинного мозга;
  
• 
  оберегает жизненно важные органы.
  

Вода как растворитель
Всякий раствор состоит из растворенных веществ и растворителя, тоесть среды, в которой эти вещества равномерно растворены в виде молекул или ионов. Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в таком же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. В случае водного раствора соли растворители, конечно, являются вода:

Na2SO4+H2O=2NAOH+H2SO

Натрий

Натрий — элемент первой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 11. Обозначается символом Na. Простое вещество натрий — мягкий щелочной металл серебристо- белого цвета.

Оксид натрия
Оксид натрия представляет собой бесцветные кристаллы кубической сингонии^[1]. Хранить оксид натрия Na₂O лучше всего в безводном бензоле.

Взаимодействие металлического натрия с кислородом: 4Na+O₂----2Na₂O{\displaystyle {\mathsf {4Na+O_{2}\longrightarrow 2Na_{2}O}}}
1.Чистый оксид натрия получить непосредственным окислением натрия нельзя, так как образуется смесь, состоящая из 20 % оксида натрия и 80 % пероксида натрия:
6Na+2O_2-----2Na₂O+2Na₂O₂
2. Взаимодействие металлического натрия с нитратом натрия: 10Na+2NaNo₃----6Na₂O+N₂
3. Прокаливание пероксида натрия с избытком натрия: Na₂O₂+ 2Na----2Na₂O
{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2\ Na\longrightarrow 2\ Na_{2}O}}}4. Прокаливанием карбоната натрия при 1000 °C, получаемого в свою очередь прокаливанием гидрокарбоната натрия при 200 °C.

Гидроксид натрия

Самая распространённая щёлочь, химическая формула NaOH. В год в мире производится и потребляется около 57 млн тонн едкого натра.
Гидроксид натрия вступает в следующие реакции:
с кислотами, амфотерными оксидами и гидроксидами

• 
  c кислотами — с образованием солей и воды:
  

 
(кислая соль, при отношении 1:1)

 (в избытке NaOH)


Общая реакция в ионном виде:

• 
  с амфотерными оксидами которые обладают как основными, так и кислотными свойствами, и способностью реагировать с щелочами, как с твёрдыми при сплавлении:
  
  
  с амфотерными гидроксидами
  

с солями в растворе:

c неметаллами: например, с фосфором — с образованием гипофосфита натрия:


с серой:

с галогенами:

с металлами

с эфирами, амидами и алкилгалогенидами (гидролиз):

Калий

Калий – один из биогенных элементов, постоянна составная часть растений и животных. У животных содержание калия составляет в среднем 2,4 г/кг. В отличии от натрия, калий сосредоточен главным образом в клетках, во внеклеточной среде его много меньше. В клетке калий распределён неравномерно.
Оксид калия
Оксид калия (K₂O) — бледно-жёлтое, иногда бесцветное вещество. Содержится в некоторых видах удобрений и цемента.Химически активное вещество. На воздухе расплывается, поглощает СО₂, образуя карбонат
калия:
{\displaystyle {\mathsf {K_{2}O+CO_{2}\longrightarrow K_{2}CO_{3}}}}Бурно реагирует с водой, образуя гидроксид калия:
{\displaystyle {\mathsf {K_{2}O+H_{2}O\longrightarrow 2KOH}}}Реагирует со спиртом, с эфиром. Энергично взаимодействует с галогенами, расплавленной серой, разбавленными кислотами, образуя различные соединения калия.

Гидроксид калия.

Гидроксид натрия-неорганическое соединение с формулой KOH.
Бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы, но гигроскопичность меньше, чем у гидроксида натрия. Водные растворы KOH имеют сильнощелочную реакцию. Получают электролизом растворов KCl, применяют в производстве жидких мыл, для получения различных соединений калия.

Соли натрия и калия.

Натрий и калий образуют соли почти со всеми известными кислотами.
Соли можно получить при взаимодействии оксидов или гидроксидов металлов с соответствующими кислотами:

 K2O+HCl=2KCl+H2O,

 NaOH+HCl=NaCl+H2O.

Соли бескислородных кислот образуются при непосредственном взаимодействии простых веществ:

 2K+S=K2S,

 2Na+I2=2NaI.

  Важнейшие соли натрия:

хлорид натрия NaCl (каменная соль, поваренная соль),

карбонат натрия Na2CO3 (сода, кальцинированная сода) и его кристаллогидрат Na2CO3⋅10H2O(кристаллическая сода),

гидрокарбонат натрия NaHCO3 (питьевая сода),
сульфат натрия Na2SO4 и его кристаллогидрат Na2SO4⋅10H2O (глауберова соль),

нитрат NaNO3 (натриевая селитра).

  Важнейшие соли калия:

хлорид калия KCl (сильвин),

карбонат калия K2CO3 (поташ),
нитрат калия KNO3 (калийная селитра),

сульфат калия K2SO4.

Роль элементов в жизнедеятельности живых организмов.

Калий:
Соединения  калия обеспечивают активность всем ферментам, которые являются участниками всех химических реакций, происходящих в организме и без которых невозможно переваривание пищи.
Суточная норма калия для организма составляет 2500 мг. Больше всего концентрация этого элемента отмечается в клетках печени и миофибриллах мышечных волокон — до 150 — 180 ммоль/л,  они являются своеобразным депо этого микроэлемента, где ион связан с гликогеном, белком и фосфорными соединениями.
Недостаток калия можно определить по некоторым отличительным симптомам: судороги, усталость, аритмия, сердцебиение и головокружение.

Натрий:

Натрий содержится практически во всех продуктах питания в количестве 15-80 мг на 100 г, однако наибольшее количество натрия человек получает с поваренной солью (хлоридом натрия). Натрий является макроэлементом, его содержание в организме взрослого человека составляет около 150-200 граммов. 
Содержание натрия в межклеточном пространстве в 15 раз выше, чем внутри клеток (разница обеспечивается специальным натрий-калиевый насосом). 
Обмен регулируется натрия гормонами щитовидной железы: при ее недостаточности натрий задерживается в тканях, а при гиперфункции натрий усиленно выводится из организма.