Хмельницький нацiональний унiверситет |
Хімія |
Лабораторна робота: Класи неорганiчних сполук |
Уважно опрацюйте теоретичний матеріал теми. Не познайомившись з цим матеріалом, Dи не зможете вірно осмислити суть хімічного експерименту, описати його та зробити висновки.
Класифікація і номенклатура неорганічних сполук Речовини
Міжнародна номенклатура IUPAC (Міжнародний союз теоретичної і прикладної хімії) 1. Хімічну формулу складної сполуки умовно поділяють на позитивно заряджену частинку (катіон) і негативну – аніон, позитивна частинка стоїть на першому місці. Сa+2O-2 H2+SO4-2 2. Першим називають катіон, потім аніон – обидва у називному відмінку. Якщо аніон складається з атомів одного елемента, то до його латинської назви додається суфікс –ід (-ид), якщо – з кількох, то суфікс –ат, вказується кількість і латинська назва елементів, в дужках можна вказувати валентність. Числівникові префікси: 1 – моно; 2 – ди; 3 – три; 4 – тетра; 5 – пента; 6 – гекса; 7 – гепта; 8 – окта; 9 – нона. CaO – кальцій оксид H2SO4 – дигідроген тетраоксосульфат, гідроген сульфат (VI) ICl3 – йод трихлорид, йод(ІІІ) хлорид K2S – дикалій сульфід K2Cr2O7 – дикалій гептаоксодихромат Оксиди Оксиди – це бінарні сполуки елементів з оксигеном: - несолетворні (CO, NO, SiO); - солетворні: основні, кислотні, амфотерні. Одержання: 1. Взаємодія з киснем: 2 Cu + O2→(t°) 2 CuO 4 P + 5 O2→(t°) 2 P2O5 2 H2S + 3 O2→ (t°) 2 SO2 + 2 H2O 2. Розклад складних речовин: 2 Fe(OH)3→ (t°) Fe2O3 + 3 H2O H2SO3→ (t°) SO2 + H2O CaCO3→ (t°) CaO + CO2 Класифікація: 1. Основні оксиди – взаємодіють з кислотами з утворенням солей. Основним оксидам відповідають основи. Основні оксиди утворюють: - метали з валентністю В=І: K2O, Cu2O, Ag2O. - більшість металів з В=ІІ: CaO, FeO, CoO, MnO. - деякі метали з В=ІІІ, IV: Tl2O3, Bi2O3, UO2. K2O + H2SO4→ K2SO4 + H2O FeO + 2 HCl → FeCl2 + H2O Na2O + H2O → 2 NaOH (лужні, лужноземельні метали) 2. Кислотні оксиди – взаємодіють з лугами з утворенням солі і води, їм відповідають кислоти. Кислотні оксиди утворюють: - неметали: SO2, P2O5, CO2, Cl2O7. - метали з В=V, VI, VII: V2O5, WO3, Mn2O7. SO2 (H2SO3) + NaOH → Na2SO3 + H2O V2O5 (HVO3) + 2 KOH → 2 KVO3 + H2O N2O3 + H2O →2 HNO2 (більшість кислотних оксидів) 3. Амфотерні оксиди – взаємодіють з кислотами і лугами з утворенням солі і води. Амфотерні оксиди утворюють: - деякі метали з В=ІІ: ZnO, BeO, SnO, PbO, GeO. - більшість металів з В=ІІІ, ІV: Al2O3, In2O3, Co2O3, SnO2, PbO2, MnO2. - деякі метали з В=V, VI: Nb2O5, UO3. Основні властивості: Al2O3 + 3 H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3 H2O Кислотні властивості: Сплавлення: Al2O3 (HAlO2) + 2 NaOH→2 NaAlO2 + H2O Водний розчин: Al2O3 + 6 NaOH+ 3 H2O→2 Na3[Al(OH)6] Взаємодія між оксидами з утворенням солей: - основний + кислотний: CaO + SO3→ CaSO4 - основний + амфотерний: K2O + BeO → K2BeO2 - амфотерний + кислотний: BeO + N2O5→Be(NO3)2 Номенклатура: Назви оксидів складаються з назви елемента у називному відмінку і слова „оксид” з використанням числівникових префіксів або вказуючи валентність елемента: N2O5 – динітроген пентаоксид; нітроген (V) оксид Гідроксиди (гідрати оксидів): - основні (основи); - амфотерні (амфоліти); - кислотні (кислоти). Основи Основи – це сполуки, що містять негативно заряджену частинку (аніон) ОН- і катіон металу (NaOH, Cu(OH)2), катіон амоніаку (NH4OH) чи складну групу (ТіО2+: ТіО(ОН)2).
Номенклатура: Назва елемента (його валентність) + слово „гідроксид” Сu(OH)2 – купрум дигідроксид, купрум (ІІ) гідроксид. Амфотерні гідроксиди Амфотерним оксидам відповідають амфотерні гідроксиди (називаються як основи): Zn(OH)2 – цинк гідроксид Sn(OH)2 – станум (ІІ) гідроксид Всі вони нерозчинні у воді, тому їх добувають за реакцією солі з лугом: SnCl2 + 2 KOH→Sn(OH)2 + 2 KCl Взаємодіють з кислотами і лугами: Основні властивості: Sn(OH)2 + 2 HNO3→Sn(NO3)2 + 2 H2O Кислотні властивості: Сплавлення: Sn(OH)2 + 2 NaOH→Na2SnO2 + 2 H2O У водному розчині: Sn(OH)2 + 2 NaOH→Na2[Sn(OH)4] Кислоти Кислоти – це сполуки, що містять гідроген-катіони, які здатні заміщуватися на метал і утворювати при цьому солі, і кислотний залишок. За хімічним складом кислоти поділяють на: - безоксигенові: HCl, HBr, H2S, HCN; - звичайні оксигеновмісні – це гідрати кислотних оксидів: H2SO4 (SO3 + H2O), H3PO4 (P2O5 + H2O); - полікислоти: H2Cr2O7, H4P2O7. - тіокислоти – похідні звичайних оксигеновмісних кислот, в яких один або кілька атомів оксигену заміщені на атом сульфуру: H2SO4→ H2SO3S → H2S2O3 - тіосульфатна кислота - пероксокислоти: один або кілька атомів оксигену заміщені на пероксогрупу –О–О–: H2SO4→H2SO5 - пероксосульфатна кислота За основністю, яка визначається кількістю атомів гідрогену, здатних заміщуватися на метал, кислоти поділяють на: - одноосновні: HCl, HNO3 - двоосновні: H2S, H2CO3 - триосновні: H3PO4, H3PO3 - чотирьохосновні: H4P2O7, H4SiO4 - п’ятиосновні: H5IO6 - шестиосновні: H6TeO6 Одержання кислот: 1. Кислотний оксид + вода: CrO3 + H2O → H2CrO4 CO2 + H2O → H2CO3 2. Сіль більш слабкої кислоти + більш сильна кислота: FeS + 2 HCl → FeCl2 + H2S 2 CH3COONa + H2SO4→2 CH3COOH + Na2SO4 Хімічні властивості кислот: 1. Всі кислоти реагують з речовинами основного характеру (основними і амфотерними оксидами, основами, амфотерними гідроксидами) з утворенням солей: 2 HCl + CuO→CuCl2 + H2O 2 HCl + ZnO→ZnCl2 + H2O 2 HNO3 + Mg(OH)2→ Mg(NO3)2 + 2 H2O 3 HNO3 + Al(OH)3→Al(NO3)3 + 3 H2O 2. Взаємодія металів з найбільш важливими кислотами: А)Метали, що стоять в електрохімічному ряді напруг до Гідрогену витісняють водень Н2 з розчинів кислот: HCl, H2SO4(розв.), H2CO3, H3PO4 (крім HNO3 та конц. H2SO4): Mg + H2SO4→MgSO4 + H2 Cu + H2SO4(розвед.) → не реагує Б) Концентрована H2SO4 та HNO3(розведена та концентрована) реагують з металами, які стоять в ряду напруг від Li до Ag включно. Газ водень при цьому не виділяється!!!Ферум , Хром, Алюміній не реагують з концентрованою HNO3на холоду!!! (пасивація металу). Метали середньої активності та малоактивні метали реагують з цими кислотами за схемами:
При взаємодії нітратної кислоти з металами можуть утворюватись іінші продукти відновлення Нітрогену(+5) :N2, N2O, NH4NO3. Електрохімічний ряд напруг металів
3. Кислоти реагують з солями більш слабких або летких кислот: 2 HCl + Na2CO3→2 NaCl + H2CO3 (CO2 + H2O) Номенклатура кислот Назви кислот утворюють від назви аніонів кислотних залишків з додаванням закінчення „на” та слова „кислота”. 1. Назви безоксигенових кислот. Назва аніона (латинська назва елемента + суфікс –ід (-ид)) + закінчення „на” + слово „кислота”: HCl – хлоридна кислота H2S – сульфідна кислота. 2. Назви оксигеновмісних кислот. 2.1. Назва аніона (латинська назва елеманта + суфікс –ат) + закінчення „на” + слово „кислота”. В дужках вказується валентність кислотоутворюючого елемента. Якщо елемент знаходиться у вищому ступені окиснення, то його валентність і кількість атомів оксигену можна не вказувати: H2Se+4O3 – селенатна (IV) кислота H2Se+6O4 – селенатна (VІ) кислота, селенатна кислота H2Mn+6O4 – манганатна (VI) кислота HSb+5O3 – стибатна (V) кислота, стибатна кислота 2.2. Кислоти можна називати по назвах аніонів з використанням префіксів і суфіксів без вказування валентності. Якщо елемент утворює кислоти в двох ступенях окиснення (+2, +4; +4, +6; +3, +5), то до назви елемента додають суфікс –ат (у вищому ступені окиснення) і –іт(-ит) (у другому ступені окиснення): H2Se+4O3 – селенітна кислота H2Se+6O4 – селенатна кислота HSb+5O3 – стибатна кислота HSb+3O2 – стибітна кислота Якщо елемент утворює кислоти більше ніж в двох ступенях окиснення, то використовують префікси і суфікси (Cl, Br, I, Mn):
Якщо одному елементу з певним ступенем окиснення відповідають кілька кислот, то до назви додають префікс: мета- для кислот з минимальним числом атомів гідрогену орто- для кислот з максимальним числом атомів гідрогену. НР+5О3 – метафосфатна кислота Н3Р+5О4 – ортофосфатна кислота Солі Солі – це кристалічні речовини, що містять катіон металу або NH4 і кислотний залишок. Найпоширеніший спосіб добування – реакція нейтралізації – взаємодія кислоти з основою: кислота (Н+) + основа (ОН-) → сіль + вода Класифікація: 1. Середні (нормальні) солі – утворюються при повному заміщенні атомів гідрогену в кислоті на метал (Na2SO4, K2CO3, CuS): H2SO4 + Mg(OH)2→MgSO4 + 2 H2O Назви середніх солей утворюють з назви катіона метала і аніона кислотного залишку у називному відмінку: MgSO4 – магній сульфат Fe(NO3)3 – ферум (ІІІ) нітрат 2. Кислі солі (гідрогенсолі) – утворюються при неповному заміщенні атомів гідрогену в кислоті на метал: 2 H2SO4 + Mg(OH)2→ Mg(HSO4)2 + 2 H2O надлишок недостача Назви утворюються з назви середньої солі з додаванням до назви аніона слова „гідроген”: Mg(HSO4)2 – магній гідрогенсульфат Ba(H2PO4)2 – барій дигідрогенортофосфат 3. Основні солі (гідроксосолі) – утворюються при неповному заміщенні ОН--груп в основі на кислотні залишки: H2SO4 + 2 Mg(OH)2→(MgОН)2SO4 + 2 H2O недостача надлишок Назви утворюються з назви середньої солі з додаванням до назви катіона слова „гідроксо”: (MgОН)2SO4 – гідроксомагній сульфат Al(OH)2Cl – дигідроксоалюміній хлорид Формули і назви кислот
Технічні і побутові назви деяких речовин Їдкий натр NaOH Мідний купорос CuSO4 · 5 H2O Сода Na2CO3 Натрієва селітра NaNO3 Кристалічна сода Na2CO3 · 10 H2O Вапняк, крейда, мармур CaCO3 Питна сода NaHCO3 Простийсуперфосфат Ca(H2PO4)2+CaSO4 Кухонна сіль NaCl Подвійний суперфосфат Ca(H2PO4)2 Сірчистий ангідрид SO2 Доломіт CaCO3 + MgCO3 Кварц SiO2 Поташ K2CO3 Мінерал корунд Al2O3 (+Cr) – рубін, (+Ti) – сапфір Гашене вапно Ca(OH)2 Малахіт (CaOH)2CO3 Негашене вапно CaO Рідке скло Na2SiO3 Плавікова кислота HF Азбест CaO · 3 MgO · 4 SiO2 Соляна кислота HCl Ціаністий калій KCN Глауберова сіль Na2SO4 · 10 H2O Сурік Pb3O4 (Pb2PbO4) Гірка сіль MgSO4 · 7 H2O Бура Na2B4O7 · 10 H2O Гіпс CaSO4 · 2 H2O Алебастр 2 CaSO4 · H2O |
|