- •Міністерство освіти і науки україни херсонський національний технічний університет
- •Рецензент: професор кафедри Херсонського національного технічного університету, доктор технічних наук Чурсіна л.А.
- •1. Правила роботи в хімічній лабораторії
- •Запам'ятайте!
- •2. Основні хімічні поняття
- •Молярні маси еквівалентів складних речовин
- •3. Основні закони хімії
- •Контрольні питання та вправи
- •4. Класи неорганічних сполук
- •Одержання
- •Хімічні властивості
- •Хімічні властивості
- •Хімічні властивості
- •Одержання
- •Хімічні властивості
- •Одержання
- •Хімічні властивості
- •Контрольні питання та вправи
- •5. Будова атома
- •Основні принципи розподілу електронів в атомі
- •Контрольні питання та вправи
- •Лабораторна робота № 1
- •Хід роботи
- •Контрольні питання та вправи
- •Термодинамічні властивості хімічних сполук
- •Лабораторна робота № 2
- •Контрольні питання та вправи
- •Загальні властивості розчинів
- •Колігативні властивості розчинів
- •Розв’язання
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 3 приготування розчинів. Визначення концентрацій
- •Розв'язання
- •Приклад 2. Визначити об’єм розчину фосфатної кислоти з густиною 1,115 г/см3, який треба взяти для приготування розчину об’ємом ( ) 100 мл з молярною концентрацією еквівалентів 0,1 моль/л? Розв'язання
- •Експериментальна частина
- •1. Визначення густини розчину ареометром
- •4. Визначення концентрації розчиненої речовини методом титрування
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 4 електролітична дисоціація. Реакції в розчинах електролітів. Умови утворення осаду
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 5 рН. Гідроліз солей
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 6 окисно-відновні реакції
- •Контрольні питання та вправи
- •Лабораторна робота № 7 гальванічні елементи
- •Контрольні питання та вправи
- •Лабораторна робота № 8 електроліз
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 9 корозія металів. Методи захисту від корозії
- •Контрольні питання і задачі
- •Властивості елементів і їх сполук
- •Основні типи хімічних реакцій, у які вступають метали
- •I. Реакції за участю атомів металів (метал завжди відновник)
- •II. Реакції за участю одноатомних катіонів
- •Конструкційні метали (алюміній, магній, кальцій)
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 11 конструкційні метали (залізо, кобальт, нікель, мідь)
- •Контрольні питання і задачі
- •Лабораторна робота № 12 властивості елементів і їх сполук. Визначення твердості води.
- •1. Твердість природної води та її пом’якшення.
- •2. Засоби усування твердості води
- •3. Визначення твердості води
- •Контрольні питання і задачі
- •Властивості елементів і їх сполук (неметали)
- •Основні типи хімічних реакцій, які властиві неметалам
- •Контрольні питання і задачі
- •Рекомендована література основна
- •Додаткова
Контрольні питання і задачі
1. При електролізі водного розчину хром (ІІІ) сульфату струмом силою 2 А маса катода збільшилася на 8 г. Протягом якого часу проводили електроліз?
2. При електролізі водного розчину станум (ІІ) хлориду на аноді виділилося 4,48 л хлору (умови нормальні). Знайти масу олова, що виділилося на катоді.
3. У водному розчині ферум (II) сульфат окиснюється розчиненим у воді киснем з утворенням основної солі. Написати рівняння реакції, що протікає при цьому.
4. Як впливає на корозію заліза його контакт з іншими металами? Який метал буде руйнуватися першим на ушкодженій поверхні лудженого, оцинкованого і нікельованого заліза?
Властивості елементів і їх сполук
МЕТАЛИ
Більшість хімічних елементів є металами: їхні атоми мають здатність віддавати електрони й перетворюватися в позитивно заряджені іони. Не існує хімічних сполук, у яких атом металу мав би негативний ступінь окиснення. Активність металу, тобто його здатність віддавати електрони кількісно характеризується величиною енергії іонізації /і стандартним електродним потенціалом 0: чим менше й чим негативніше 0, тим активніше метал. В результаті відриву зовнішніх електронів атом перетворюється в катіон. Метали, перебуваючи у вищих ступенях окиснення, утворюють у водних розчинах оксоаніони. Багато хто з них є сильними окисниками (MnO4–, MnO42–, Cr2O72–, BiО3– і ін.). Більшість йонів металів, особливо d- елементів, утворюють численні координаційні сполуки.
Основні типи хімічних реакцій, у які вступають метали
I. Реакції за участю атомів металів (метал завжди відновник)
1. Реакції з неметалами: киснем, галогенами, сіркою, азотом. У результаті реакцій утворюються оксиди, галогеніди, сульфіди, нітриди. Самі активні метали - s-елементи, вступають у реакцію з воднем з утворенням гідридів.
2. Реакції з катіонами інших металів, наприклад: Fe + Cu2+ = Си + Fe2+. Можливість протікання таких реакцій визначається відносним положенням металів у ряді напруг.
3. Реакції з кислотами. Хлоридна й розведена сульфатна кислоти можуть бути окисниками тільки за рахунок іонів Н+: Zn + 2НСl = ZnCl2 + Н2
Із зазначеними кислотами взаємодіють тільки метали, які розташовані в ряді напруг до водню. Концентрована сульфатна кислота є окисником за рахунок S+6. Залежно від активності металу сульфатна кислота відновлюється до SO2 (Cu, Sn) або до H2S (Zn, Mg). Нітратна кислота може бути окисником тільки за рахунок N+5. Залежно від концентрації кислоти й активності металу продуктами відновлення можуть бути NO2, NO, NH4NO3.
4. Реакції з водою. Взаємодіють тільки s-елементи, наприклад: 2Na + 2Н2О = 2NaOH + Н2.
5. Реакції з лугами. Метали, гідроксиди яких мають амфотерні властивості (Zn, Sn, Al, Be, Cr) з лугами утворюють гідроксокомплекси, наприклад: 2Аl + 6NaOH + 6Н2О = 2Na3[Al(OH)6] + ЗН2
II. Реакції за участю одноатомних катіонів
1. Взаємодія з катіонами інших металів: 2Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+
Це окисно-відновні реакції, можливість протікання яких визначається співвідношенням окисно-відновних потенціалів.
2. Реакції комплексоутворення, наприклад: Ni2+ + 6NH4OH = [Ni2+ (NH3)6]2+ + 6H2O.
Ці реакції не супроводжуються зміною ступеня окиснення металу.
3. Взаємодія з молекулами розчинника. Це процеси гідратації, гідролізу, утворення оксоаніонів і оксокатіонів.
Основна область застосування d-елементів – металургія (чавун, сталь, леговані сталі, жароміцні сплави, інші спеціальні сплави). Хром, нікель, мідь використовуються як гальванічні покриття в декоративних цілях, для підвищення твердості, електропровідності й т.д. Мідь широко застосовується в електро- і радіотехніці завдяки її високій електропровідності й пластичності. Дуже широке застосування знаходять сполуки перехідних металів. Приведемо лише кілька областей їхнього використання:
а) калій перманганат, манган(ІV) оксид, калій біхромат („хромпік”) використовують як сильні окисники в різних галузях промисловості й у лабораторній практиці;
б) МnО2 знаходить застосування у виробництві сухих гальванічних елементів;
в) хром (III) оксид є основою тонкої полірувальної пасти («паста ГОИ»);
г) хромовий ангідрид – складова частина електроліту для гальванічного хромування;
д) титан (IV) оксид, цинк (II) оксид, ферум (III) оксид, хром (III) оксид і інші сполуки використовуються як пігменти при виробництві мінеральних фарб.
Властивості |
Метали |
|||||||||||||||||||
K |
Na |
Ca |
Мg |
Al |
Mn |
Zn |
Fe |
Cr |
Ni |
Sn |
Pb |
H |
Cu |
Hg |
Ag |
Pt |
Au |
|||
Активність як відновників |
зменшується |
|||||||||||||||||||
Здатність йонів відновлюватися |
збільшується |
|||||||||||||||||||
Взаємодія з киснем |
швидко окиснюються |
окиснюються при звичайній температурі |
– |
окиснюються при нагріванні |
не окиснюються |
|||||||||||||||
Взаємодія з водою |
витісняють Н2 при звичайній температурі |
витісняють Н2 тільки при нагріванні здатність зменшується |
– |
Н2 не витісняють |
||||||||||||||||
Взаємодія з кислотами |
витісняють Н2 з кислот, утворюючи сіль (Н2SO4 тільки розведена) |
– |
Окиснюються HNO3 i Н2SO4 конц. |
Не окиснюються HNO3 i Н2SO4 конц. |
||||||||||||||||
Знаходження в природі |
У виді сполук |
У вигляді сполук і простої речовини |
У вигляді простої речовини |
|||||||||||||||||
Промислові способи одержання |
Електроліз розплавів сполук |
1) відновлення оксидів Карбоном, 2) алюмінотермія, 3) електроліз водних розчинів |
Термічний розклад сполук |
|
Лабораторна робота № 10