Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы»




НазваниеПояснительная записка Пособие для студентов «Растворы»
страница8/9
Дата30.11.2012
Размер0.58 Mb.
ТипПояснительная записка
1   2   3   4   5   6   7   8   9

5. Соли. Классификация, состав и свойства.


Солями называются электролиты, диссоциирующие в водных растворах с образованием обязательно катиона металла и аниона кислотного остатка.


Классификация солей


Средние (нормальные) соли

Кислые соли

Основные соли

Двойные соли

Комплексные соли

Na2S04

Са3(Р04)2

MgC03

NaHCO3

Са(Н2Р04)2

KHS03

Си2(ОН)2С03

Fe(OH)Cl2

Al(OH)2N03

KA1(S04)2

KNaC03

KCr(S04)2

K3[Fe(CN)6] Fe4[Fe(CN)6]3

При написании формул любых солей необходимо руко­водствоваться одним правилом: суммарные заряды катио­нов и анионов должны быть равны по абсолютной вели­чине.


1. Все средние соли являются сильными электролитами и легко диссоциируют:

Na2S04 2Na+ + SO42-

2.Средние соли могут взаимодействовать с металлами, стоящими в ряду напряжений левее металла, входящего в состав соли:

Fe + CuS04 = Сu + FeS04

2. Соли реагируют со щелочами и кислотами по прави­лам, описанным в разделах «Основания» и «Кислоты»:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓+ 3NaCl

Fe3+ + 3C1- + 3Na+ + ЗОН-↓ = Fe(OH)3 + 3Na+ + ЗСl-

Fe3+ + 30H- = Fe(OH)3


Na2S03 + 2HC1 = 2NaCl + H2S03

2Na+ + SO42- + 2H+ + 2Сl- = 2Na+ + 2Сl- + S02↑ + H20

2H+ + SO42- = S02↑ + H2O

3. Соли могут взаимодействовать между собой, в ре­зультате чего образуются новые соли:

AgN03 + NaCl = NaN03 + AgCl↓

Ag+ + NО3 + Na+ + CI- = Na+ + N03- + AgCl↓

Ag+ + Cl- = AgCI↓

Поскольку эти обменные реакции осуществляются в основном в водных растворах, они протекают лишь тогда, когда одна из образующихся солей выпадает в осадок.


6.Оксиды. Классификация. Свойства.


Классификация


Солеобразующие оксиды - взаимодействуют с кислотами и основаниями, образуя соли.

Несолеобразующие оксиды- не

взаимодействуют с кислотами и основаниями, не образуют соли.

CaO, SO2

СО, NO



В свою очередь солеобразующие оксиды бывают:


Основные - образованы атомами металла

Кислотные – образованы атомами

неметалла

СaO

SO2


Рассмотрим химические свойства основных оксидов:

1.Взаимодействие с водой:

СaO +Н2О→ Сa(OH)2

2. Взаимодействие с кислотными оксидами:

СaO+ SO2→ СaSO3

3.Взаимодействие с кислотами

СaO+ 2НС1 = СаС12 + Н2О

СaO + 2Н+ + 2Сl- = Са2+ + 2Сl- + Н2О

СaO + 2Н+ = Са2+ + Н2О

Рассмотрим химические свойства кислотных оксидов:

1.Взаимодействие с водой:

SO22О→H2SO3

2. Взаимодействие с основными оксидами:

СaO+ SO2→ СaSO3

3.Взаимодействие с основаниями:

Са(ОН)2 + SO2 = СаSОз + Н2О

Са2+ + 2OН- + SO2 = СаSO3 + Н2О


Вопросы для самоподготовки по теме «Химичесие реакции в водных растворах»:

1. Какие реакции называются ионными?

2. Как составляются полное ионное и сокращенное ионное урав­нения?

3. Составьте молекулярные, полные ионные и сокращенные ионные уравнения следующих реакций:

а) хлорид хрома (Ш)+нитрат серебра;

б) хлорид железа(III)+едкий натр;

в) сульфид натрия + соляная кислота;

г) гидроксид кальция + азотная кислота;

д) хлорид натрия + нитрат свинца;

е) нитрат бария+сульфат натрия;

ж) сульфат алюминия + едкое кали;

з) хлорид бария + сульфат марганца;

и) фосфат натрия+хлорид кальция.

4. Составьте ионные уравнения реакции; укажите, какие из них будут обратимы и почему:

а) едкий натр + хлорид калия;

б) сульфат железа (III)+хлорид бария;

в) хлорид магния+нитрат натрия;

г) нитрат железа (III) +едкое кали;

д) хлорид цинка+едкий натр;

е) сульфат натрия + хлорид меди (П).

5. Укажите, могут ли находиться в растворе одновременно ионы: а) Ва2+ и SO42-; б) Са2+ и Mg2+; в) Сu2+ и ОН-; г) Fe3+ и S042-; д) S2- и Na+; е) Р043- и Mg2+.

6. Напишите несколько уравнений реакций нейтрализации и вы­делите для них общее сокращенное ионное уравнение.

7. Пользуясь периодической системой, напишите формулы сле­дующих оснований и укажите, к какой группе по числу гидроксид-ио­нов и по растворимости они относятся: а) гидроксид лития; б) гид­роксид стронция; в) гидроксид галлия; г) гидроксид алюминия; д) гидроксид калия; е) гидроксид меди (П); ж) гидроксид желе­зами.

8. С какими из перечисленных веществ будет реагировать едкое кали: а) хлорид цинка; б) оксид кальция; в) оксид серы (IV); г) кремниевая кислота; д) карбонат магния; е) карбонат натрия; ж) нитрат меди (П)? Подтвердите свой вывод уравнениями реакций в молекулярной и ионной форме.

9. Рассчитайте, сколько гидроксида кальция вступит в реакцию с 280 г азотной кислоты, если она содержит 10% примесей

10. Какой объем оксида углерода (IV) израсходуется на реакцию с 10 г едкого натра, содержащего 20% примесей?

11. Сколько получится соли при реакции 570 г гидроксида бария с серной кислотой, если гидроксид бария содержит 10% примесей?

12. Имеются медь, кислород, соляная кислота, вода, металличе­ский натрий. Каким образом, пользуясь только этими веществами, можно получить гидроксид меди?

13. В трех колбах находятся растворы: в одной — азотной кис­лоты, в другой — гидроксида натрия, в третьей — гидроксида бария; в четвертой колбе — вода. Как определить, в какой колбе какой рас­твор? Какие реактивы для этого требуются?

14. Сколько оксида кальция потребуется для получения 37 г гид­роксида, если оксид содержит 20% примесей?

15. Какой объем оксида углерода (IV) израсходуется на реакцию с 500 мл 2 н. раствора едкого кали?

16. Напишите формулы следующих солей: а) фосфат магния; б) гидрофосфат магния; в) сульфит свинца; г) гидросульфат бария; д) гидросульфит бария; е) силикат калия; ж) нитрат алюминия; м) хлорид меди (II); и) нитрат кальция; к) карбонат калия; л) гидросульфат алюминия; м) дигидроксосульфат алюминия.


IY. Гидролиз солей

Специфическим свойством солей является их способность гидролизоваться — подвергаться гидролизу (от греч. «гидро» — вода, «лизис» — разложение), т.е. разложению под действием воды.

1. При гидролизе соли, образованной катионом сильного основания и слабой кислоты, например K2 S, сульфид калия диссоциирует на ионы как сильный электролит:

K2S = 2К+ + S2-

Анион серы S2- является анионом слабой сероводород­ной кислоты, которая диссоциирует плохо. Это приводит к тому, что анион S2- начинает присоединять к себе из воды катионы водорода, постепенно образуя малодиссоциирующие группировки:

1) S2- + НОН → HS- + ОН-

2) HS- + HOHH2S+ ОН-

Вторая стадия процесса протекает значительно слабее, так как ионы ОН- накапливаются в растворе, а повыше­ние их концентрации приводит к смещению равновесия в сторону исходных веществ.

Поскольку в растворе накапливаются анионы ОН-, то реакция среды становится щелочной. Таким образом, при гидролизе солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой, реакция среды всегда бывает щелочная.

Запись в молекулярной форме выглядит следующим об­разом:

1) K2S + НОН →KHS + КОН

2) KHS + НОН → H2S + КОН


2. Если берут соль, образованную катионом слабого основания и анионом сильной кислоты, например Fe(N03)3, то при ее диссоциации образуются ионы: Fe (NO3)3 Fe3+ + 3NO3-

Катион железа Fe3+ является катионом слабого осно­вания — гидроксида железа, который диссоциирует очень плохо. Это приводит к тому, что катион Fe3+ начинает при­соединять к себе из воды анионы ОН-, образуя при этом малодиссоциирующие группировки:

1) Fe3+ + HOH→ (FeOH)2+ + H+

На второй ступени:

2) Fe(OH)2++HOH →Fe(OH)2++ Н+

И, наконец, в очень малой степени может осуществиться и третья ступень гидролиза:

3) Fe(OH)2+ + НОН→ Fe(OH)3 + Н+

Как видно из записи уравнений, в растворе накапливаются катионы водорода. Следовательно, раствор данной соли будет иметь иметь кислую реакцию.

В молекулярной форме запись выглядит следующим образом

1) Fe (NO3)3 + НOН→ FeOH(N03)2 + HN03

2) FeOH(NO3)2 + НОН →Fe(0H)2N03 + HN03

Fe(0H)2N03 + НОН→ Fe(0H)3+HNO3

Таким образом, при гидролизе соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, реакция среды всег­да кислая.

3.Если соль образована катионом сильного основания и анионом сильной кислоты, то ни катион, ни анион не присоединяет ионов воды и реакция остается нейтральной. Гидролиз практически не происходит.

4. Если соль образована катионом слабого основания анионом слабой кислоты, то такая соль может подвергаться сразу полному и необратимому гидролизу. Например, если сульфид алюминия A12S3, полученный сжиганием алюминия в порошке серы, бросить в воду, то моментально произойдет бурная реакция гидролиза:

Al 2S3+ 6HOH = 2Al(OH)3+3H2S↑

В результате образуется осадок А1(ОН)3 ↓ и выделится сероводород. Этот гидролиз необратим, поэтому при реакции обмена в растворе A12S3 получить нельзя. Вместо него образуются продукты гидролиза. В связи с этим, напри-

мер, уравнение реакции между А1С13 и Na2S в растворе нужно записывать так:

AICl3 + 3Na2S + 6Н20 = 2А1(ОН)3↓ + 6NaС1 + 3H2S

Таким образом, гидролиз солей — это обменная реак­ция их с водой.

На гидролиз влияет не только природа вещества, но и другие факторы, например разбавление раствора: увеличение количества воды в растворе усиливает гидро­лиз. При нагревании гидролиз также усиливается.

Таким образом, гидролиз — явление, существенно воз­действующее на течение химических процессов, чего нель­зя не учитывать.

Вопросы для самоподготовки по теме «Гидролиз»

1 .Что такое гидролиз и от каких факторов он зависит?

2 .Среди перечисленных ниже солей укажите те, которые в растворе подвергаются гидролизу: NaNО3, Cr2(SO4)3, АlCl3, СаСl2, K2SiО3. Составьте уравнения тех реакций гидролиза, которые осу­ществимы.


V.Электролиз

Если в раствор или расплав электролита опустить электроды и пропустить постоянный электрический ток, то ионы начнут двигаться направленно: катионы — к катоду (отрицательно заряженному электроду), анионы — к аноду (положительно заряженному электроду).

На катоде катионы принимают электроны и восстанавливаются. На аноде анионы отдают электроны и окисляются, процесс называют электролизом.

Электролиз - это окислительно-восстановительно-восстановительный процесс протекающий на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствop электролита.

Простейший пример таких процессов — электролиз расплавов солей.

Рассмотрим процесс электролиза хлорида натрия:

NaCl → Na+ + Сl-

Под действием электрического тока Na+ движутся к катоду и принимают от него электроны:

Na++1e→Na0 (восстановление)

Ионы Cl- движутся к аноду и отдают ему электроны:

2Cl-- С120 (окисление)

Сумарное уравнение процессов:

2 Na++2Cl-→ Na0 + С120

На катоде образуется металлический натрий, на катоде газообразный хлор.

Сложнее дело обстоит в случае электролиза растворов электролитов.

В растворе соли, кроме ионов металла и кислотного остатка, присутствуют молекулы воды. Поэтому при рассмотрении процессов на электродах необходимо учитывать их участие в электролизе.

Для определения продуктов электролиза водных раствором электролитов существуют следующие правила:

1. Процесс на катоде зависит не от материала катода, из которого он сделан, а от положения металла (катиона электролита) в электрохимическом ряду напряжений, при этом если:

1.1. Катион электролита расположен в ряду напряжений с начала

ряда по А1 включительно, то на катоде идет процесс восстановления воды (выделяется водород Н2). Катионы металла не восстанавливаются, они остаются в растворе.

1.2. Катион электролита находится в ряду напряжений между алюминием и водородом, то на катоде восстанавливаются одновременно и ионы металла, и молекулы воды.

1.3. Катион электролита находится в ряду напряжений после водорода, то на катоде восстанавливаются катионы металла.


Li, К, Сa, Na, Mg, Al Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, Н Сu, Ag, Hg, Pt, Au

Не восстанавливаются, Возможно выделение Восстанавливаются

выделяется Н2: металла и водорода выделяется металл

2H2O+2e→Н2+2ОH- 2H2O+2e→Н2+2ОH-


2. Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона

ляется металл анода, несмотря на природу аниона.

Если анод не растворяется (его называют инертным-графит, золото, платина), то:

а) при электролизе растворов солей бескислородных кислот кроме фторидов) на аноде идет процесс окисления аниона;

б) при электролизе растворов солей кислородсодержащих кислот и фторидов на аноде идет процесс окисления воды (выделяется 02). Анионы не окисляются, они остаются в растворе:

на аноде: 2H2O-4e→O2+4H+

Пример электролиза растворов солей:

а) 2КCl+2Н2O→ H2↑+Сl2↑+2KOH

(катод) 2H++2e→ H20 │ 1

(анод) 2Cl- -2е→ Сl2 │ 1

На аноде окисляются анионы Cl, а не кислород молекул воды, т.к. электроотрицательность хлора меньше, чем кислорода, и следовательно, хлор отдаёт электроны легче, чем кислород.

Электролиз широко применяется в ряде производств. Это единственный экономически выгодный промышленный путь получения активных металлов: калия, натрия, алюминия, а также неметаллов: хлора, фтора. Электролиз можно использовать для очистки металлов, покрытия одного металла другим для защиты от коррозии.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconПояснительная записка На современном этапе развития общества заметно усилился интерес к проблеме этикета и имиджелогии
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов факультета физической культуры. Оно включает в себя тематику контрольных...
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconПояснительная записка По итогам работы оформляется пояснительная записка по шаблону дипломной работы студентов специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».
Исполняемый код должен запускаться на любой рабочей станции и не требовать установки дополнительных библиотек. Принимает и оценивает...
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconТестовые задания по общей и биоорганической химии: растворы
Тестовые задания по общей и биоорганической химии: растворы : учеб метод пособие / А. г. Шубина; Федеральное агентство по образованию,...
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Электротехника и электроника»
Пояснительная записка 19 с., 9 рис., 2 табл., 6 источников, 2 л графического материала
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconПояснительная записка к Комплексной (Сводной) программе повышения безопасности энергоблоков
Пояснительная записка …
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconПояснительная записка Посылаем материал на конкурс "Дистанционный урок"
...
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
В качестве выщелачивающих растворов используются рудничные воды, растворы, полученные после извлечения меди, растворы серной кислоты,...
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconПояснительная записка 3 пояснительная записка
Охватывает: требования, предъявляемые к персоналу
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconУчебное пособие 2,0
Пояснительная записка к расчетному заданию по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»
Пояснительная записка Пособие для студентов «Растворы» iconПояснительная записка к электронным материалам по специальному предмету
Данное пособие предназначено преподавателям специальных дисциплин и учащимся для профессиональных училищ, обучающимся по профессии...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница