- •Введение Общие рекомендации для подготовки к лабораторным занятиям
- •Лабораторная работа №_____ Тема:________________________________________________
- •Неметалл
- •Классификация бинарных соединений
- •Классификация оксидов по составу
- •1.2.2. Трехэлементные соединения с кислородом и водородом (гидроксисоединения)
- •Классификация гидроксисоединений и их производных – солей
- •Список традиционных названий оксокислот и солей Таблица 4
- •2.Классификация веществ по типу химической связи и физическим свойствам
- •Классификация кристаллов по типу химической связи
- •5. Классификация неорганических веществ по кислотно-основным свойствам
- •5.1. По кислотно-основным свойствам неорганические соединения подразделяют:
- •Основание
- •Кислота
- •Амфотерное соединение
- •Кислота Основание Основание Кислота
- •5.2. Взаимодействие оксидов и гидроксисоединений с водой
- •5.3. Реакция нейтрализации
- •Например:
- •5.3.4. Закономерности изменения кислотно-основных свойств оксидов
- •Сравнительная характеристика свойств оксидов металлов и неметаллов
- •Генетическая связь между классами неорганических соединений
- •5.4. Гидролиз солей
- •Факторы, влияющие на гидролиз соли
- •6.Основные способы получения оксидов и гидроксидов
- •6.1. Способы получения оксидов
- •6.2. Способы получения гидроксидов
- •7. Лабораторные работы по теме:
- •7.1. Лабораторная работа № 1.
- •Задание 1.4.23 Сумма коэффициентов в молекулярном уравнении реакции
- •7.2. Лабораторная работа № 2.
- •7.3. Лабораторная работа № 3
- •7.4. Лабораторная работа № 4
- •8. Окислительно-восстановительные процессы
- •8.3. Химические свойства металлов
- •8.3.1. Ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов металлов
- •8.3.2. Взаимодействие металлов с водой
- •8.3.3. Взаимодействие металлов с водными растворами щелочей
- •8.3.4. Взаимодействие металлов с растворами кислот, окисляющими
- •8.3.5. Взаимодействие металлов с концентрированной серной кислотой
- •8.3.6. Взаимодействие металлов с азотной кислотой
- •8.4. Лабораторная работа № 5
- •9.1. Основные понятия
- •Сравнение процессов в гальванических элементах и электролиза
- •9.2. Гальванический элемент
- •I процесс (коррозия с водородной деполяризацией)
- •II процесс (коррозия с кислородной деполяризацией)
- •9.4. Электролиз
- •Электролиз растворов солей
- •Электролиз водного раствора сульфата меди (II) с инертным анодом
- •Ряд разряжаемости катионов на катоде
- •Ряд разряжаемости анионов на аноде
- •9.5. Лабораторная работа № 6
- •Приложение
- •Константы диссоциации некоторых кислот и оснований при 25оС
- •Произведение растворимости некоторых малорастворимых электролитов при 25оС
- •Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы в водных растворах при 25оС
- •Библиографический список
- •Содержание
5. Классификация неорганических веществ по кислотно-основным свойствам
5.1. По кислотно-основным свойствам неорганические соединения подразделяют:
на основные;
амфотерные;
кислотные;
несолеобразующие (не проявляют кислотно-основных свойств).
Основание
Определение по Аррениусу: химическое соединение, которое в водном растворе частично или полностью диссоциирует на положительные ионы (простые, сложные) и отрицательные гидроксид-ионы.
NaOH Na+ + OH–, NH3∙H2O NH4+ + OH–
гидроксид гидрат аммиака
натрия (гидроксид аммония)
Определение по Бренстеду: химическая частица (молекула, ион), которая при взаимодействии с кислотой (в водном растворе – с молекулой воды) принимает от неё катион водорода, или протон (акцептор протона).
NH3 + H2O NH4+ + OH–
Щелочь – водный раствор сильных оснований – гидроксидов щелочных металлов и щелочноземельных металлов.
Кислота
Определение по Аррениусу: химическое соединение, которое в водном растворе полностью или частично диссоциирует на положительные ионы водорода и отрицательные ионы кислотного остатка.
HNO3 H+ + NO3–, HNO2 H+ + NO2–
азотная кислота азотистая кислота
Определение по Бренстеду: химическая частица (молекула, ион), которая при взаимодействии с основанием (в водном растворе – с молекулой воды) отдает катионы водорода, или протоны (донор протона).
HNO3 + H2O NO3– + H3O+
Амфотерное соединение
Соединение, которое может реагировать как кислота с более сильным основанием и как основание с более сильной кислотой.
Al(OH)3 + OH– = [Al(OH)4]– , Al(OH)3 + 3H3O+ = [Al(H2O)6]3+
Кислота Основание Основание Кислота
Кислотно-основные свойства веществ проявляются по отношению к воде,
а также к кислотам и основаниям.
5.2. Взаимодействие оксидов и гидроксисоединений с водой
Хорошо растворимы в воде типично ионные оксиды и гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов:
IA IIА
Li |
|
|
|
Na |
|
|
|
K |
Ме2О |
Ca |
MeO |
Rb |
МеОН |
Sr |
Me(OH)2 |
Cs |
|
Ba |
|
Fr |
|
Ra |
|
период
увеличение
растворимости оксидов и
гидроксидов
Подгруппа
Растворяясь, ионные оксиды вступают в химическое взаимодействие с водой, образуя соответствующие гидроксиды:
Na2O + H2O → 2NaOH
CaO + H2O → Ca(OH)2
сильно сильное
основный оксид основание
Гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов являются сильными основаниями и в воде полностью диссоциируют на катионы металлов и гидроксид-ионы:
NaOH Na+ + OH–
Так как концентрация ОН— ионов увеличивается, растворы этих веществ имеют сильнощелочную среду (рН>>7); их называют щелочами.
Вторая группа хорошо растворимых в воде оксидов и соответствующих им гидроксисоединений – молекулярные оксиды и кислоты с ковалентным типом химических связей. К ним относятся соединения типичных неметаллов в высшей степени окисления и некоторых d-металлов в степени окисления: +6, +7. Растворимые молекулярные оксиды (SO3, N2O5, Cl2O7, Mn2O7) взаимодействуют с водой с образованием соответствующих кислот:
+6 +6
SO3 + H2O H2SO4
оксид серы (VI) серная кислота
сильнокислотный сильная кислота
оксид
+5 +5
N2O5 + H2O 2HNO3
оксид азота (V) азотная кислота
+7 +7
Mn2O7 + H2O 2HMnO4
оксид марганца (VII) марганцевая кислота
Сильные кислоты (H2SO4, HNO3, HClO4, HClO3, HMnO4) в растворах полностью диссоциируют на катионы Н+ и кислотные остатки:
HNO3 H+ + NO3–
Их растворы имеют сильнокислую среду (рН<<7).
Хорошо растворим в воде оксид фосфора (V):
P2O5 + H2O → 2HPO3 2H3PO4
Образующаяся ортофосфорная кислота средней силы диссоциирует частично в три стадии:
1 стадия: H3PO4 H+ + H2PO4–
K1=([H+] [H2PO4–])/[H3PO4]=7,5∙10–3;
2 стадия: H2PO4– H+ + HPO42–
K2=([H+][HPO42–)/[H2PO4]=6,2∙10–8;
3 стадия: HPO42– H+ + PO43–
K3=([H+][PO43–])/[HPO43–]=4,4∙10–13,
где К1, К2, К3 – константы диссоциации ортофосфорной кислоты соответственно по первой, второй и третьей стадии.
Константа диссоциации (табл.1 приложения) характеризует силу кислоты, т.е. её способность распадаться (диссоциировать) на ионы в среде данного растворителя при данной температуре. Чем больше константа диссоциации, тем больше равновесие смещено в сторону образования ионов, тем сильнее кислота, т.е. по первой стадии диссоциация фосфорной кислоты идет лучше, чем по второй, и соответственно, по третьей стадии.
Умеренно растворимые оксиды серы (IV), углерода (IV), азота (III) и др. образуют в воде соответствующие слабые кислоты, диссоциирующие частично.
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3–
SO2 + H2O H2SO3 H+ + HSO3–
N2O3 + H2O 2HNO2 H+ + NO2–
слабо- слабые
кислотные кислоты
оксиды