1.Методы получения неорганических соединений.

Для получения большинства неорганических соединений используются химические реакции четырех типов: реакции соединения, разложения, замещения и обмена.

Реакцией соединения называется процесс взаимодействия 2-х или большего числа веществ, в результате которого образуется одно новое вещество. Например, 4Al + O₂ = Al₂O₃.

Реакция разложения представляет собой процесс получения нескольких новых веществ из одного вещества. Например, СaCO₃ = CaO + CO₂.

Реакциями замещения называются реакции между простыми и сложными веществами, в которых атомы простого вещества замещают атомы какого – либо элемента сложного вещества. Типичными реакциями замещения являются реакции вытеснения водорода из кислот металлами, расположенными в ряду напряжений (в ряду активности) до водорода. Например, Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂.

Реакциями обмена называются реакции, в которых два сложных вещества обмениваются в эквивалентных количествах своими составными частями, образуя новые сложные вещества. Как правило, реакции обмена представляют собой реакции ионного обмена. Необходимым условием протекания реакции ионного обмена является связывание ионов в следующие устойчивые соединения: неэлектролиты (например, газообразные вещества), труднорастворимые соединения, комплексы или любые иные слабодиссоциирующие образования. Например:

1) NaCl + KNO₃ = NaNO₃+KCl – реакция не протекает, возможно образуемые вещества NaNO₃ и KCl;

2) NaCl + AgNO₃ = NaNO₃+ AgCl ↓ - реакция протекает, так как образуется труднорастворимая соль AgCl;

3) Sn(OH)₂ + 2KOH = K₂[Sn(OH)₄] – реакция протекает в результате образования устойчивого гидроксокомплекса [Sn(OH)₄]^2-;

4) 2HCl + Cu(OH)₂ = CuCl₂ + 2H₂O – реакция протекает из-за образования слабодиссоциирующих молекул H₂O;

5) 2CuSO₄ + 2NaOH = (CuOH)₂SO₄ + Na₂SO₄ – реакция протекает ввиду образования слабодиссоциирующих сложных ионов CuOH⁺.

2. Расчеты по уравнениям реакций и химическим формулам.

В стехиометрических расчетах по уравнениям химических реакций определяются количеств веществ, вступающих в реакцию (массы или объемы реагентов), или же количества образующихся в результате реакции веществ – продуктов реакции также в массовом или объемном выражении. Расчёты базируются на использовании молярных масс реагентов и продуктов.

Пример 1.2. Определение массы сульфата натрия, образующегося при взаимодействии 4,9 г серной кислоты с гидроксидом натрия.

Записываем уравнение реакции: 2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O.

Определяем молярные массы М серной кислоты и сульфата натрия: M(H₂SO₄) = 98 г/моль, М(Na₂SO₄) =142 г/моль. Далее составляем и решаем пропорцию, обозначив искомую массу сульфата натрия через «х»:

98--------------142 х=4,9∙142/98 = 7,1 г.

4,9---------------х

В химии возникает необходимость многочисленных расчетов по химическим формулам, т.к. химическая формула характеризует не только качественный состав вещества, но и определяет его количество, равное 1 молю. Например, формула Na₂SO₄ указывает не только на то, что вещество состоит из атомов натрия, серы и кислорода в соотношении 2:1:4, но и определяет количество сульфата натрия, равное 1 молю, т.е. 142 г. В самой формуле химический символ каждого элемента, в свою очередь относится к 1 молю атомов соответствующего элемента. Напримет, 1 моль Na₂SO₄ содержит 2 моля атомов Na, 1 моль атомов S и 4 моля атомов О. По химической формуле, пользуясь значением Авогадро, равном 6,023∙10²³, можно определить также абсолютное число атомов каждого элемента в любом количестве вещества.

Пример 2.2. Определение числа молей и абсолютного числа атомов элементов в 7,1 г. сульфата натрия, получение которого рассмотрено в примере 1.2.

Переводим количество полученного Na₂SO₄ в моли, для чего решаем пропорцию:

1моль Na₂SO₄ имеет массу 142 г/моль

«х» молей полученной соли -7,1 г. х= 7,1∙1/142=0,05 молей.

Пользуясь значением числа Авогадро, формулой соли и ее количеством, находим число атомов каждого элемента: Na - 0,05∙2∙6,023∙10²³ = 6,023∙10²² атомов;

S – 0,05 ∙1∙6,023∙10²³ = 3,0115∙10²² атомов; О – 0,05∙4∙6,023∙10²³ = 12,046 ∙10²² атомов.