Электролитическая диссоциация кислот, оснований, солей.

    Все вещества по их поведению в растворах принято условно делить на две группы: а) электролиты и б) неэлектролиты.           Электролитами называют сложные вещества, растворы и расплавы которых способны проводить электрический ток. Неэлектролиты, наоборот, электрический ток не проводят.           К электролитам относят большинство неорганических кислот, щелочей и солей.           Электролиты — хлороводородная (соляная) кислота НС1, хлорид натрия NaCl, гидроксид калия КОН.           К неэлектролитам относят многие органические соединения, например спирты, углеводы (сахара), а также газообразные вещества и оксиды.           В химии диссоциацией принято называть распад кристаллов и молекул на ионы, который приводит к электрической проводимости растворов. Следовательно, причиной электрической проводимости растворов и расплавов некоторых веществ является образование носителей электричества — свободных заряженных частиц, называемых ионами.           Диссоциация происходит под действием молекул растворителя (чаще воды) или температуры. При этом химические связи между частицами в кристаллической решетке разрушаются.           Типичными видами связи для электролитов являются ионная или ковалентная полярная.           Таким образом, под электролитической диссоциацией понимают процесс распада электролитов на ионы под действием молекул воды или при расплавлении.           Рассмотрим электролитическую диссоциацию хлорида натрия (NaCl). При расплавлении энергия, подводимая к кристаллам, усиливает колебания ионов в узлах кристаллической решетки, в результате чего связи между ионами разрушаются и появляются свободные ионы. Аналогичный эффект достигается при растворении хлорида натрия в воде. Только роль разрушающего фактора выполняют молекулы воды, которые как бы растягивают кристалл на отдельные частицы. Но при этом ионы оказываются окруженными («гидратированными») молекулами воды.           Уравнение диссоциации:           Диссоциация веществ с ковалентной полярной связью происходит несколько сложнее, например диссоциация хлороводорода в воде. Сначала происходит взаимодействие молекул воды с молекулами НС1, находящимися в узлах кристаллической решетки, и их отщепление от нее, а затем происходит «растягивание» полярной молекулы НС1 на гидра-           тированные ионы . Уравнение электролитической диссоциации хлороводорода выглядит так: . В составе кислот, солей и оснований (щелочей) можно выделить части, определяющие их химические свойства. У кислот это ионы водорода, у солей — ионы металлов и кислотных остатков, у щелочей — ионы гидроксогрупп.           а) Кислоты диссоциируют на катионы водорода (упрощенно) и анионы кислотных остатков:                    

Простые и сложные неорганические вещества, их состав и классификация.

    Ответом на этот вопрос может служить схема, в основе которой лежит классификация веществ по количественному и качественному составу.           Используя схему, необходимо кратко охарактеризовать вещества простые и сложные, состав веществ различных классов, привести примеры.                     Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.           Кислоты — это электролиты, при диссоциации которых из положительных ионов образуются только ионы водорода (Н+).           Основания — это электролиты, при диссоциации которых из отрицательных ионов образуются только гидроксид-ионы (ОН-).           Соли — это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов и анионы кислотного остатка.           Далее следует привести уравнения реакций, характеризующие основные свойства каждого класса соединений.           Для оксидов таким свойством является взаимодействие с водой:                               Характерным свойством солей является взаимодействие друг с другом:                     В заключение важно показать, что причинами многообразия веществ являются их: а) качественный состав; б) количественный состав.           В настоящий момент известно более 50 тыс. неорганических и несколько миллионов органических соединений, в то время как открыто лишь 114 химических элементов. Это объясняется тем, что атомы могут соединяться в разной последовательности и в разном количественном соотношении. Так, например, азот может образовывать пять оксидов: N2O; NO; N2O3; NO2, N2O5. А сера входит в состав 11 кислот.           Другая причина многообразия заключается в том, что некоторые химические элементы могут образовывать несколько простых веществ. Такое явление получило название аллотропия, а простые вещества — аллотропные видоизменения. Например, видоизменения кислорода, углерода и фосфора соответственно: кислород О2 и озон О3; графит, алмаз,           карбин, фуллерен; белый, красный, черный.           Различие в свойствах объясняется разным порядком связи атомов в молекулах и их расположением в пространстве, т. е. химическим строением.     Задача. Какой объем оксида углерода (IV) выделится при н. у. в результате взаимодействия соляной кислоты массой 7,3 г и карбоната натрия?

              

Взаимосвязь между классами неорганических веществ.

    При ответе важно показать единство мира неорганических веществ. Для этого можно использовать схемы, отражающие связи между классами неорганических веществ, а затем записать уравнения химических реакций, подтверждающих эти связи.           Схемы могут быть, например, такими:                     При составлении уравнений химических реакций необходимо давать названия веществам и указывать, к каким классам неорганических соединений они относятся.

Окислительно-восстановительные реакции. Окислитель и восстановитель.

    Ответ можно начать с утверждения о том, что по изменению степени окисления химических элементов различают реакции окислительно-восстановительные и реакции, идущие без изменения степеней окисления (например, ионного обмена).           Реакции, протекающие с изменением степени окисления, называются окислительно-восстановительными реакциями.           Рассмотрим с точки зрения этого признака пример:                     Частица (атом, ион), которая в ходе окислительно-восстановительного процесса отдает электроны, называется восстановителем. Процесс отдачи электронов — окисление. Восстановитель свою степень окисления повышает. В приведенном примере это натрий Na.           Частица, принимающая электроны, — окислитель, он восстанавливается и понижает степень окисления. В нашем случае это сера S.           Важно обратить внимание, что число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, принятых окислителем.           В составе сложных веществ элементы могут иметь разные степени окисления. От этого зависит, окислителем или восстановителем является это вещество. Так, например, азотная кислота является окислителем. В состав азотной кислоты HNO3 входит азот, имеющий степень окисления +5, который в процессе окислительно-восстановительной реакции может только понижать свою степень окисления, принимая электроны.           Сероводород H2S — восстановитель за счет атома серы со степенью окисления -2.          

Задача. Какая масса оксида углерода (IV) образуется при взаимодействии карбоната кальция с раствором соляной кислоты с массовой долей 8,3% и массой 100 г?

    

Реакции ионного обмена. Условия их протекания до конца. Отличие реакций ионного обмена от окислительно-восстановительных.

    Ответ можно начать с положения о том, что поскольку электролиты в растворах образуют ионы, то реакции в них происходят не между молекулами, а между ионами.           Если смешать растворы двух диссоциирующих веществ, то положительно заряженные ионы (катионы) взаимодействуют с ионами, заряженными отрицательно (анионы).           Это положение следует подтвердить примерами.           1. Одно из образующихся веществ является малодиссоциирующим. Это может быть:           а) осадок                     В результате реакции образуется угольная кислота, которая разлагается на газ оксид углерода (IV) и воду.                     Все участвующие в реакции вещества находятся в виде ионов. Связывание их с образованием нового вещества не происходит, поэтому реакция в этом случае практически не осуществима.           Приведенные примеры свидетельствуют о том, что необходимыми условиями протекания реакций ионного обмена до конца являются: 1) образование осадка; 2) выделение газа; 3) образование малодиссоциирующих молекул воды.           Естественно, что в ходе ответа можно приводить другие примеры реакций ионного обмена, но при этом важно помнить об использовании таблицы «Растворимость кислот, оснований и солей в воде», из которой видно, какое вещество растворимо, а какое — нет.           Отличительной особенностью реакции ионного обмена от окислительно-восстановительных реакций является то, что они протекают без изменения степеней окисления, участвующих в реакции частиц

Кислоты. Химические свойства кислот. Взаимодействие с металлами, основными оксидами, основаниями, солями (на примере серной или хлороводородной кислот).