Материал: 0501_Конунников_отсчет ЛР1
2
Цели работы: ознакомление с методами получения кислот, солей и оснований и изучение их химических свойств.
Основные теоретические положения
Оксииды − соединения химического элемента с кислородом в степени окисления −2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом.
Оксиды бывают кислотные и основные. Большинство кислотных оксидов
хорошо реагирует с водой, давая кислоту.
Пример: СО2 + Н2О = Н2СО3 (угольная кислота)
Не все кислотные оксиды могут непосредственно с водой реагировать.
Зато все кислотные оксиды реагируют с основаниями. При этом получается сразу соль.
Пример: SiО2 + Н2О = реакция не идет.
SiО2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O. Na2SiO3 + 2 HCl = H2SiO3 + 2 NaCl
Оксиды, которые взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды, называются кислотными оксидами. Они образованы в основном неметаллами. Следует запомнить оксиды хрома (CrO3) и марганца (Mn2O7), в
которых металлы имеют наибольшую из всех возможных степень окисления.
Оксиды, которые взаимодействуют с КИСЛОТАМИ с образованием соли и воды, называются основными оксидами.
Основные оксиды образуются только металлами. Некоторые из них легко реагируют с водой, давая соответствующее основание.
Например: CaO + H2O = Ca(OH)2 (основание – гидроксид кальция).
Общее свойство основных оксидов заключается в способности реагировать с кислотами с образованием соли и воды.
Кислоты — соединение химического элемента, способные отдавать катион водорода, либо которые содержат кислотный остаток.
3
Свойства кислот определяются тем, что они способны заменять в своих молекулах атомы водорода на атомы металлов.
Например: H2SO4 + Mg = MgSO4 + H2
Кислоты классифицируют по таким признакам:
а) по наличию или отсутствию кислорода в молекуле, которые делятся на кислородсодержащие и бескислородные и представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Классификация кислот по составу.
Кислородсодержащие кислоты |
Бескислородные кислоты |
|
|
|
|
H2SO4 |
серная кислота |
HF фтороводородная кислота |
|
|
|
H2SO3 |
сернистая кислота |
HCl хлороводородная кислота (соляная |
|
|
кислота) |
|
|
|
HNO3 азотная кислота |
HBr бромоводородная кислота |
|
|
|
|
H3PO4 |
фосфорная кислота |
HI иодоводородная кислота |
|
|
|
H2CO3 |
угольная кислота |
H2S сероводородная кислота |
|
|
|
H2SiO3 кремниевая кислота |
|
|
|
|
|
б) по числу атомов водорода, которые представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Классификация кислот по числу атомов водорода. |
||
|
|
|
Кислоты |
|
|
|
|
|
Одноосновные |
Двухосновные |
Двухосновные |
|
|
|
HNO3 азотная |
H2SO4 серная |
H3PO4 фосфорная |
|
|
|
HF фтороводородная |
H2SO3 сернистая |
|
|
|
|
HCl хлороводородная |
H2S сероводородная |
|
|
|
|
HBr бромоводородная |
H2CO3 угольная |
|
|
|
|
HI иодоводородная |
H2SiO3 кремниевая |
|
|
|
|
4
Химические свойства кислот:
1.Действие растворов кислот на индикаторы, т.е. растворы кислот в воде изменяют окраску специальных веществ – индикаторов (вещества сложного строения). По окраске индикаторов определяют присутствие кислоты.
2.Взаимодействие кислот с основаниями (реакция нейтрализации).
Кислота реагируют с основанием с образованием соли, в которой всегда в неизменном виде обнаруживается кислотный остаток. Вторым продуктом реакции нейтрализации обязательно является вода.
3. Взаимодействие кислот с основными оксидами. Поскольку основные оксиды – ближайшие родственники оснований – с ними кислоты также вступают в реакции нейтрализации.
Пример: 2 HCl + CaO = CaCl2 + H2O
Как и в случае реакций с основаниями, с основными оксидами кислоты образуют соль и воду. Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации.
4. Взаимодействие кислот с металлами. Для взаимодействия кислот с
металлом нужно, чтобы металл должен быть достаточно активным
(реакционноспособным) по отношению к кислотам, кислота должна быть
достаточно сильной.
Соли – это сложные вещества, образованные атомами металлов и кислотными остатками.
Соли бывают средние (нормальные), кислые и основные.
Средние соли – это продукты полного замещения водорода в кислоте на атомы металла или гидроксогруппы ОН- в основании на кислотный остаток.
Кислые соли – продукты неполного замещения атомов водорода кислоты на атомы металлов. Кислые соли могут быть образованы только от многоосновных кислот. Хлороводородная кислота HCl кислых солей не имеет.
Кислые соли диссоциируют ступенчато. Например: KH2PO4 → K+ + H2PO4-,
H2PO4- H+ + HPO42-,
5
HPO42- H+ + PO43-,
Основные соли – продукты неполного замещения ионов ОНоснования на ионы кислотных остатков. Они могут быть образованы только многокислотными основаниями. Гидроксиды щелочных металлов основных солей не имеют.
Кислоты классифицируют по таким признакам:
1.По растворимости:
a.рстворимые – KCI, Ba(NO3)2, CuSO4,
b.нерастворимые– BaSO4, AgCI, Ca3(PO4)2.
2.По свойствам:
a.cредние или нормальные – Na2SO4, MgCI2
b.кислые – KHSO4, Ca(H2PO4)2
c.основные – CuOHCI, AI(OH)2NO3.
Химические свойства солей:
1.Растворы солей взаимодействуют с металлами, расположенными в ряду напряжений левее, чем металл, входящий в состав соли.
2.Растворимые в воде соли взаимодействуют с основаниями.
3.Соли взаимодействуют с растворами кислот
4.Водные растворы солей взаимодействуют между собой с образованием новых солей
5.Растворы солей взаимодействуют с неметаллами
6.Многие соли при нагревании разлагаются, особенно легко – карбонаты
7.Некоторые соли взаимодействуют с водой с образованием кристаллогидратов.
Основание — сложное вещество, которое состоит из атома металла или иона аммония и гидроксогруппы (−OH).
Основания получают различными способами. Самый простой – взаимодействие металла с водой (пример 1), оксида с водой (пример 2),
щелочей с солями (пример 3).
Пример 1: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2.