- •Содержание
- •Предисловие
- •ЧАСТЬ I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
- •ГЛАВА 1. Важнейшие понятия и законы химии
- •§1.1. Основные понятия химии
- •§ 1.2. Основные стехиометрические законы химии
- •§ 1.3. Атомно-молекулярная теория
- •§ 1.4. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 2. Строение атома и периодический закон
- •§ 2.1. Развитие представлений о сложном строении атома
- •§ 2.2. Модели строения атома
- •§ 2.3. Квантовые числа электронов
- •§ 2.4. Электронные конфигурации атомов
- •§ 2.5. Ядро атома и радиоактивные превращения
- •§ 2.6. Периодический закон
- •§ 2.7. Задачи с решениями
- •§ 3.1. Природа химической связи
- •§ 3.2. Ковалентная связь
- •§ 3.3. Валентность элементов в ковалентных соединениях
- •§ 3.4. Пространственное строение молекул
- •§ 3.7. Межмолекулярные взаимодействия
- •§ 3.8. Агрегатные состояния вещества
- •§ 3.9. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 4. Основные положения физической химии
- •§ 4.2. Химическая кинетика и катализ
- •§ 4.4 Задачи с решениями
- •§5.1. Растворы
- •§ 5.2. Электролиты и электролитическая диссоциация
- •§ 5.3. Ионные уравнения реакций
- •§ 5.4. Задачи с решениями
- •§ 6.1. Основные типы химических реакций
- •§ 6.3. Количественные характеристики ОВР
- •§ 6.4. Электролиз растворов и расплавов электролитов
- •§ 6.5. Задачи с решениями
- •ЧАСТЬ II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
- •§ 7.1. Классификация простых и сложных веществ
- •§7.2. Оксиды
- •§ 7.3. Основания (гидроксиды металлов)
- •§ 7.4. Кислоты
- •§7.5. Соли
- •§ 7.6. Гидролиз солей
- •§ 7.7. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 8. Подгруппа галогенов
- •§8.1. Общая характеристика галогенов
- •§ 8.2. Химические свойства и получение галогенов
- •§ 8.4. Кислородсодержащие кислоты галогенов
- •§ 8.5. Задачи с решениями
- •§9.1. Общее рассмотрение
- •§ 9.2. Химические свойства водорода
- •§ 9.3. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 10. Элементы подгруппы кислорода
- •§ 10.2 Химические свойства кислорода
- •§ 10.4 Сероводород. Сульфиды
- •§ 10.5 Оксид серы (IV). Сернистая кислота
- •§10.7 Задачи с решениями
- •ГЛАВА 11. Подгруппа азота и фосфора
- •§11.1. Общая характеристика
- •§ 11.2 Химические свойства простых веществ
- •§ 11.3. Водородные соединения азота и фосфора
- •§ 11.4 Кислородные соединения азота и фосфора
- •§ 11.5. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 12. Подгруппа углерода и кремния
- •§ 12.2. Химические свойства углерода и кремния
- •§ 12.3. Кислородные соединения
- •§ 12.4 Карбиды и силициды
- •§ 12.5. Задачи с решениями
- •§ 13.1 Общее рассмотрение
- •§ 13.2 Химические свойства металлов
- •§ 13.3. Соединения s-металлов
- •§ 13.4 Задачи с решениями
- •ГЛАВА 14. Алюминий
- •§ 14.1 Общее рассмотрение
- •§ 14.2 Соединения алюминия
- •§ 14.3 Задачи с решениями
- •ГЛАВА 15. Главные переходные металлы
- •§15.1 Общая характеристика
- •§ 15.2. Хром и его соединения
- •§ 15.3 Марганец и его соединения
- •§ 15.4 Железо и его соединения
- •§ 15.6 Серебро и его соединения
- •§ 15.7 Задачи с решениями
- •ГЛАВА 16. Основные понятия органической химии
- •§16.1. Структурная теория
- •§ 16.2. Классификация органических соединений
- •§ 16.4. Изомерия органических соединений
- •§ 16.6. Классификация органических реакций
- •§ 16.7. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 17. Предельные углеводороды
- •§17.1. Алканы
- •§ 17.2. Циклоалканы
- •§ 17.3. Задачи с решениями
- •§ 18.1. Алкены
- •ГЛАВА 19. Алкины
- •ГЛАВА 20. Ароматические углеводороды
- •ГЛАВА 21 Гидроксильные соединения
- •§ 21.2. Многоатомные спирты
- •§21.3. Фенол
- •§21.4. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 22. Карбонильные соединения
- •ГЛАВА 23. Карбоновые кислоты и их производные
- •§23.1. Карбоновые кислоты
- •§23.2. Функциональные производные карбоновых кислот
- •§23.3. Жиры
- •§23.4. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 24. Углеводы
- •§24.1. Моносахариды
- •§24.2. Сахароза
- •§24.3. Полисахариды
- •§24.4. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 25. Амины. Аминокислоты
- •§25.1. Амины
- •§25.2. Аминокислоты
- •§25.3. Белки
- •§25.4. Задачи с решениями
- •ГЛАВА 26. Нуклеиновые кислоты
NaOH + H2S04 = NaHS04 + H20, Na2S04 + H2S04 = 2NaHS04,
СаСОз + C02 + H20 = Ca(HC03)2.
При нагревании многие кислые соли разлагаются:
2NaHC03 = Na2C03 + C02t + Н20.
Основные соли получают осторожным добавлением не¬
больших количеств щелочей к растворам средних солей ме¬
таллов, имеющих малорастворимые основания:
А1С13 + 2NaOH = А1(ОН)2С» + 2NaCI.
Образование кислых и средних солей имеет большое зна¬ чение при объяснении процессов гидролиза.
§ 7.6. Гидролиз солей
Выше показано, что реакция чистой воды является ней¬
тральной (pH = 7). Водные растворы кислот и оснований
имеют, соответственно, кислую (pH < 7) и щелочную (pH > 7)
реакцию. Практика, однако, показывает, что не только кис¬ лоты и основания, но и соли могут иметь щелочную или кис¬
лую реакцию причиной этого является гидролиз солей.
Взаимодействие солей с водой, в результате которого обра¬
зуются кислота (или кислая соль), и основание (или основная
соль), называется гидролизом солей.
Рассмотрим гидролиз солей следующих основных типов:
1.Соли сильного основания и сильной кислоты (например,
КВг, NaN03) при растворении в воде не гидролизуются, и рас¬
твор соли имеет нейтральную реакцию.
2.Соли сильного основания и слабой кислоты, например:
КСЮ, Na2C03, CH3COONa, NaCN, Na2S, K2Si03.
Запишем уравнение гидролиза ацетата натрия:
СНзСООЫа + Н20 < > СН3СООН +NaOH. (7.1)
В результате реакции образовался слабый электролит
уксусная кислота. В ионном виде этот процесс можно запи¬
сать так:
СН3СОО' + Н20 > СНзСООН + ОН'. |
(7.2) |
Таким образом, раствор CH3COONa проявляет щелочную реакщпо.
114
При растворении солей многоосновных кислот гидролиз
протекает ступенчато, например:
Na2S + Н20 < > NaHS + NaOH |
(7.3) |
или в ионной форме |
|
S2- + Н20 < HS' + ОН-. |
(7.4) |
Процесс (7.4) отражает гидролиз Na2S по первой ступени.
Чтобы гидролиз прошел полностью, как правило, увеличи¬
вают температуру процесса:
HS" + Н20 < > H2S + ОН". |
(7.5) |
Таким образом, при растворении в воде соли сильного основания и слабой кислоты раствор приобретает щелочную
реакцию вследствие гидролиза.
3. Соли слабого основания и сильной кислоты, например
AI2(S04)3, FeC!2f CuBr2f NH4CI.
Рассмотрим гидролиз хлорида железа (И): |
|
FeC!2 + Н20 « > Fe(OH)C1 + HCI |
.(7.6) |
В ионном виде этот процесс можно записать так: |
|
Fe2+ + Н20 < > Fe(OH)+ + Н\ |
(7.7) |
По второй ступени гидролиз протекает следующим образом:
Fe(OH)" +Н20 < Fe(OH)2l + Н\ (7.8)
Из реакций (7.6) (7.8) ясно, что в результате гидролиза
солей слабого основания и сильной кислоты раствор приобре¬
тает кислую реакцию.
4. Соли слабого основания и слабой кислоты, например
AI2S3i Cr2S3, CH3COONH4i (NH4)2C03. При растворении в во¬
де таких солей образуются малодиссоциирующие кислота и
основание:
CH3COONH4 + Н20 <--> СН3СООН + NH4OH ,
или в ионном виде:
СН3СОО + NH4+ +Н20 < » СНзСООН + NH4OH .
Реакция среды в раапворах подобных солей зависит от от¬
носительной силы кислоты и основания. Другими словами,
водные растворы таких солей могут иметь нейтральную,
кислую или щелочную реакцию в зависимости от констант
диссоциации образующихся кислот и оснований.
115
Так, при гидролизе CH3COONH4 реакция раствора будет
слабощелочной, поскольку константа диссоциации гид¬
роксида аммония (К 6,3-10 5) несколько больше константы диссоциации уксусной кислоты (К - 1,75*10 5).
§ 7.7. Задачи с решениями
Задача 1. Приведите три примера реакций между оксидом
элемента II периода и оксидом элемента IV периода.
Решение. Один из оксидов должен быть основным (или
амфотерным), а другой кислотным (или амфотерным). Во
II периоде U2O основной оксид, ВеО амфотерный, СОг и
N2O5 - кислотные. В IV периоде КгО, СаО, FeO - основные
оксиды, СГ2О3 амфотерный, AS2O5, Cr03, Se03 - кислотные оксиды. Уравнения реакций:
~
СО2 + К2О К2СО3 ,
~
Li20 + Se03 Li2Se04, N2Os + СаО = Са(ЫОэ)2.
Задача 2. Приведите примеры образования соли: а) из
двух простых веществ; б) из двух сложных веществ; в) из про¬
стого и сложного вещества.
Решение, а) Железо при нагревании с серой образует
сульфид железа (И):
Fe + S = FeS.
б) Соли вступают друг с другом в обменные реакции в
водном растьоре, если один из продуктов реакции выпадает
в осадок:
AgN03 + NaCI = AgCll + NaN03.
в) Соли образуются при растворении металлов в кисло¬
тах:
Zn + H2SO4 = ZnS04 + H2t.
Задача 3. Приведите примеры реакций образования осно¬
вания: а) из двух простых веществ; б) из двух сложных ве¬ ществ; в) из простого и сложного вещества.
Решение, а) Из двух простых веществ можно получить
единственное основание аммиак (основание Льюиса):
N2 + ЗН2 = 2NH3 .
116