- •Классы неорганических соединений
- •1. Классификация простых веществ.
- •2. Классификация сложных веществ.
- •Химические свойства оксидов
- •2. Гидроксиды
- •А. Кислоты
- •Химические свойства кислот
- •В. Основания
- •Химические свойства оснований
- •С. Амфотерные основания
- •Химические свойства амфотерных оснований
- •Способы получения кислых солей и перевод их в средние
- •Способы получения основных солей и перевод их в средние
- •Экспериментальная часть Опыт 1. Свойства основных и кислотных оксидов
- •Опыт 2. Свойства оснований и кислот.
- •Опыт 3. Способы получения солей
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №2 Тепловые эффекты растворения веществ.
- •Определение энтальпии растворения соли (кислоты или основания).
- •Лабораторная работа № 3 Определение скорости химической реакции
- •Экспериментальная часть Опыт 1. Влияние концентраций реагирующих веществ на скорость химической реакции в гомогенной системе.
- •Опыт 2. Влияние температуры на скорость химической реакции
- •Опыт 3. Влияние величины поверхности раздела реагирующих веществ на скорость реакции в гетерогенной системе
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №4 Определение константы химического равновесия и равновесных концентраций.
- •Экспериментальная часть Опыт 1. Влияние концентрации реагирующих веществ на состояние химического равновесия
- •Результаты опыта №1
- •Опыт 2. Влияние температуры на состояние химического равновесия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 5 Растворы электролитов.
- •Лабораторная работа №6 Электрохимические процессы.
- •I. Гальванические элементы и коррозия металлов.
- •1.Понятие об электродном потенциале.
- •2. Стандартные электродные потенциалы металлов. Ряд напряжений.
- •II. Процессы электролиза.
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №7 Химические свойства металлов
- •Порядок выполнения работы
Опыт 2. Влияние температуры на состояние химического равновесия
При взаимодействии йода с крахмалом образуется йод-крахмальное соединение сложного состава, имеющее синюю окраску. Реакция сопровождается выделением тепла. Равновесие данной системы можно условно представить схемой:
йод + крахмал [йод – крахмал], Н0<0
В пробирку налейте 10 капель дистиллированной воды, 2-3 капли раствора йода и добавьте 2-3 капли крахмала. Отметьте появление синей окраски. Пробирку нагрейте до кипения. Наблюдайте изменение окраски раствора. Затем пробирку охладите водой из-под крана. Наблюдайте вновь появление синей окраски.
В каком направлении смещается равновесие этой системы при нагревании и при охлаждении?
Вопросы для самоконтроля
1. Какие реакции называются практически необратимыми? Приведите примеры.
2. Какие реакции называются обратимыми? Приведите примеры.
3. Рассмотрите признаки химического равновесия.
4. Почему химическое равновесие называется динамическим?
5. От каких факторов зависит константа равновесия? Каков ее физический смысл?
6. Напишите формулу для вычисления констант равновесия реакций:
2Н2(г) + О2(г) 2Н2О (г);
С (кр) + СО2 (г) 2СО (г).
7. Что называется сдвигом (смещением) химического равновесия? Сформулируйте принцип Ле-Шателье.
8. В какую сторону сместится химическое равновесие следующих реакций:
N2(г) + 3Н2 (г) 2NH3(г), Н0 = - 92,4 кДж;
N2(г) + О2(г) 2NО(г), Н0 = 180,7 кДж;
2Н2О(г) 2Н2 (г) + О2 (г), Н0 = 483,7 кДж;
Н2(г) + Вr2(г)= 2HBr(г), Н0 = -72,5 кДж;
СаСО3(кр) СаО(кр) + СО2(г), Н0 = 179,0 кДж;
С(кр) + СО2(г) 2СО(г), Н0 = 172,5 кДж
при а) повышении давления,
б) повышении температуры?
9. Реакция между йодом и водородом протекает по уравнению:
Н2(г) + I2(г) 2НI(г).
Равновесие установилось при следующих концентрациях участвующих в реакции веществ
(Н2) = (I2) = 0,005 моль/л , (НI) = 0,4 моль/л.
Рассчитайте исходную концентрацию йода и значение константы равновесия.
10. Реакция образования фосгена CОСl2 протекает в закрытом сосуде по уравнению:
CO(г) + СI2(г) СОСl2(г).
Лабораторная работа № 5 Растворы электролитов.
В водных растворах солей и, кислот и оснований происходит распад вещества на положительные ионы- катионы и отрицательные ионы-анионы.
Распад вещества на ионы в водных растворах называется электролитической диссоциацией.
Диссоциация в растворах происходит только в полярных растворителях. Она обусловлена взаимодействием полярных молекул растворителя с растворенным веществом, содержащим полярные и ионно-ковалентные связи.
Вещества, диссоциирующие на ионы в расплавах или в растворах в полярных растворителях, называют электролитами.
Способность веществ диссоциировать на ионы количественно характеризуют величиной степени диссоциации:
=n/n0, где
n0- общее число молекул в растворе,
n - число молекул, подвергшееся диссоциации.
По способности к диссоциации все электролиты делят на сильные и слабые. Сильные электролиты в водных растворах существуют в виде ионов. Чтобы подчеркнуть, что равновесие диссоциации сильных электролитов смещено в сторону образования ионов, в уравнениях диссоциации принято писать знак равенства:
HCl = H+ + Cl-
NaOH = Na+ + OH-
K2SO4 = 2K+ + SO42-
К сильным электролитам относятся соли; кислоты HClO4,
HClO3, HСl, HBr, HJ, HMnO4,HNO3, H2SO4 ; основания щелочных металлов LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH и щелочно-земельных металлов Ca(OH)2, Sr(OH)2,Ba(OH)2.
Слабые электролиты в растворах диссоциированы частично. В растворах слабых электролитов устанавливается равновесие между молекулами вещества и ионами. При написании уравнения диссоциации слабых электролитов ставят знак обратимости:
HNO3 H+ + NO3-
NH4OHNH4 + OH-
Многоосновные слабые кислоты и многокислотные слабые основания диссоциируют ступенчато:
H2CO3H++HCO3-
HCO3H+ + CO32-
Pb(OH)2(PbOH)+ + OH-
(PbOH)+ Pb+ + OH-
Многоосновные сильные кислоты и многокислотные сильные основания диссоциируют по первой ступени как сильные электролиты, а по второй - как электролиты средней силы, например:
H2SO4H+ + HSO4-
HSO4H+ + SO42-
Ca(OH)2CaOH+ + OH-
CaOH+ Ca2+ + OH-
Реакции в водных растворах электролитов протекают между их ионами.
Реакции, осуществляющиеся в результате обмена между электролитами, называются реакциями обмена.
Отличительной чертой реакции обмена является сохранение всех веществ их степеней окисления.
Реакциями обмена, написанными в молекулярной форме, не отражаются особенности взаимодействия между ионами в растворе. Эти особенности отражаются ионно-молекулярными уравнениями.
При составлении ионно-молекулярных уравнений:
1) сильные электролиты записывают в виде ионов;
2) вещества малодиссоциированные, малорастворимые и газообразные записывают в виде молекул.
Например: NiSO4,+ 2NaOH = Ni(OH)2-+Na2SO4 -молекулярное уравнение реакции.
Полное ионно-молекулярное уравнение этой реакции имеет вид:
Ni2+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- = Ni(OH)2+ + 2Na+ + SO42-
Сущность протекающего химического взаимодействия отражает краткое ионно-молекулярное уравнение:
Ni2+ + 2OH- = Ni(OH)2
Краткое ионно-молекулярное уравнение не исключает те ионы, которые присутствуют в неизменном виде и качестве в правой и левой частях полного ионно-молекулярного уравнения.
Еще один пример:
CaCO3- + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 -молекулярное уравнение реакции;
CaCO3 + 2H+ + 2Cl2+ = Ca2+ + 2Cl- + CO2 -полное ионно-молекулярное уравнение.
СaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2 -краткое ионно- молекулярное уравнение.
В соответствии с принципом смещения равновесия реакции обмена между электролитами в растворе пойдут в одну сторону, если какое-либо вещество будет удаляться из сферы реакции по мере ее протекания.
Реакции обмена будут протекать в прямом направлении, если в результате реакции образуются:
1) малорастворимое соединение;
2) малодиссоциированное соединение;
3) газообразное соединение;
4) комплексное соединение.
Например:
1.BaCl2 + Na2SO4 + BaSO4 + 2NaCl
Ba2+ + SO42- = BaSO4
2. NaOH + HСl = NaCl + H2O
H+ + OH- = H2O
3. Na2S + H2SO4 = H2S + Na2SO4
2H+ + S2- = H2S
4. AlCl3 + 4KOH = K[Al(OH)4] + 3KCl
Al2+ + 4OH- = [Al(OH)4]-
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Опыт1. Получение малорастворимых веществ.
а) В три пробирки внести по 2-3 капли следующих растворов:
в одну -сульфата натрия; в другую - сульфата цинка; в третью - сульфата алюминия. В каждую из пробирок добавить несколько капель раствора хлорида бария. Описать наблюдения. Нарисовать молекулярные и общие ионно-молекулярное уравнения реакций.
б) В три пробирки внести по 2-3 капли следующих растворов:
в одну- соль меди (II); в другую соль никеля(II); в третью -соль кобальта(II). В каждую из пробирок добавить по 2-3 капли раствора гидроксида натрия. Описать наблюдения. Отметить цвет осадков.
Нарисовать молекулярные и общие ионно-молекулярное уравнения реакций.
в) Пользуясь имеющимися в штативе реактивами, осуществить реакцию, выраженную следующим ионно-молекулярным уравнением:
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2
Для опыта необходимо брать по 2-3 капли растворов.
Нарисовать молекулярное уравнение реакции.
Опыт2. Получение слабодиссоциирующих веществ.
Внести в пробирку 2-3 капли раствора ацетата натрия и добавить 2-3 капли 0,1н раствора хлороводородной кислоты, нагреть. Образующаяся при реакции уксусная кислота определяется по запаху.
Нарисовать молекулярное и ионно-молекулярное уравнения реакции.
Опыт3. Получение легколетучих веществ.
а) В две пробирки внести по 2-3 капли раствора карбоната натрия. В одну пробирку добавить несколько капель хлороводородной кислоты, в другую - уксусной кислоты.
Описать наблюдения.
Нарисовать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций разложения слабой угольной кислоты на диоксид углерода и воду.
б) Пользуясь имеющимися в штативе реактивами, осуществить реакцию, выраженную следующим ионно-молекулярным уравнением:
NH4+ + OH- = NH4OH
Для опыта необходимо брать по 2-3 капли каждого раствора.
По запаху определить, какой газ выделяется. Нарисовать молекулярное уравнение реакции.
Сделать общий вывод по работе. В каких случаях реакции между электролитами в растворах смещены в прямом направлении?
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ.
1. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций между следующими веществами:
а)сульфидом натрия и серной кислотой;
б) хлористым аммонием и гидроксидом кальция;
в) сульфитом натрия и серной кислотой;
г) сульфидом железа (II) и хлороводородной кислотой;
д) гидроксидом бария и хлороводородной кислотой;
е) гидроксидом железа(III) и азотной кислотой;
ж) гидроксидом алюминия и едким натрием;
з) нитратом цинка и избытком едкого калия.
2. Допишите ионные уравнения реакций и составьте по ним молекулярные уравнения.
1) Ca2+ + CO32- = 5) Cu2+ + S2- =
2) H+ + CO32- = 6) Mg(OH)2 + 2H+ =
3) Ba2+ + SO42- = 7)Pb2+ + 2Cl- =
4) Cu2+ + H2S = 8) Ag+ + I- =
3. Осуществите следующие превращения:
а) Al2O3 AlCl3 Al(OH)3 Al(NO)3
Na3AlO3
б) NH3 NH4OH NH4H2PO4 (NH4)2HPO4