1-3.Основные законы в химии.
Закон сохранения массы веществ. Масса веществ, вступивших в хим. реакцию, равна массе продуктов реакции.
Закон сохранения энергии. Энергия изолированной системы не изменяется.
Закон постоянства состава вещества.( вроде бы только для молекул) Всякое химическое вещество имеет один состав, независимо от способа его получения.
Соединения переменного состава. В этих соединениях на единицу массы данного элемента может приходиться различная масса другого элемента.
Состав соединений молекулярной структуры, т.е. состоящих из молекул, является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.
Закон Авогадро - в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул.
Следствие 1. Один моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.
1 моль = 22,4 л
Следствие 2. Молекулы всех простых газов двухатомны, кроме He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn (инертные газы)
Следствие 3. 1 моль содержит NА =6,02*1023 частиц
Следствие 4. отношение масс одинаковых объемов двух газов есть величина постоянная для данных газов.
Эта постоянная величина называется относительной плотностью газа и обозначается D. Так как молярные объемы всех газов одинаковы (1-е следствие закона Авогадро), то отношение молярных масс любой пары газов также равна этой постоянной:
где М1 и М2 – молярные массы двух газообразных веществ. Величина D определяется экспериментально как отношение масс одинаковых объемов исследуемого газа (М1) и эталонного газа с известной молекулярной массой (М2). По величинам D и М2 можно найти молярную массу исследуемого газа:
M1 = D • M2.
Закон эквивалентов. Элементы всегда соединяются между собой в определенных весовых соотношениях, соответствующих их эквивалентам. Это означает, что состав любого сложного вещества может быть выражен целыми числами эквивалентов входящих в него элементов.
Эквивалентом вещества(элемента) называют такое его количество, которое взаимодействует с одним молем атомов водорода или вообще с одним эквивалентом любого другого вещества.
Эквивалентной массой называется масса одного эквивалента вещества (элемента).
Основность кислот определяется числом протонов. Например, HCl - одноосновная, H2SO4 - двухосновная,H3PO4 -трёхосновная. Кислотность основания определяется числом гидроксогрупп. NaOH - однокислотное, Ca(OH)2 - двухкислотное, Fe(OH)3 - трёхкислотное.
4. Классы неорганических соединений.
Основания - сложные вещества, в которых атомы металлов соединены с одной или несколькими гидроксильными группами (с точки зрения теории электролитической диссоциации, основания - сложные вещества, при диссоциации которых в водном растворе образуются катионы металла (или NH4+) и гидроксид - анионы OH-).
Все основания можно классифицировать по двум признакам
По кислотности, т.е. по числу гидроксогрупп- OH, основания делятся на однокислотные и многокислотные .
NaOH, NH4OH – однокислотные и Ca(OH)2, Fe(OH)2 – многокислотные (в данном случае дву-)
По силе.С
Классификация. Растворимые в воде (щёлочи) и нерастворимые. Амфотерные основания проявляют также свойства слабых кислот.
Получение
1. Реакции активных металлов ( щелочных и щелочноземельных металлов) с водой:
2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2
Ca + 2H2O ® Ca(OH)2 + H2
2. Взаимодействие оксидов активных металлов с водой:
BaO + H2O ® Ba(OH)2
3. Электролиз водных растворов солей
2NaCl + 2H2O ® 2NaOH + H2 + Cl2
Химические свойства
Щёлочи |
Нерастворимые основания |
1. Действие на индикаторы. |
|
лакмус - синий метилоранж - жёлтый фенолфталеин - малиновый |
–– |
2. Взаимодействие с кислотными оксидами. |
|
2KOH + CO2 ® K2CO3 + H2O KOH + CO2 ® KHCO3 |
–– |
3. Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации) |
|
NaOH + HNO3 ® NaNO3 + H2O |
Cu(OH)2 + 2HCl ® CuCl2 + 2H2O |
4. Обменная реакция с солями |
|
Ba(OH)2 + K2SO4 ® 2KOH + BaSO4¯ 3KOH+Fe(NO3)3 ® Fe(OH)3¯ + 3KNO3 |
–– |
5. Термический распад. |
|
–– |
Cu(OH)2 –t°® CuO + H2O |
Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.
Солеобразующие оксиды — оксиды неметаллов и металлов, при взаимодействии с водой образующие соответствующие кислоты, при взаимодействии с основаниями — соответствующие нормальные и кислые соли.
Несолеобразующие оксиды — оксиды, не проявляющие ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств и не образующие соли. По сравнению с другими видами, количество несолеобразующих оксидов невелико, их как правило образуют одно - и двухвалентные неметаллы.
ОКСИДЫ |
|
Несолеобразующие |
CO, N2O, NO,SiO |
Солеобразующие |
Основные - это оксиды металлов, в которых последние проявляют небольшую степень окисления +1, +2 Na2O; MgO; CuO; Ar2O;BaO;Fe2O3 |
|
Амфотерные (обычно для металлов со степенью окисления +3, +4). В качестве гидратов им соответствуют амфотерные гидроксиды ZnO; Al2O3; Cr2O3; SnO2 |
|
Кислотные -это оксиды неметаллов и металлов со степенью окисления от +5 до +7 SO2; SO3; P2O5; Mn2O7; CrO3 |
|
Основным оксидам соответствуют основания, кислотным – кислоты, амфотерным – и те и другие |
Получение
1. Взаимодействие простых и сложных веществ с кислородом:
2Mg + O2 ® 2MgO
4P + 5O2 ® 2P2O5
S + O2 ® SO2
2CO + O2 ® 2CO2
2CuS + 3O2 ® 2CuO + 2SO2
CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O
4NH3 + 5O2 –кат.® 4NO + 6H2O
2. Разложение некоторых кислородсодержащих веществ (оснований, кислот, солей) при нагревании:
Cu(OH)2 –t°® CuO + H2O
(CuOH)2CO3 –t°® 2CuO + CO2 + H2O
2Pb(NO3)2 –t°® 2PbO + 4NO2 + O2
2HMnO4 –t°;H2SO4(конц.)® Mn2O7 + H2O