3. Розв’язання задач на домішки.

А) визначте об’єм газу ,що утвориться при дії на 40 грам кальцію в якому є20 % домішок ортофосфатною кислотою

Алгоритм рішення задачі

1. напишемо умову задачі.

Д ано:

m(Ca)= 40

ω (дом) = 20%

V(газу) =?

2. напишемо і урівняємо рівняння реакції

Д ано:

m(Ca)= 40 3Ca + 2H₃PO₄ = Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂

ω (дом) = 20%

V(газу) =?

3. позначимо над рівнянням , що дано , а що потрібно знайти, якщо дано масу речовини з домішками, то спочатку потрібно знайти яка маса чистої речовини, і лише масу чистої речовини позначаємо над рівнянням

4. Д ано: 32 г х л

m(Ca)= 40 3Ca + 2H₃PO₄ = Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂

ω (дом) = 20%

V(газу) =?

40г ----------100%

Х г ----------20 % х= 40×0,2 = 8 г

m(Ca)=40 – 8 = 32 г

4)позначимо під рівнянням кількості речовин , що реагують та переведемо кількості в ті фізичні величини, що і над рівнянням

6. Д ано: 32 г х л

m(Ca)= 40 3Ca + 2H₃PO₄ = Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂

ω (дом) = 20% 3 моль × 3 моль ×22,4 л/моль =

V(газу) =? 40 г/моль=120 г 67,2 л

40г ----------100%

Х г ----------20 % х= 40×0,2 = 8 г

m(Ca)=40 – 8 = 32 г

5) складаємо пропорцію і вирішуємо задачу.

32 г ------------х л

120 г ----------- 67,2 л

Х = 32 ×67,2 =17,92 (л)

120

Відповідь : виділилось 17, 92 л газу.

Самостійна робота студентів

1. Визначте об’єм газу , що утвориться при дії на 45 грам міді нітратною кислотою, якщо вихід продукту від теоретично можливого становить 78%.

2. Визначте об’єм водню необхідний для добування 24 л сірководню, якщо вихід від теоретичного становить 80 %.

3. Визначте об’єм газу, що утвориться при дії на 30 г магнію, в якому 10 % домішок сірководнем.

4. Визначте масу солі, що утвориться при дії на 20 г ферум (2) оксиду, в якому 30 % домішок , сульфатною кислотою.

Тема 2 Неметалічні елементи та їх сполуки.

Заняття 8 Карбон і Силіцій та їх сполуки. Будівельні матеріали.. Охорона

довкілля

Навчальні питання:

1. Оксиди Карбону і Силіцію, властивості і застосування.

2. Добування та застосування вуглекислого газу. Парниковий ефект.

Принцип дії вогнегасника.

3. Карбонатна кислота і карбонати, їх властивості. Якісна реакція на карбонат

• іон. Перетворення карбонатів , кислі солі.

4. Твердість води та способи її усунення.

5. Силікатна кислота і силікати природні та штучні.

6. Будівельні матеріали: скло, цемент, бетон, їх використання.

Навчальна література:

Л-1 с 81-106

Л-4 с 37 -41

І. Організаційний етап.

ІІ. Актуалізація знань студентів.

Положення Карбону і Силіцію в п.с.

У ІV групі C , Si є типовими неметалами, Ge( германій) проявляє властивості металів і неметалів, Sn ( олово), Pb ( свинець) – є типовими металами. На зовнішньому електронному рівні цих елементів знаходяться два спарених s-електрона , два неспарених р-електрона та вільна

р-орбіталь, на яку під час збудження може розпарований електрон

s-підрівня. Тому валентність цих елементів становить ІV , а ступені окиснення – 4 , 0, + 2 ,+ 4.

Пригадайте , що називається алотропією?( явище існування хімічного елемента у вигляді кількох простих речовин). Які алотропні модифікації карбону вам відомі.?( алмаз, графіт, карбін, флуорени). Що називається адсорбцією? ( це поглинання однієї речовини поверхнею іншої. Речовини, на поверхні яких відбувається поглинання називають адсорбентами, приклад – активоване вугілля)

Хімічні властивості простих речовин - вуглецю та кремнію:

1. Реагують з неметалами: киснем, воднем, та іншими 2C + O₂=2CO,

C+ O₂ = CO₂; Si + O₂ = SiO₂; C + H₂ = CH₄; C+2S = CS₂

2. Реагують з металами. Mg + C = Mg₂C Ca +C=CaC₂

3. Реагують з оксидами. ZnO + C = CO + Zn ; 2 Al₂O₃ + 9 C = Al + CO₂

Властивості водневих сполук CH₄ та SiH₄

Водневі сполуки карбону і силіцію не виявляють ні кислотних ні основних властивостей. Це пояснюється низькою полярністю зв’язків С – Н та Si – H внаслідок близьких значень електронегативностей цих атомів і не полярності будови молекул CH₄ та SiH_4.

Властивості оксидів Карбону і силіцію.

	CO	CO2	SiO2
Назви сполук	Карбон (ІІ) оксид Чадний газ Монооксид вуглецю	Карбон(ІV) оксид Вуглекислий газ Діоксид вуглецю	Силіций (ІV) оксид Діоксид кремнію
Фізичні властивості	Т кип = - 780 С Безбарвний отруйний газ, без запаху, не набагато легший за повітря, погано розчинний у воді.	Т кип = - 1910 С Безбарвний газ , не має запаху, важчий за повітря, сублімує , утворюючи «сухий лід»	Тверда . безбарвна , тугоплавка речовина Т плав = 16100С
Поширення в природі	Утворюється під час горіння органічних речовин при нестачі кисню	Утворюється під час горіння органічних речовин, в результаті дихання.	Мінерал – кварц, гірський кришталь, агат, яшма, пісок; входить до складу багатьох мінералів.
Хімічні властивості	Несолетворний оксид не взаємодіє з кислотами і лугами. Реагує з неметалами 2CO+O2=2CO2 CO+Cl2=COCl2 (фосген) Відновлює метали з їх сполук. Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 MnO+CO=Mn+CO2 Взаємодіє з водяною пароюCO+H2O=CO2+H2	Кислотний оксид. Взаємодіє з водою CO2+H2O=H2CO3 Основними оксидами CaO+CO2=CaCO3 основами. Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O Взаємодіє з карбонатами перетворюючи їх на кислі солі – гідроген карбонати CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2	Кислотний оксид, нерозчинний у воді і з водою не реагує Під час сплавлення реагує з лугам SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O карбонатами лужних металів SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 основними оксидами. SiO2+CaO=CaSiO3
Одержання	Взаємодія розжареного вугілля з вуглекислим газом CO2+C=2CO чи водяною парою H2O+C=CO +H2 У лабораторії добувають з мурашиної кислотиHCOOH=CO+H2O	Термічний розклад карбонатів CaCO3=CO2+H2O У лабораторії дією на вапняк чи мармур хлоридною кислотою CaCO3 +2HCl =CaCl2+ H2O+CO2	З природних джерел
Використання	У пірометалургії як відновник, він входить до складу газоподібного штучного палива, застосовують у органічному синтезі	Для виробництва соди, газування води, у вогнегасниках	Для створення будівельних малеріалів., виробництво скла кераміки.

Парниковий ефект – загальне підвищення температури атмосфери Землі в наслідок збільшення вмісту в атмосфері парникових газів (газів з великою теплоємністю Н₂О, СО, СО₂); призводить до зміни клімату , таїння льодовиків, підвищення рівня океану, опріснення його, зміни тваринного і рослинного світу, збільшення розміру пустель, збільшення кількості та інтенсивності різних стихійних лих : урагани, потопи, смерчі, суховії і т.д.

Карбонатна і силікатна кислоти.

	Н2СО3	Н2SiO3
Назви	Карбонатна кислота Вугільна кислота	Силікатна кислота Кремнієва кислота
Фізичні властиіості	Малостійка сполука існує тільки в розведених розчинах	Нерозчинна у воді драглиста речовина білого кольору.
Хімічні властивості	Слабка двохосновна кислота Н2СО3↔Н+ +СО3 2- Взаємодіє з металами H2CO3+2Na =Na2CO3 + H2 основними оксидами основами H2CO3+CaO = CaCO3+H2O З солями може утворювати кислі солі. H2CO3+Na2CO3=2NaHCO3 натрій гідроген карбонат	Розкладається при нагріванні H2SiO3=H2O+SiO2 повільно реагує з розчинами лугів H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O
Хімічні властивості солей	Солі називаються карбонати Карбонати активних металів розчинні у воді , всі інші – ні. Карбонати (крім карбонатів лужних металів розкладаються при нагріванні. CaCO3=CaO+CO2 Якісна реакція на карбонат іон – взаємодія з сильнішою кислотою – виділяється газ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2	Солі називаються силікати, силікати лужних металів у воді розчиняються , а всі інші – ні можуть реагувати з карбонатною кислотою. K2SiO3+CO2+H2O=K2CO3+H2SiO3 ↓ Якісна реакція на силікат іон – взаємодія з хлоридною кислотою K2SiO3 +2HCl=2KCl+H2SiO3
Одержання	Пропусканням через воду вуглекислого газу CO2+H2O=H2CO3	Обробкою силікату лужного металу кислотою K2SiO3 +2HCl=2KCl+H2SiO3

Найважливіші карбонати:

NaHCO₃ - Сода харчова

Na₂CO₃ - Сода кальцинована

K₂CO₃ - Поташ

Na₂CO₃×10H₂O - Кристалічна сода

MgCO₃ - Граніт, мармур

MgCO₃×CaCO₃ - Доломіт

CaCO₃ - Вапняк, крейда. Ракушняк

Твердість води зумовлена наявністю солей Mg²⁺ та Ca²⁺ у воді. Чим більший вміст цих солей – тим більша твердість. Загальна твердість складається з карбонатної( тимчасової) та некарбонатної ( постійної)

Карбонатна твердість	Не карбонатна твердість
Спричинена наявністю у воді кальцій та магній гідроген карбонатів.	Обумовлена наявністю сульфатів, хлоридів, нітратів кальцію та магнію
Усунення твердості води.
Кипятіння води Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+H2O+CO2 Додавання соди Ca(HCO3)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaHCO3 Додавання гашеного вапна. Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O	Содовий метод CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4 CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl Фосфатний метод 3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2↓ +3Na2SO4

Колообіг карбону в природі.

З повітря СО₂ поглинається в процесі фотосинтезу рослинами і планктоном в океані і перетворюється на органічні речовини. Із рослин карбон переходить у тваринні органи. Тварини виділяють СО₂ під час дихання і розкладання, частково перетворюються на корисні копалини. Також СО₂ виділяється під час горіння органічних речовин.

Будівельні матеріали

Віконне скло є аморфною речовиною, склад якої можна приблизно виразити формулою . Одержують його сплавленням соди, піску та вапняку в електричних печах при Т= 1150 ⁰С – 1400 ⁰С. Хімічне скло містить ще В₂О₃ (до12%), кольорове скло містить оксиди різних металів – СоО – синій колір, Cr2O3 - зелений колір, MnO2 – рожевий колір. Кришталь містить додатково солі свинцю та силікату калію.

Цемент – найважливіший будівельний матеріал, його одержують прожарюванням при1400 – 1500 С суміші вапняку та глини Al₂O₃×2SiO₂×2H₂O у спеціальних обертових печах. Під час замішування з вадою відбувається утворення високоміцних кристалогідратів силікатів та алюмінатів. У результаті цього цемент твердне.

Бетон – штучний будівельний матеріал який утворюється в результаті затвердіння суміші цементу з водою та наповнювачами (гравієм, щебенем, піском). Бетон із сталевою арматурою називається залізобетон.