З розведеними кислотами, які виявляють окисні властивості за рахунокіонів водню(Розбавлені сірчана, фосфорна, сірчиста, всі безкисневі та органічні кислоти та ін.)
реагують метали:
розташовані в ряді напруг до водню(ці метали здатні витісняти водень із кислоти);
утворюють із цими кислотами розчинні солі(на поверхні цих металів не утворюється захисна сольова
плівка).
В результаті реакції утворюються розчинні соліі виділяється водень:
2А1 + 6НСI = 2А1С1 3 + ДТ 2
М g + Н 2 SO 4 = М gS Про 4 + Н 2
розб.
З u + Н 2 SO 4 →
X
(оскільки З u стоїть після Н 2)
розб.
РЬ + Н 2 SO 4 →
X
(оскільки РЬ SO 4 нерозчинний у воді)
розб.
Деякі кислоти є окислювачами за рахунок елемента, що утворює кислотний залишок, До них відносяться концентрована сірчана та азотна кислота будь-якої концентрації. Такі кислоти називають кислотами-окислювачами.
Окисні властивості кислотних залишків і значно сильніші, ніж нона водню Н, тому азотна і концентрована сірчана кислоти взаємодіють практично з усіма металами, розташованими в ряду напруг як до водню, так і після нього, крім золотаі платини.Так як окислювачами в цих випадках є нони кислотних залишків (за рахунок атомів сірки та азоту у вищих ступенях окислення), а не нони водню Н, то при взаємодії азотної, а концентрованої сірчаної кислотз металами не виділяється водень.Метал під дією цих кислот окислюється до характерного (стійкого) ступеня окисненняі утворює сіль, а продукт відновлення кислоти залежить від активності металу та ступеня розведення кислоти
Взаємодія сірчаної кислоти з металами
Розведена та концентрована сірчані кислоти поводяться по-різному. Розведена сірчана кислота поводиться як звичайна кислота. Активні метали, що стоять у ряді напруг лівіше водню
Li, До, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au
витісняють водень із розведеної сірчаної кислоти. Ми бачимо бульбашки водню при додаванні розведеної сірчаної кислоти до пробірки з цинком.
H 2 SO 4 + Zn = Zn SO 4 + H 2
Мідь стоїть серед напружень після водню – тому розбавлена сірчана кислота діє на мідь. А в концентрованій сірчаній кислоті, цинку та міді, поводяться таким чином…
Цинк як активний метал, можеутворювати з концентрованоюсірчаною кислотою сірчистий газ, елементарну сірку, і навіть сірководень.
2H 2 SO 4 + Zn = SO 2 +ZnSO 4 + 2H 2 O
Мідь – менш активний метал. При взаємодії із концентровано сірчаною кислотою відновлює її до сірчистого газу.
2H 2 SO 4 конц. + Cu = SO 2 + CuSO 4 + 2H 2 O
У пробірках з концентрованоїсірчаною кислотою виділяється сірчистий газ.
Слід пам'ятати, що у схемах зазначені продукти, вміст яких максимально серед можливих продуктів відновлення кислот.
На підставі наведених схем складемо рівняння конкретних реакцій - взаємодії міді та магнію з концентрованою сірчаною кислотою:
0 +6
+2 +4
З u + 2Н 2 SO 4 = З uSO 4 + SO 2 + 2Н 2 O
конц.
0 +6 +2 -2
4М g + 5Н 2 SO 4 = 4М gSO 4 + Н 2 S + 4Н 2 O
конц.
Деякі метали ( Fe. АI, Сr) не взаємодіють з концентрованою сірчаною та азотною кислотами при звичайній температурі, оскільки відбувається пасиваціїметалу. Це пов'язане з утворенням на поверхні металу тонкої, але дуже щільної оксидної плівки, яка захищає метал. З цієї причини азотну та концентровану сірчану кислоти транспортують у залізних ємностях.
Якщо метал виявляє змінні ступеня окиснення, то з кислотами, що є окислювачами за рахунок іонів Н + , він утворює солі, в яких його ступінь окиснення нижчий за стійкий, а з кислотами-окислювачами — солі, в яких його ступінь окиснення більш стійка:
0 +2
F е+Н 2 SO 4 = F е SO 4 +Н 2
0 розб. + 3
F е+Н 2 SO 4 = F е 2 (SO 4 ) 3 + 3 SO 2 + 6Н 2 O
кінець
І.І.Новошинський
Н.С.Новошинська
Реакція 1. Метал + кислота = сіль + водень
Тип реакції - реакція заміщення.
Ознака реакції - виділення газу.
П при складанні рівнянь реакцій не забувати, що водень виділяється у вигляді двоатомних молекул H 2 !
Здійсненність - необхідне виконання двох умов:
1) з кислотами (крім азотної та концентрованої сірчаної) реагують тільки метали, що знаходяться у ряді активностей металів до водню (див. схему);
2) при реакції металів з азотною та концентрованою сірчаною кислотами водень не виділяєтьсяЦі кислоти діють на метали за своїми законами. Кремнієва кислота взагалі не реагує з металамитому що не розчиняється у воді.
Приклад:З якими з перерахованих речовин вступає в реакцію хлороводнева (соляна) кислота: Na 2 Про, Сu, SO 3 , Zn? Складіть рівняння можливих реакцій.
1. Визначаємо належність заданих в умовах речовин до відповідних класів і тут же перевіряємо, чи вони реагують з кислотами. Виходить:
Na 2 Про - основний оксид - реагує (виходить сіль та вода);
Си - метал, що перебуває у низці активності після водню, - не реагує;
SOз – кислотний оксид – не реагує;
Zn - метал, що знаходиться в ряду активності до водню, - реагує (виходить сіль та водень).
2. Щоб скласти рівняння реакцій, визначимо валентність металів (натрій – I, цинк – II) та складемо формули солей враховуючи, що валентність кислотного залишку Сl становить I. Залишилось записати рівняння реакцій:
Na 2 Про + 2НСl = 2NaCl + Н 2 Про;
Zn + 2НСl = ZnCl 2 + H 2 .
Реакція 2. Основний оксид + кислота = сіль + вода
Тип реакції - реакція обміну.
Скласти рівняння цієї реакції простіше, ніж рівняння реакції 1, оскільки формула кислоти вже відома; знаючи її, легко отримати і формулу кислотного залишку, і його валентність.
Далі робимо так само, як і в попередньому прикладі. При складанні рівняння реакції не забудемо, що виділяється вода!
Приклад: Складіть рівняння реакції між оксидом алюмінію та хлороводневою кислотою.
1. Згадаймо формулу хлороводневої кислоти - НСl, її залишок Сl(хлорид) має валентність I.
2. За періодичною системою Д.І. Менделєєва встановимо, що валентність алюмінію III та формула його оксиду Аl2Оз.
3. Складемо формулу продукту реакції - солі (хлориду алюмінію): АlСlз.
4. Запишемо рівняння реакції та підберемо в ньому коефіцієнти:
Аl2Оз + 6HCl = АlСlз + 3H2O
Реакція 3. Основа + кислота = сіль + вода
Ця реакція має спеціальну назву - реакція нейтралізації,тому що в ході її кислота та основа ніби взаємно знищуються.
Тип реакції - реакції обміну.
Ознаки реакції: виділення тепла, зміна забарвлення індикатора, для нерозчинних гідроксидів-зникнення осаду.
Щоб скласти рівняння реакції нейтралізації, потрібно зробити наступне:
1) визначити валентності металу та кислотного залишку;
2) скласти формулу солі, що утворюється;
3) записати рівняння реакції та підібрати коефіцієнти.
(Фото як з малинового розчину при додаванні кислоти виходить прозорий розчин; фото2 - до блакитного осаду прилили кислоту і він розчинився)
Реакція між кислотою та основою внаслідок якої утворюється сіль та вода називається реакцією нейтралізації .
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
4. Реакція 4. Кислота + сіль = нова кислота + нова сіль
Тип реакції - реакція обміну.
Ознаки реакції - випадання осаду чи виділення газу. Реакція можлива, якщо виходить нерозчинна сіль (див. таблицю розчинності) або нерозчинна, нестійка або летюча кислота.
Корисно знати:що серед найважливіших кислот, що містяться в таблиці:
- нерозчинна - кремнієва (H2SiO3);
- нестійкі - вугільна (Н 2 СОз = H 2 O + CO 2) та сірчиста (Н 2 SОз = Н 2 О + SO 2);
- леткі - сірководнева (H 2 S), а також НСl, HBr, HI, НNОз - але тільки у відсутності води та при нагріванні.
Щоб скласти рівняння реакції, треба зробити наступні операції:
1) скласти схему реакції, для чого визначити формули солі і кислоти, що виходять (у цьому найкраще допоможе таблиця розчинності або знання валентності);
2) перевірити умову здійснення реакції (таблиця допоможе і в цьому);
3) якщо реакція здійсненна – записати рівняння реакції. Якщо виходять вугільна чи сірчиста кислоти - відразу записати продукти їх розкладання (оксид та воду).
HCl + AgNO 3 = AgCl + HNO 3
Виконайте запропоновані вправи:
1. Закінчіть рівняння реакцій та підберіть коефіцієнти:
а) СаО+НзРО4 -> б) Na2О +Н2СОз ->
в) Fе2Оз + H2SО4 -> г) ZnO + HNО3 ->
2.Складіть рівняння реакцій між речовинами: а) йодоводородна кислота та оксид барію; б) сірчана кислота та оксид заліза (III); в) азотна кислота та оксид літію; г) фосфорна кислота та оксид калію.
Солі-продукт заміщення атомів водню у кислоті на метал. Розчинні солі в соді диссоцируют на катіон металу та аніон кислотного залишку. Солі ділять на:
· Середні
· Основні
· Комплексні
· Подвійні
· Змішані
Середні солі.Це продукти повного заміщення атомів водню в кислоті на атоми металу, або групу атомів (NH 4 +): MgSO 4 ,Na 2 SO 4 ,NH 4 Cl, Al 2 (SO 4) 3 .
Назви середніх солей походять від назви металів і кислот: CuSO 4 -сульфат міді,Na 3 PO 4 -фосфат натрію,NaNO 2 -нітрит натрію,NaClO-гіпохлорит натрію,NaClO 2 -хлорит натрію,NaClO 3 -хлорат натрію,NaClO 4 перхлорат натрію, CuI-йодид міді (I), CaF 2 -фторид кальцію. Так само треба запам'ятати кілька тривіальних назв: NaCl-кухонна сіль, KNO3-калійна селітра, K2CO3-поташ, Na2CO3-сода кальцинована, Na2CO3∙10H2O-сода кристалічна, CuSO4-мідний купорос, Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O-бура,Na 2 SO 4 . 10H 2 O-глауберова сіль. Подвійні солі.Це солі , що містять два типи катіонів (атоми водню багатоосновнийкислоти заміщені двома різними катіонами): MgNH 4 PO 4 , KAl (SO 4 ) 2 , NaKSO 4 .Подвійні солі як індивідуальні сполуки існують лише у кристалічному вигляді. При розчиненні у воді вони повністюдисоціюють на іони металів та кислотні залишки (якщо солі розчинні), наприклад:
NaKSO 4 ↔ Na + + K + + SO 4 2-
Примітно, що дисоціація подвійних солей у водних розчинах проходить один ступінь. Для назви солей даного типу потрібно знати назви аніону та двох катіонів: MgNH 4 PO 4 - фосфат магнію-амонію.
Комплексні солі.Це частинки (нейтральні молекули абоіони ), які утворюються внаслідок приєднання до даногоіону (або атому) ), званому комплексоутворювачем, нейтральних молекул або інших іонів, званих лігандами. Комплексні солі поділяються на:
1) Катіонні комплекси
Cl 2 - дихлоридтетрааммінцинку (II)
Cl 2 -ді хлоридгексааммінкобальту(II)
2) Аніонні комплекси
K 2 - тетрафтороберіллат(II) калію
Li -тетрагідридоалюмінат(III) літію
K 3 -гексаціаноферрат(ІІІ) калію
Теорію будови комплексних сполук розробив швейцарський хімік А. Вернер.
Кислі солі– продукти неповного заміщення атомів водню у багатоосновних кислотах на катіони металу.
Наприклад: NaHCO 3
Хімічні властивості:
Реагують з металами, що стоять у ряді напруг лівіше водню.
2KHSO 4 +Mg→H 2 +Mg(SO) 4 +K 2 (SO) 4
Зауважимо, що для таких реакцій небезпечно брати лужні метали, бо вони спочатку прореагують з водою з великим виділенням енергії, і станеться вибух, тому що всі реакції відбуваються в розчинах.
2NaHCO 3 +Fe→H 2 +Na 2 CO 3 +Fe 2 (CO 3) 3 ↓
Кислі солі реагують з розчинами лугів і утворюють середню сіль і воду:
NaHCO 3 +NaOH→Na 2 CO 3 +H 2 O
2KHSO 4 +2NaOH→2H 2 O+K 2 SO 4 +Na 2 SO 4
Кислі солі реагують з розчинами середніх солей у тому випадку, якщо виділяється газ, випадає осад, або виділяється вода:
2KHSO 4 +MgCO 3 →MgSO 4 +K 2 SO 4 +CO 2 +H 2 O
2KHSO 4 +BaCl 2 →BaSO 4 ↓+K 2 SO 4 +2HCl
Кислі солі реагують з кислотами, якщо кислота-продукт реакції буде слабкіша або летюча, ніж додана.
NaHCO 3 +HCl→NaCl+CO 2 +H 2 O
Кислі солі реагують з основними оксидами з виділенням води та середніх солей:
2NaHCO 3 +MgO→MgCO 3 ↓+Na 2 CO 3 +H 2 O
2KHSO 4 +BeO→BeSO 4 +K 2 SO 4 +H 2 O
Кислі солі (зокрема гідрокарбонати) розкладаються під дією температури:
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 +CO 2 +H 2 O
Отримання:
Кислі солі утворюються при дії на луг надлишком розчину багатоосновної кислоти (реакція нейтралізації):
NaOH+H 2 SO 4 →NaHSO 4 +H 2 O
Mg(OH) 2 +2H 2 SO 4 →Mg(HSO 4) 2 +2H 2 O
Кислі солі утворюються при розчиненні основних оксидів у багатоосновних кислотах:
MgO+2H 2 SO 4 →Mg(HSO 4) 2 +H 2 O
Кислі солі утворюються при розчиненні металів у надлишку розчину багатоосновної кислоти:
Mg+2H 2 SO 4 →Mg(HSO 4) 2 +H 2
Кислі солі утворюються в результаті взаємодії середньої солі та кислоти, якою утворений аніон середньої солі:
Ca 3 (PO 4) 2 +H 3 PO 4 →3CaHPO 4
Основні солі:
Основні солі – продукт неповного заміщення гідроксогрупи у молекулах багатокислотних основ на кислотні залишки.
Приклад: MgOHNO 3 FeOHCl.
Хімічні властивості:
Основні солі реагують з надлишком кислоти, утворюючи середню сіль та воду.
MgOHNO 3 +HNO 3 →Mg(NO 3) 2 +H 2 O
Основні солі розкладаються температурою:
2 CO 3 →2CuO+CO 2 +H 2 O
Отримання основних солей:
Взаємодія солей слабких кислот із середніми солями:
2MgCl 2 +2Na 2 CO 3 +H 2 O→ 2 CO 3 +CO 2 +4NaCl
Гідроліз солей, утворених слабкою основою та сильною кислотою:
ZnCl 2 +H 2 O→Cl+HCl
Більшість основних солей є малорозчинними. Багато хто з них є мінералами, наприклад малахіт Cu 2 CO 3 (OH) 2 та гідроксилапатит Ca 5 (PO 4) 3 OH.
Властивості змішаних солей не розглядаються у шкільному курсі хімії, але визначення важливо знати.
Змішані солі – це солі, у складі яких одного катіону металу приєднані кислотні залишки двох різних кислот.
Наочний приклад -Ca(OCl)Cl білинне вапно (хлорка).
Номенклатура:
1. Сіль містить комплексний катіон
Спочатку називають катіон, потім входять у внутрішню сферу ліганди-аніони, із закінченням на «о» ( Cl - - хлор, OH - -гідроксо), потім ліганди, що являють собою нейтральні молекули ( NH 3 -амін, H 2 O -акво). Якщо однакових лігандів більше 1, про їх кількість позначають грецькими числительними: 1 - моно, 2 - ді,3 - три, 4 - тетра, 5 - пента, 6 - гекса, 7 - гепта, 8 - окта, 9 - нона, 10 - дека. Останнім називають іон-комплексоутворювач, у дужках вказуючи його валентність, якщо вона змінна.
[ Ag (NH 3 ) 2 ](OH )-гідроксід діамін срібла ( I )
[Co(NH 3 ) 4 Cl 2 ] Cl 2 -хлорид дихлор o тетраамін кобальту ( III
2. Сіль містить комплексний аніон.
Спочатку називають ліганди-аніони, потім нейтральні молекули, що входять у внутрішню сферу, із закінченням на «о», вказуючи їх кількість грецькими числівниками.Останнім називають іон-комплексоутворювач латинською, з суфіксом «ат», вказуючи в скобочках валентність. Далі пишеться назва катіону, що у зовнішній сфері, число катіонів не вказується.
K 4 -гексаціаноферрат (II) калію(реактив на іони Fe 3+)
K 3 - гексаціаноферрат (III) калію(реактив на іони Fe 2+)
Na 2 -тетрагідроксоцінкат натрію
Більшість іонів комплексоутворювачів-метали. Найбільшу схильність до комплексоутворення виявляють d елементи. Навколо центрального іона-комплексоутворювача знаходяться протилежно заряджені іони або нейтральні молекули-ліганди або адденди.
Іон-комплексоутворювач і ліганди становлять внутрішню сферу комплексу (у квадратних дужках), число лігандів, що координуються навколо центрального іона, називають координаційним числом.
Іони, які увійшли у внутрішню сферу, утворюють зовнішню сферу. Якщо комплексний іон-катіон, то у зовнішній сфері аніони і навпаки, якщо комплексний іон-аніон, то у зовнішній сфері-катіони. Катіонами зазвичай є іони лужних та лужноземельних металів, катіон амонію. При дисоціації комплексні сполуки дають складні комплексні іони, які досить стійкі у розчинах:
K 3 ↔3K + + 3-
Якщо мова йде про кислі солі, то при читанні формули вимовляється приставка гідро-, наприклад:
Гідросульфід натрію NaHS
Гідрокарбонат натрію NaHCO 3
З основними солями ж використовується приставка гідроксо-або дигідроксо-
(залежить від ступеня окиснення металу в солі), наприклад:
гідроксохлорид магнію Mg(OH)Cl, дигідроксохлорид алюмінію Al(OH) 2 Cl
Способи одержання солей:
1. Пряма взаємодія металу з неметалом . Цим способом можна одержувати солі безкисневих кислот.
Zn+Cl 2 →ZnCl 2
2. Взаємодія кислоти та основи (Реакція нейтралізації). Реакції цього типу мають велике практичне значення (якісні реакції на більшість катіонів), вони завжди супроводжуються виділенням води:
NaOH+HCl→NaCl+H 2 O
Ba(OH) 2 +H 2 SO 4 →BaSO 4 ↓+2H 2 O
3. Взаємодія основного оксиду з кислотним :
SO 3 +BaO→BaSO 4 ↓
4. Взаємодія кислотного оксиду та основи :
2NaOH+2NO 2 →NaNO 3 +NaNO 2 +H 2 O
NaOH+CO 2 →Na 2 CO 3 +H 2 O
5. Взаємодія основного оксиду та кислота :
Na 2 O+2HCl→2NaCl+H 2 O
CuO+2HNO 3 =Cu(NO 3) 2 +H 2 O
6. Пряма взаємодія металу із кислотою. Ця реакція може супроводжуватися виділенням водню. Чи виділятиметься водню чи ні залежить від активності металу, хімічних властивостей кислоти та її концентрації (див. Властивості концентрованої сірчаної та азотної кислот).
Zn+2HCl=ZnCl 2 +H 2
H 2 SO 4 +Zn=ZnSO 4 +H 2
7. Взаємодія солі з кислотою . Ця реакція відбуватиметься за умови, що кислота, що утворює сіль слабкіша або більш летуча, ніж кислота, що вступила в реакцію:
Na 2 CO 3 +2HNO 3 =2NaNO 3 +CO 2 +H 2 O
8. Взаємодія солі із кислотним оксидом. Реакції йдуть тільки при нагріванні, тому оксид, що вступає в реакцію, повинен бути менш летким, ніж утворюється після реакції:
CaCO 3 +SiO 2 =CaSiO 3 +CO 2
9. Взаємодія неметалу з лугом . Галогени, сірка та деякі інші елементи, взаємодіючи з лугами дають безкисневу та кисневмісну солі:
Cl 2 +2KOH=KCl+KClO+H 2 O(реакція йде без нагрівання)
Cl 2 +6KOH=5KCl+KClO 3 +3H 2 O (реакція йде з нагріванням)
3S+6NaOH=2Na 2 S+Na 2 SO 3 +3H 2 O
10. Взаємодія між двома солями. Це найбільш поширений спосіб отримання солей. Для цього обидві солі, що вступили в реакцію повинні бути добре розчинні, а так як це реакція іонного обміну, то, для того, щоб вона пройшла до кінця, потрібно щоб один з продуктів реакції був нерозчинний:
Na 2 CO 3 +CaCl 2 =2NaCl+CaCO 3 ↓
Na 2 SO 4 + BaCl 2 =2NaCl+BaSO 4 ↓
11. Взаємодія між сіллю та металом . Реакція протікає в тому випадку, якщо метал стоїть у ряді напруги металів лівіше від того, що міститься в солі:
Zn+CuSO 4 =ZnSO 4 +Cu↓
12. Термічне розкладання солей . При нагріванні деяких кисневмісних солей утворюються нові, з меншим вмістом кисню, або взагалі його не містять:
2KNO 3 → 2KNO 2 +O 2
4KClO 3 → 3KClO 4 +KCl
2KClO 3 → 3O 2 +2KCl
13. Взаємодія неметалу із сіллю. Деякі неметали здатні з'єднуватися з солями, з утворенням нових солей:
Cl 2 +2KI=2KCl+I 2 ↓
14. Взаємодія основи із сіллю . Так як це реакція іонного обміну, то для того, щоб вона пройшла до кінця, потрібно щоб 1 з продуктів реакції був нерозчинний (це реакція так само користуються для перекладу кислих солей в середні):
FeCl 3 +3NaOH=Fe(OH) 3 ↓ +3NaCl
NaOH+ZnCl 2 = (ZnOH)Cl+NaCl
KHSO 4 +KOH=K 2 SO 4 +H 2 O
Так само в такий спосіб можна отримувати і подвійні солі:
NaOH+ KHSO 4 =KNaSO 4 +H 2 O
15. Взаємодія металу із лугом. Метали, які є амфотерними, реагують з лугами, утворюючи комплекси:
2Al+2NaOH+6H 2 O=2Na+3H 2
16. Взаємодія солей(оксидів, гідроксидів, металів) з лігандами:
2Al+2NaOH+6H 2 O=2Na+3H 2
AgCl+3NH 4 OH=OH+NH 4 Cl+2H 2 O
3K 4 +4FeCl 3 =Fe 3 3 +12KCl
AgCl+2NH 4 OH=Cl+2H 2 O
Редактор: Харламова Галина Миколаївна
за хімічним складом солі класифікують на середні, кислі, основні та подвійні.
Окремим типом солей є комплексні солі
(Солі з комплексними катіонами або аніонами) . У формулах цих солей комплексний іон укладений у квадратні дужки.
Комплексні іони
- це складні іони, що складаються з іонів елемента (комплексоутворювача) та пов'язаних з ним кількох молекул або іонів (лігандів).
Приклади комплексних солей наведено нижче.
а) З комплексним аніоном:
K 2 [ PtC l] 4 - тетрахлороплатінат( II) калію,
K 2 [ PtCl ] 6 - гексахлороплатинат( IV) калію,
До 3 [Fe (CN ) 6 ] - гексаціаноферрат( III) калію.
Б) З комплексним катіоном:
[ Cr (NH 3 ) 6 ] Cl 3 - хлорид гексааммінхрому ( III),
[ Ag (NH 3 ) 2 ] Cl - хлорид діаммінсрібла ( I )
[Cu ( NH 3 ) 4 ]SO 4 -сульфат тетрааммінмеді ( II )
Розчинні солі при розчиненні у воді дисоціюють на катіони металів та аніони кислотних залишків.
NaCl → Na + + Cl -
K 2 SO 4 → 2K + + SO 4 2-
Al(NO3)3 → Al 3+ + 3NO 3 -
1. Метал + неметал = сіль
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
2. Метал + кислота = сіль + водень
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
3. Метал + сіль = інший метал + інша сіль
Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4
4. Кислота + основний (амфотерний) оксид = сіль + вода
3H 2 SO 4 +Al 2 O 3 =Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
5. Кислота + основа = сіль + вода
H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O
При неповній нейтралізації багатоосновної кислоти основою отримують кислу сіль:
H 2 SO 4 + NaOH = NaHSO 4 + H 2 O
При неповній нейтралізації багатокислотної основи кислотою отримують основну сіль:
Zn (OH) 2 + HCl = ZnOHCl + H 2 O
6. Кислота + сіль = інша кислота + інша сіль(для цієї реакції використовують сильнішу кислоту)
AgNO 3 + HCl = AgCl + HNO 3
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl
7. Основний (амфотерний) оксид + кислота = сіль + вода
CaO + 2HCl = CaCl 2 +H 2 O
8. Основний оксид + кислотний оксид = сіль
Li 2 O+CO 2 = Li 2 CO 3
9. Кислотний оксид + основа = сіль + вода
SO3 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O
10. Луж + сіль = основа + інша сіль
CuSO 4 + 2NaOH = Cu (OH ) 2 + Na 2 SO 4
11. Реакція обміну між солями: сіль(1) + сіль(2) = сіль(3) + сіль(4)
NaCl + AgNO 3 =Na NO 3 + AgCl
12. Кислі соліможуть бути отримані дією надлишку кислоти на середні солі та оксиди:
Na 2 SO 4 + H 2 SO 4 = 2NaHSO 4
Li 2O + 2H 2 SO 4 = 2LiHSO 4 + H 2 O
13. Основні соліодержують при обережному додаванні невеликих кількостей лугів до розчинів середніх солей:
AlCl 3 + 2NaOH = Al(OH) 2 Cl + 2NaCl
1. Сіль + луг = інша сіль + інша основа
CuCl 2 + 2KOH = 2KCl + Cu(OH) 2
2. Сіль + кислота = інша сіль + інша кислота
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl
3. Сіль(1) + сіль(2) = Сіль(3) + сіль(4)
Na 2 SO 4 + BaCl 2 =2NaCl + BaSO 4
4. Сіль + метал = інша сіль + інший метал(згідно з електрохімічним рядом напруг металів)
Zn + Pb (NO 3) 2 = Pb + Zn (NO 3) 2
5. Деякі солі розкладаються при нагріванні
CaCO 3 = CaO + CO 2
KNO 3 = KNO 2 + O 2
Специфічні хімічні властивості солей залежать від того, який катіон та який аніон утворюють цю сіль.
|
Специфічні властивості солей по катіону |
Специфічні властивості солей по аніону |
|
Ag + + Cl - = AgCl ↓ білий сирний осад Cu 2+ + 2OH - = Cu (OH ) 2 ↓ синій осад Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ білий дрібнокристалічний осад Fe 3+ + 3SCN - = Fe (SCN ) 3 криваво-червоне фарбування Al 3+ + 3OH - = Al (OH ) 3 ↓ білий желеподібний осад Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ білий осад |
Ag + + Cl -= AgCl ↓ білий сирний осад Ba 2+ + SO 4 2-= BaSO 4 ↓ білий дрібнокристалічний осад 2H++ SO 3 2-= H 2 O + SO 2 газ із різким запахом 2H++ CO 3 2-= H 2 O + CO 2 газ без запаху 3Ag + + PO 4 3-= Ag 3 PO 4 ↓ жовтий осад 2H++ S 2-= H 2 S газ з неприємним запахомтухлих яєць |
Завдання 1.З наведеного переліку оберіть солі, назвіть їх, визначте тип.
1) КNO 2 2) LiOH 3) CaS 4) CuSO 4 5) P 2 O 5 6) Al(OH) 2 Cl 7) NaHSO 3 8) H 2 SO 4
Завдання 2.З якими з перерахованих речовин може реагувати а) BaCl 2 б) CuSO 4 ) Na 2 CO 3 ?
1)Na 2 O 2)HCl 3)H 2 O 4) AgNO 3 5)HNO 3 6)Na 2 SO 4 7)BaCl 2 8)Fe 9)Cu(OH) 2 10) NaOH
СТАВЛЕННЯ МЕТАЛІВ ДО КИСЛОТ
Найчастіше в хімічній практиці використовуються такі сильні кислоти, як сірчана H 2 SO 4 , соляна HCl та азотна HNO 3 . Далі розглянемо відношення різних металів до перерахованих кислот.
Соляна кислота ( HCl)
Соляна кислота – це технічна назва хлороводневої кислоти. Отримують її шляхом розчинення у воді газоподібного хлороводню HCl . Зважаючи на невисоку його розчинність у воді, концентрація соляної кислоти за звичайних умов не перевищує 38%. Тому незалежно від концентрації соляної кислоти процес дисоціації її молекул у водному розчині протікає активно:
HCl H + + Cl -
Іони водню, що утворюються в цьому процесі H+ виконують роль окислювача, окислюючи метали, розташовані у ряду активності лівіше водню . Взаємодія протікає за схемою:
Me + HClсіль +H 2
При цьому сіль є хлорид металу ( NiCl 2 , CaCl 2 , AlCl 3 ), у якому число хлорид-іонів відповідає ступеню окиснення металу.
Соляна кислота є слабким окислювачем, тому метали зі змінною валентністю окислюються їй до нижчих позитивних ступенів окиснення:
Fe 0 → Fe 2+
Co 0 → Co 2+
Ni 0 → Ni 2+
Cr 0 →Cr 2+
Mn 0 → Mn 2+ і ін .
Приклад:
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2
2│ Al 0 – 3 e- → Al 3+ - окиснення
3│2 H + + 2 e- → H 2 - Відновлення
Соляна кислота пасивує свинець ( Pb ). Пасивація свинцю обумовлена утворенням на поверхні важко розчинного у воді хлориду свинцю ( II ), який захищає метал від подальшого впливу кислоти:
Pb + 2 HCl → PbCl 2 ↓ + H 2
Сірчана кислота (H 2 SO 4 )
У промисловості одержують сірчану кислоту дуже високої концентрації (до 98%). Слід враховувати відмінність окисних властивостей розведеного розчину та концентрованої сірчаної кислоти по відношенню до металів.
Розведена сірчана кислота
У розведеному водному розчині сірчаної кислоти більшість її молекул дисоціюють:
H 2 SO 4 H + + HSO 4 -
HSO 4 - H + + SO 4 2-
Іони, що утворюються Н+ виконують функцію окислювача .
Як і соляна кислота, розведений розчин сірчаної кислоти взаємодіє тільки з активними металами і середньої активності (Розташованими в ряду активності до водню).
Хімічна реакція протікає за схемою:
Ме+ H 2 SO 4(розб .) → сіль+ H 2
Приклад:
2 Al + 3 H 2 SO 4 (розб.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3 H 2
1│2Al 0 – 6 e- → 2Al 3+ -окиснення
3│2 H + + 2 e- → H 2 - Відновлення
Метали зі змінною валентністю окислюються розведеним розчином сірчаної кислоти до нижчих позитивних ступенів окиснення:
Fe 0 → Fe 2+
Co 0 → Co 2+
Ni 0 → Ni 2+
Cr 0 → Cr 2+
Mn 0 → Mn 2+ і ін .
Свинець ( Pb ) не розчиняється у сірчаній кислоті (якщо її концентрація нижче 80%) , так як сіль, що утворюється PbSO 4 нерозчинна та створює на поверхні металу захисну плівку.
Концентрована сірчана кислота
У концентрованому розчині сірчаної кислоти (вище 68%) більшість молекул перебувають у недисоційованому стані, тому функцію окислювача виконує сірка , що перебуває у вищому ступені окислення ( S+6 ). Концентрована H 2 SO 4 окислює всі метали, стандартний електродний потенціал яких менший від потенціалу окислювача – сульфат-іона SO 4 2- (0,36). У зв'язку з цим, з концентрованої сірчаною кислотою реагують та деякі малоактивні метали .
Процес взаємодії металів з концентрованою сірчаною кислотою здебільшого протікає за схемою:
Me + H 2 SO4 (конц.)сіль + вода + продукт відновлення H 2 SO 4
Продуктами відновлення сірчаної кислоти можуть бути наступні сполуки сірки:
Практика показала, що при взаємодії металу з концентрованою сірчаною кислотою виділяється суміш продуктів відновлення, що складається з H 2 S , S та SO 2. Однак, один із цих продуктів утворюється в переважній кількості. Природа основного продукту визначається активністю металу : чим вище активність, тим глибше процес відновлення сірки у сірчаній кислоті
Взаємодія металів різної активності з концентрованою сірчаною кислотою можна представити схемою:
Алюміній (Al ) та залізо ( Fe ) не реагують з холодною концентрованої H 2 SO 4 , покриваючись щільними оксидними плівками, проте при нагріванні реакція протікає.
Ag , Au , Ru , Os , Rh , Ir , Pt не реагують із сірчаною кислотою.
Концентрована сірчана кислота є сильним окислювачем , тому при взаємодії з нею металів, що мають змінну валентність, останні окислюються до більш високих ступенів окиснення , ніж у випадку з розведеним розчином кислоти:
Fe 0→ Fe 3+ ,
Cr 0→ Cr 3+ ,
Mn 0→Mn 4+,
Sn 0→ Sn 4+
Свинець ( Pb ) окислюється до двовалентного стани з утворенням розчинного гідросульфату свинцюPb ( HSO 4 ) 2 .
Приклади:
Активний метал
8 A1 + 15 H 2 SO 4(конц.) →4A1 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3H 2 S
4│2 Al 0 – 6 e- → 2 Al 3+ - окиснення
3│ S 6+ + 8 e → S 2- - Відновлення
Метал середньої активності
2 Cr + 4 H 2 SO 4(конц.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + S
1│ 2Cr 0 – 6e →2Cr 3+ - окиснення
1│ S 6+ + 6 e → S 0 - відновлення
Метал малоактивний
2Bi + 6H 2 SO 4(конц.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3SO 2
1│ 2Bi 0 – 6e → 2Bi 3+ –окиснення
3│ S 6+ + 2 e → S 4+ - відновлення
Азотна кислота ( HNO 3 )
Особливістю азотної кислоти є те, що азот, що входить до складу NO 3 - має вищий ступінь окиснення +5 і тому має сильні окисні властивості. Максимальне значення електродного потенціалу для нітрат-іона дорівнює 0,96, тому азотна кислота – сильніший окислювач, ніж сірчана. Роль окислювача у реакціях взаємодії металів з азотною кислотою виконує N 5+ . Отже, водень H 2 ніколи не виділяється при взаємодії металів з азотною кислотою ( незалежно від концентрації ). Процес протікає за схемою:
Me + HNO 3 сіль + вода + продукт відновлення HNO 3
Продукти відновлення HNO 3 :
Зазвичай при взаємодії азотної кислоти з металом утворюється суміш продуктів відновлення, але, як правило, один із них є переважним. Який із продуктів буде основним, залежить від концентрації кислоти та активності металу.
Концентрована азотна кислота
Концентрованим вважають розчин кислоти щільністюρ > 1,25 кг/м 3 що відповідає
концентрації >40%. Незалежно від активності металу реакція взаємодії з HNO 3 (конц.) протікає за схемою:
Me + HNO 3 (Конц.)→ сіль + вода + NO 2
З концентрованою азотною кислотою не взаємодіють благородні метали (Au , Ru , Os , Rh , Ir , Pt ), а ряд металів (Al , Ti , Cr , Fe , Co , Ni ) при низької температури пасивуються концентрованою азотною кислотою. Реакція можлива у разі підвищення температури, вона протікає за схемою, представленою вище.
Приклади
Активний метал
Al + 6 HNO 3 (конц.) → Al (NO 3 ) 3 + 3 H 2 O + 3 NO 2
1│ Al 0 – 3 e → Al 3+ - окиснення
3│ N 5+ + e → N 4+ - відновлення
Метал середньої активності
Fe + 6 HNO 3 (конц.) → Fe (NO 3) 3 + 3H 2 O + 3NO
1│ Fe 0 – 3e → Fe 3+ - окиснення
3│ N 5+ + e → N 4+ - відновлення
Метал малоактивний
Ag + 2HNO 3 (конц.) → AgNO 3 + H 2 O + NO 2
1│ Ag 0 – e → Ag + - окиснення
1│ N 5+ + e → N 4+ - відновлення
Розведена азотна кислота
Продукт відновлення азотної кислоти в розведеному розчині залежить від активності металу , що бере участь у реакції:
Приклади:
Активний метал
8 Al + 30 HNO 3(розб.) → 8Al(NO 3) 3 + 9H 2 O + 3NH 4 NO 3
8│ Al 0 – 3e → Al 3+ - окиснення
3│ N 5+ + 8 e → N 3- - відновлення
Аміак, що виділяється в процесі відновлення азотної кислоти, одночасно взаємодіє з надлишком азотної кислоти, утворюючи сіль – нітрат амонію. NH 4 NO 3 :
NH3 + HNO3 → NH4NO3.
Метал середньої активності
10Cr + 36HNO 3(розб.) → 10Cr(NO 3) 3 + 18H 2 O + 3N 2
10│ Cr 0 – 3 e → Cr 3+ - окиснення
3│ 2 N 5+ + 10 e → N 2 0 - відновлення
Крім молекулярного азоту ( N 2 ) при взаємодії металів середньої активності з розведеною азотною кислотою утворюється у рівній кількості оксид азоту ( I ) – N 2 O . У рівнянні реакції слід писати одна з цих речовин .
Метал малоактивний
3Ag + 4HNO 3(розб.) → 3AgNO 3 + 2H 2 O + NO
3│ Ag 0 – e → Ag + - окиснення
1│ N 5+ + 3 e → N 2+ - відновлення
«Царська горілка»
«Царська горілка» (раніше кислоти називали горілками) є сумішшю одного обсягу азотної кислоти і трьох-чотирьох обсягів концентрованої соляної кислоти, що володіє дуже високою окисною активністю. Така суміш здатна розчиняти деякі малоактивні метали, що не взаємодіють з азотною кислотою. Серед них і «цар металів» – золото. Така дія «царської горілки» пояснюється тим, що азотна кислота окислює соляну з виділенням вільного хлору та утворенням хлороксиду азоту ( III ), або хлориду нітрозилу – NOCl:
HNO 3 + 3 HCl → Cl 2 + 2 H 2 O + NOCl
2 NOCl → 2 NO + Cl 2
Хлор на момент виділення складається з атомів. Атомарний хлор є найсильнішим окислювачем, що дозволяє «царській горілці» впливати навіть на найінертніші «шляхетні метали».
Реакції окислення золота та платини протікають відповідно до наступних рівнянь:
Au + HNO 3 + 4 HCl → H + NO + 2H 2 O
3Pt + 4HNO 3 + 18HCl → 3H 2 + 4NO + 8H 2 O
На Ru, Os, Rh та Ir "царська горілка" не діє.
Є.А. Нуднова, М.В. Андрюхова