Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Декабря 2011 в 10:23, реферат
Сами того не замечая, мы живём на дне огромного воздушного океана. Та смесь газов, которая образует атмосферу, необходима для нас более, чем что-либо другое. Человек может прожить несколько недель без пищи, несколько дней без воды, но не может прожить и нескольких минут без воздуха. В воздухе таятся огромные, пока почти неиспользованные запасы энергии: вследствие неодинакового поглощения солнечных лучей различными участками земной поверхности создаётся неравномерный нагрев воздуха и возникают ветры, за счёт которых могут быть получены многие миллиарды киловатт-часов электроэнергии.
Fe2(SO4)3 = Fe2O3 + 3 SO3
2
Pb(NO3)2 = 2 PbO + 4 NO2
+ O2.
Если
оксид металла термически неустойчив,
то вместо оксида образуется свободный
металл:
2 Ag2CO3 = 4 Ag + 2 CO2 + O2
Hg(NO3)2
= Hg + 2 NO2 + O2.
Cоли
щелочных металлов отличаются высокой
термической устойчивостью. Если они при
нагревании всё же разлагаются, то оксиды
при этом, как правило, не образуются:
2 KNO3 = 2 KNO2 + O2
2
KCIO3 = 2 KCI + 3 O2.
5.
Разложение оксидов. Если элемент
имеет переменную валентность, то его
оксид с меньшим содержанием кислорода
можно получить нагреванием оксида, в
котором элемент проявляет более высокую
степень окисления:
2 SO3 = 2 SO2 + O2
2 N2O5 = 2 NO2 + O2
4 CrO3 = 2Cr2O3 + 3 O2.
И наоборот, высшие оксиды иногда удаётся
получить окислением низших:
2 СО + О2 = 2 СО2
6 PbO + O2 = 2 Pb3O4
P2O3
+ O2 = P2O5.
6.
Вытеснение одних оксидов
другими. Эта реакция может быть применена
для получения более летучих оксидов вытеснением
их менее летучими:
СаСО3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2
CoSO4
+ B2O3 = Co(BO2)2 + SO3.
Реакции протекают при высокой температуре и основаны на том, что сесквиоксид бора и диоксид кремния нелетучи и при нагревании вытесняют более летучие: диоксид углерода и триоксид серы.
7.
Взаимодействие кислот, обладающих
окислительными свойствами, с
металлами и неметаллами. Азотная
и концентрированная серная кислоты при
действии восстановителей образуют оксиды,
в которых азот и сера проявляют более
низкую степень окисления, чем в исходных
кислотах.
Cu + 4 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
C
+ 2 H2SO4 = CO2 + 2 SO2 + 2 Н2O.
Пероксиды.
Некоторые соединения металлов с кислородом
по химическим свойствам существенно
отличаются от обычных оксидов. Так, соединения
Na2O2, BaO2, ZnO2 состоят
из металла и кислорода, но являются не
оксидами, а солями пероксида водорода
и поэтому называются пероксидами. У пероксидов
связанные друг с другом атомы кислорода
образуют не очень прочную пероксидную
группу -О-О-.
Поэтому при действии кислот на пероксиды
металлов наряду с солями образуется кислород:
О--Na
2 Ѕ + 2 H2SO4 = 2 Na2SO4 + 2 H2O + O2
О--Na
2
BaO2 + 4 HNO3 = 2 Ba(NO3)2
+ 2 H2O + O2.
Смешанные оксиды. Соединения Pb2O3, Mn3O4, Fe3O4 иногда называют двойными или смешанными оксидами. Их можно также рассматривать как соли: Pb2O3 є PbPbO3 -- плюмбат свинца (соль свинцовой кислоты H2PbO3); Mn3O4 є Mn2MnO4 -- манганит марганца (соль H4MnO4); Fe3O4 є Fe(FeO2)2 -- феррит железа (II) (соль НFeO2). Следовательно, в состав молекулы смешанного оксида входят атомы одного элемента в различных степенях окисления.
Соединения оксидов с водой называют гидратами оксидов. Присоединение оксидом воды не приводит к коренному изменению его химического характера, поэтому гидраты основных оксидов проявляют основные свойства, гидраты амфотерных оксидов -- амфотерные, а гидраты кислотных оксидов имеют кислотные свойства.
Основания (гидроксиды).
Раствор аммиака в воде проявляет свойства слабого основания, так как на ионы распадается незначительное количество молекул гидроксида аммония NH4OH.
Основания,
как и основные оксиды, взаимодействуют
с кислотами или кислотными оксидами,
образуя соли:
Ni(OH)2 + H2SO4 = NiSO4 + 2 H2O
Ca(OH)2
+ CO2 = CaCO3Ї + H2O.
Способы получения оснований.
1.
Взаимодействие активных металлов с водой.
Щелочные и щелочноземельные металлы
уже при комнатной температуре разлагают
воду, образуя основания:
2 K + 2 H2O = 2 KOH + H2
Ca
+ 2 H2O = Ca(OH)2 + H2.
2.
Непосредственное соединения основных
оксидов с водой. Подавляющее большинство
основных оксидов непосредственно с водой
не соединяется. Только оксиды щелочных
и щелочноземельных металлов, присоединяя
воду, образуют основания:
Li2O + H2O = 2 LiOH
BaO
+ H2O = Ba(OH)2.
3.Взаимодействие
солей со щелочами. Этот метод применяют
главным образом для получения нерастворимых
в воде оснований:
CuSO4 + 2 KOH = Cu(OH)2Ї + K2SO4
FeCI3
+ 3 NaOH = Fe(OH)3Ї + 3 NaCI.
Получение
растворимых оснований по этому методу
возможно в случае, когда в результате
реакции образуется нерастворимая соль:
K2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3Ї + 2 KOH
Na2SO4
+ Ba(OH)2 = BaSO4Ї + 2 NaOH.
4. Электролиз растворов солей. Этот метод применяется при получении щелочей в технике, для чего пропускают постоянный электрический ток через водные растворы солей натрия или калия. Например, при электролизе водного раствора хлорида натрия на катоде выделяется водород, на аноде -- хлор, а в растворе накапливается гидроксид натрия. Упаривая такой раствор, получают кристаллический гидроксид натрия. Процессы, происходящие при электролизе раствора хлорида натрия, можно представить следующей схемой:
NaCI Ы Na+ + CI-
H2O Ы
H+
+ OH-
На
катоде: На аноде:
Н+ + е- = Н СI- - e- = CI
2
H = H2
2 CI = CI2
В растворе в катодном пространстве остаётся NaOH.
Кислотами называются соединения, которые при электролитической диссоциации образуют ионы водорода и других ионов не дают. В водных растворах кислоты диссоциируют на ионы водорода и кислотный остаток. Количество атомов водорода, способных замещаться металлами с образованием солей, определяет основность кислоты. Различают кислоты одноосновные (HCI, HNO3), двухосновные (H2SO4, H2S), трёхосновные (Н3РО4), шестиосновные (H6V10O28).
В некоторых кислотах не все атомы водорода способны замещаться металлами. Например, молекула уксусной кислоты СН3СООН содержит четыре атома водорода, однако замещаться металлами способен лишь атом водорода карбоксильной группы СООН, поэтому уксусная кислота является одноосновной. Фосфористая кислота Н3РО3 -- двухосновная, фосфорноватистая Н3РО2 -- одноосновная.
По химическому составу различают кислоты бескислородные и кислородсодержащие. Примерами бескислородных кислот могут служить плавиковая (НF), соляная (НСI), бромводородная (НВr), иодоводородная (НI), циановодородная (синильная НСN), родановодородная (НСNS), сероводородная (H2S).
Кислородсодержащие
кислоты представляют собой гидраты кислотных
оксидов. Большинство кислотных оксидов
образует кислоты в результате непосредственного
присоединения воды. Молекулы некоторых
ангидридов при разных условиях могут
присоединять различные количества молекул
воды, образуя соединение с бульшим содержанием
воды -- ортокислоту -- и соединение
с меньшим содержанием воды -- метакислоту.
Например:
Р2О5 + Н2О = 2 НРО3 -- метафосфорная кислота
Р2О5 + 3 Н2О = 2 Н3РО4 -- ортофосфорная кислота
В2О3 + Н2О = 2 НВО2 -- метаборная кислота
В2О3
+ 3 Н2О = 2 Н3ВО3 -- ортоборная
кислота
Диоксид
азота NO2 при взаимодействии с водой
даёт две кислоты -- азотную и азотистую:
2
NO2 + H2O = HNO2 + HNO3.
Аналогичным
образом ведёт себя диоксид хлора, образующий
с водой хлорноватую и хлористую кислоты:
2
CIO2 + H2O = HCIO3 + HCIO2.
Кислотные оксиды, образованные при взаимодействии с содой две кислоты, называются смешанными ангидридами. При взаимодействии их с основаниями, естественно, образуются две соли.
Многоосновные
кислоты в растворах диссоциируют ступенчато:
Н3РО4 Ы Н2РО4- + Н+
Fe2(SO4)3 = Fe2O3 + 3 SO3
2
Pb(NO3)2 = 2 PbO + 4 NO2
+ O2.
Если
оксид металла термически неустойчив,
то вместо оксида образуется свободный
металл:
2 Ag2CO3 = 4 Ag + 2 CO2 + O2
Hg(NO3)2
= Hg + 2 NO2 + O2.
Cоли
щелочных металлов отличаются высокой
термической устойчивостью. Если они при
нагревании всё же разлагаются, то оксиды
при этом, как правило, не образуются:
2 KNO3 = 2 KNO2 + O2
2
KCIO3 = 2 KCI + 3 O2.
5.
Разложение оксидов. Если элемент
имеет переменную валентность, то его
оксид с меньшим содержанием кислорода
можно получить нагреванием оксида, в
котором элемент проявляет более высокую
степень окисления:
2 SO3 = 2 SO2 + O2
2 N2O5 = 2 NO2 + O2
4 CrO3 = 2Cr2O3 + 3 O2.
И наоборот, высшие оксиды иногда удаётся
получить окислением низших:
2 СО + О2 = 2 СО2
6 PbO + O2 = 2 Pb3O4
P2O3
+ O2 = P2O5.
6.
Вытеснение одних оксидов
другими. Эта реакция может быть применена
для получения более летучих оксидов вытеснением
их менее летучими:
СаСО3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2
CoSO4
+ B2O3 = Co(BO2)2 + SO3.
Реакции протекают при высокой температуре и основаны на том, что сесквиоксид бора и диоксид кремния нелетучи и при нагревании вытесняют более летучие: диоксид углерода и триоксид серы.
7.
Взаимодействие кислот, обладающих
окислительными свойствами, с
металлами и неметаллами. Азотная
и концентрированная серная кислоты при
действии восстановителей образуют оксиды,
в которых азот и сера проявляют более
низкую степень окисления, чем в исходных
кислотах.
Cu + 4 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
C
+ 2 H2SO4 = CO2 + 2 SO2 + 2 Н2O.
Пероксиды.
Некоторые соединения металлов с кислородом
по химическим свойствам существенно
отличаются от обычных оксидов. Так, соединения
Na2O2, BaO2, ZnO2 состоят
из металла и кислорода, но являются не
оксидами, а солями пероксида водорода
и поэтому называются пероксидами. У пероксидов
связанные друг с другом атомы кислорода
образуют не очень прочную пероксидную
группу -О-О-.
Поэтому при действии кислот на пероксиды
металлов наряду с солями образуется кислород:
О--Na
2 Ѕ + 2 H2SO4 = 2 Na2SO4 + 2 H2O + O2
О--Na
2
BaO2 + 4 HNO3 = 2 Ba(NO3)2
+ 2 H2O + O2.
Смешанные оксиды. Соединения Pb2O3, Mn3O4, Fe3O4 иногда называют двойными или смешанными оксидами. Их можно также рассматривать как соли: Pb2O3 є PbPbO3 -- плюмбат свинца (соль свинцовой кислоты H2PbO3); Mn3O4 є Mn2MnO4 -- манганит марганца (соль H4MnO4); Fe3O4 є Fe(FeO2)2 -- феррит железа (II) (соль НFeO2). Следовательно, в состав молекулы смешанного оксида входят атомы одного элемента в различных степенях окисления.
Соединения оксидов с водой называют гидратами оксидов. Присоединение оксидом воды не приводит к коренному изменению его химического характера, поэтому гидраты основных оксидов проявляют основные свойства, гидраты амфотерных оксидов -- амфотерные, а гидраты кислотных оксидов имеют кислотные свойства.
Основания (гидроксиды).
Раствор аммиака в воде проявляет свойства слабого основания, так как на ионы распадается незначительное количество молекул гидроксида аммония NH4OH.
Основания,
как и основные оксиды, взаимодействуют
с кислотами или кислотными оксидами,
образуя соли:
Ni(OH)2 + H2SO4 = NiSO4 + 2 H2O
Ca(OH)2
+ CO2 = CaCO3Ї + H2O.
Способы получения оснований.
1.
Взаимодействие активных металлов с водой.
Щелочные и щелочноземельные металлы
уже при комнатной температуре разлагают
воду, образуя основания:
2 K + 2 H2O = 2 KOH + H2
Ca
+ 2 H2O = Ca(OH)2 + H2.
2.
Непосредственное соединения основных
оксидов с водой. Подавляющее большинство
основных оксидов непосредственно с водой
не соединяется. Только оксиды щелочных
и щелочноземельных металлов, присоединяя
воду, образуют основания:
Li2O + H2O = 2 LiOH
BaO
+ H2O = Ba(OH)2.
3.Взаимодействие
солей со щелочами. Этот метод применяют
главным образом для получения нерастворимых
в воде оснований:
CuSO4 + 2 KOH = Cu(OH)2Ї + K2SO4
FeCI3
+ 3 NaOH = Fe(OH)3Ї + 3 NaCI.
Получение
растворимых оснований по этому методу
возможно в случае, когда в результате
реакции образуется нерастворимая соль:
K2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3Ї + 2 KOH
Na2SO4
+ Ba(OH)2 = BaSO4Ї + 2 NaOH.
4. Электролиз растворов солей. Этот метод применяется при получении щелочей в технике, для чего пропускают постоянный электрический ток через водные растворы солей натрия или калия. Например, при электролизе водного раствора хлорида натрия на катоде выделяется водород, на аноде -- хлор, а в растворе накапливается гидроксид натрия. Упаривая такой раствор, получают кристаллический гидроксид натрия. Процессы, происходящие при электролизе раствора хлорида натрия, можно представить следующей схемой:
NaCI Ы Na+ + CI-
H2O Ы
H+
+ OH-
На
катоде: На аноде:
Н+ + е- = Н СI- - e- = CI
2
H = H2
2 CI = CI2
В растворе в катодном пространстве остаётся NaOH.
Кислотами называются соединения, которые при электролитической диссоциации образуют ионы водорода и других ионов не дают. В водных растворах кислоты диссоциируют на ионы водорода и кислотный остаток. Количество атомов водорода, способных замещаться металлами с образованием солей, определяет основность кислоты. Различают кислоты одноосновные (HCI, HNO3), двухосновные (H2SO4, H2S), трёхосновные (Н3РО4), шестиосновные (H6V10O28).
В некоторых кислотах не все атомы водорода способны замещаться металлами. Например, молекула уксусной кислоты СН3СООН содержит четыре атома водорода, однако замещаться металлами способен лишь атом водорода карбоксильной группы СООН, поэтому уксусная кислота является одноосновной. Фосфористая кислота Н3РО3 -- двухосновная, фосфорноватистая Н3РО2 -- одноосновная.
По химическому составу различают кислоты бескислородные и кислородсодержащие. Примерами бескислородных кислот могут служить плавиковая (НF), соляная (НСI), бромводородная (НВr), иодоводородная (НI), циановодородная (синильная НСN), родановодородная (НСNS), сероводородная (H2S).
Кислородсодержащие
кислоты представляют собой гидраты кислотных
оксидов. Большинство кислотных оксидов
образует кислоты в результате непосредственного
присоединения воды. Молекулы некоторых
ангидридов при разных условиях могут
присоединять различные количества молекул
воды, образуя соединение с бульшим содержанием
воды -- ортокислоту -- и соединение
с меньшим содержанием воды -- метакислоту.
Например:
Р2О5 + Н2О = 2 НРО3 -- метафосфорная кислота
Р2О5 + 3 Н2О = 2 Н3РО4 -- ортофосфорная кислота
В2О3 + Н2О = 2 НВО2 -- метаборная кислота
В2О3
+ 3 Н2О = 2 Н3ВО3 -- ортоборная
кислота
Диоксид
азота NO2 при взаимодействии с водой
даёт две кислоты -- азотную и азотистую:
2
NO2 + H2O = HNO2 + HNO3.
Аналогичным
образом ведёт себя диоксид хлора, образующий
с водой хлорноватую и хлористую кислоты:
2
CIO2 + H2O = HCIO3 + HCIO2.
Кислотные оксиды, образованные при взаимодействии с содой две кислоты, называются смешанными ангидридами. При взаимодействии их с основаниями, естественно, образуются две соли.
Многоосновные
кислоты в растворах диссоциируют ступенчато:
Н3РО4 Ы Н2РО4- + Н+