9 LUOKKA

Jatkoa. Katso nro 34, 35, 36, 37, 38/2003

Käytännön työ numero 13.
Typpihappo. Nitraatit
(loppu)

HNO 3 on voimakas hapetin. Väkevä typpihappo hapettaa ei-metallit korkeampiin hapetusasteisiin:

Passivoiminen tapahtuu liukenemattomien metallioksidikalvojen muodostumisen vuoksi:

2Al + 6HNO 3 \u003d Al 2O 3 + 6NO 2 + 3H 2O.

HNO 3 (kons.) voidaan varastoida ja kuljettaa ilman ilmaa Fe, Al, Ni säiliöissä.
Laadullinen reaktio on HNO 3:n vuorovaikutus Cu:n kanssa, jolloin muodostuu ruskeaa, pistävä hajua sisältävää NO 2 -kaasua (lisäksi muodostuu suolaa ja vettä).

Konsentraation (laimennoksen) pienentyessä HNO 3 Zn:n kanssa voi muodostaa erilaisia ​​typpeä sisältäviä tuotteita:

ja kaikissa tapauksissa suolaa ja vettä.

Merkintä . Nitraattianionin tunnistamiseen käytetään difenyyliamiini-indikaattoria ((C 6 H 5) 2 NH:n liuos väkevässä H 2 SO 4:ssä).
Demo kokemus . Tunnistaminen tapahtuu "jälkillä" tai pisarakontaktilla: näkyviin tulee tummansininen väri.

Nitraatit- typpihapon suolat, kiteiset kiinteät aineet, liukenevat hyvin veteen. Alkalimetallinitraatit, kalsium ja ammonium - salpietari.
Useimmat nitraatit ovat erittäin hyviä mineraalilannoitteita.
Nitraatit ovat voimakkaita hapettimia! Hiili, rikki ja muut palavat aineet palavat sulassa salpetissa, koska kaikki nitraatit (kuten HNO 3) vapauttavat happea kuumennettaessa ja suolametallin kemiallisesta aktiivisuudesta riippuen eri tuotteita:

Käyttömenettely	Tehtävät	Havainnot ja päätelmät
Kokoa laite (kaavion mukaan), laita kuppiin vähän kiteistä natriumnitraattia (Chile), sulata se. Kuumenna pala hiiltä alkoholilampun liekissä ja laske se sulaan salpetteriin	Miksi hiili syttyy? Kirjoita käynnissä olevien reaktioiden yhtälöt elektronisen vaa'an perusteella, tee tarvittavat johtopäätökset
Ota näytteitä kaikista kolmesta liuoksesta koeputkiin nro 1–3 (ks. nro 38/2003) ja lisää jokaiseen näytteeseen ensin suunnilleen yhtä suuri määrä (tilavuus) väkevää rikkihappoa, lisää sitten vähän kuparilastuja, lämmitä vähän. Tarkkaile tyypillisiä muutoksia yhdessä näytteessä	Kolme numeroitua putkea sisältävät kloridi-, sulfaatti- ja natriumnitraattiliuoksia. Tunnista salaattiliuos. Miksi väkevää rikkihappoa lisätään ensin nitraattiliuokseen? Kirjoita molekyyli- ja ionireaktioyhtälöt. Tarkista reaktion tulos "jälkiä" difenyyliamiini-indikaattorilla

Typpihapossa voivat palaa myös monimutkaiset aineet (tärpätti, puu, sahanpuru). Konsentroitujen typpi- ja rikkihappojen seos (nitrausseos) monien orgaanisten aineiden kanssa muodostaa nitroyhdisteitä (nitrausreaktio).
Seosta, jossa on 1 tilavuus HNO 3:a (kons.) ja 3 tilavuutta HCl:a (kons.), kutsutaan "aqua regiaksi". Jopa kulta Au ja platina Pt liukenevat sellaiseen seokseen:

Käyttömenettely	Tehtävät	Havainnot ja päätelmät
Lisää kuparilastuja (Cu) koeputkeen, jossa on väkevää typpihappoa (1 ml). Viivästyneellä vaikutuksella, lämmitä hieman. Työskentele vedon alla! Kaada tuotteet saniteettipullosta viemärijärjestelmään ja huuhtele vesisuihkulla	Mikä selittää ruskean kaasun kehittymisen, jolla on pistävä haju? Ottaen huomioon, että vettä ja kupari(II)nitraattia muodostuu vielä tässä tapauksessa, kirjoita reaktioyhtälö. Piirrä sähköinen tasapainokaavio ja kirjoita reaktioyhtälö ionisessa muodossa
Sekoita hienojakoista rikkijauhetta (S) 1 ml:aan väkevää HNO 3:a, kuumenna seosta (vedon alla). Ota näyte reaktiotuotteista ja testaa se 2-3 pisaralla bariumkloridiliuosta. Kaada tuotteet saniteettipullosta viemärijärjestelmään välittömästi	Mikä selittää havaitut muutokset - rikin liukeneminen, ruskean, terävän hajuisen kaasun (ja veden) vapautuminen? Kirjoita yhtälö tälle reaktiolle. Piirrä sähköinen tasapainokaavio ja ioniyhtälö reaktiolle. Mitä reaktiotuotteiden näytteen ja bariumkloridiliuoksen vuorovaikutuksessa havaitut muutokset osoittavat? Perustele vastauksesi

Käytännön työ 14.
Ortofosfaattien määritys

Tavoitteet. Opi tunnistamaan ortofosfaatit, vetyortofosfaatit ja dihydroortofosfaatit niiden vesiliukoisuudesta, hydrolyysistä ja kvalitatiivisesta reaktiosta ortofosfaattianioniin.
Laitteet ja reagenssit. Teline koeputkilla, lasiputkilla kumirenkailla, terveyspullo, lastat (3 kpl); kiteinen Ca 3 (PO 4) 2, CaHPO 4, Ca (H 2 PO 4) 2, tislattu vesi, yleisindikaattori, liuokset H 3 PO 4, NaCH 3 COO (= 10 %), AgNO 3.

Käyttömenettely	Tehtävät	Havainnot ja päätelmät
Kaada kolmeen koeputkeen 1 cm 3 kalsiumortofosfaattia, vetyortofosfaattia ja kalsiumdihydroortofosfaattia, lisää vähän (sama määrä) vettä, sekoita	Tee johtopäätös primääristen, sekundaaristen ja tertiääristen ortofosfaattien liukoisuudesta. Voidaanko näiden fosfaattien erilaista liukoisuutta pitää menetelmänä niiden tunnistamiseen?	…
Käytä vesiliuoksia ja suspensioita kolmessa aikaisemman kokemuksen koeputkessa ja testaa ne yleisindikaattorilla	Määritä kaikkien liuosten pH-asteikolla ja selitä miksi pH:lla on tässä tapauksessa erilaiset arvot	…
K fosforihapon vesiliuos yhdessä koeputkessa (1 ml) ja superfosfaattiliuos toisessa (1 ml) lisää 10 % natriumasetaattiliuosta ja muutama tippa hopea(I)nitraattia	Mikä on reaktiivinen ioni? Kirjoita vastaavien reaktioiden yhtälöt molekyyli- ja ionimuodossa, osoita reaktioiden merkit	…

Käytännön työ 15.
Kivennäislannoitteiden määritys.
Kokeellisten ongelmien ratkaiseminen aiheesta
"Typpialaryhmä"

Tavoitteet. Toista typpi- ja fosforiyhdisteiden koostumus ja ominaisuudet, niiden keskinäiset muunnokset ja tunnistusmenetelmät.
Laitteet ja reagenssit. Alkoholilamppu, tulitikkuja, sininen lasi, suodatinpaperi, koeputken pidike, koeputkiteline (2 kpl), lastat (3 kpl), huhmare, survin, saniteettipullo;
koeputkissa nro 1–3:
I vaihtoehto - kaksoissuperfosfaatti, NH 4 NO 3, (NH 4) 2 SO 4,
II vaihtoehto - NH 4 Cl, NaNO 3, KCl,
III vaihtoehto - KNO 3, (NH 4) 2 SO 4, kaksoissuperfosfaatti;
kiteiset suolat (NH 4) 2 SO 4, NH4Cl, ammofossi, CH 3 COONa:n vesiliuokset (= 10 %), AgNO 3, BaCl 2,
CH 3 COOH (= 10 %), NaOH, lakmuspaperi, CuO, Cu (lastut), HNO 3 (razb.), HNO 3 (konsentr.), H 2 SO 4 (konsentr.), difenyyliindikaattori, (C 6 H 5) 2 NH väkevässä H 2SO 4:ssa,
Ca(OH) 2 (kuiva), tislattu vesi, AgNO 3 HNO 3:ssa, koeputkissa nro 4-6 kuivat kiteiset aineet: Na 2 SO 4, NH 4 Cl, NaNO 3, koeputkissa nro 7 ja 8 : H 3 PO 4 ja H 2 SO 4 (lajitellut liuokset), koeputkissa nro 9 ja 10: Na 3 PO 4 ja Ca 3 (PO 4) 2.

Kokeellinen ongelma . Neljä numeroitua pulloa sisältävät natriumortofosfaatin, ammoniumsulfaatin, natriumnitraatin ja kaliumkloridin vesiliuoksia. Käytä järkeisimpiä tunnistusmenetelmiä (katso taulukko) määritä kunkin aineen sijainti.

Joidenkin suolojen ominaispiirteet
(tunnistusmenetelmät)

Pöytä

Aineen nimi	Ulkomuoto	Vesiliukoisuus)	Tämän suolan liuoksen vuorovaikutus				Liekkivärjäys
			H2SO4 (väk.) ja Cu	BaCl 2:n ja CH 3 COOH:n liuokset	NaOH-liuos kuumennettaessa	AgNO 3 -liuos
Ammoniumnitraatti NH 4 NO 3		Hyvä	NO 2, ruskea, pistävä haju	–	NH 3, väritön, pistävä haju	–	keltainen (epäpuhtauksista)
Ammoniumkloridi NH 4 Cl	Valkoinen kiteinen jauhe	Hyvä	–	–	NH3	AgCl, valkoinen sakka	keltainen (epäpuhtauksista)
kaliumnitraatti KNO 3	Vaaleanharmaita hienoja kristalleja	Hyvä	EI 2	–	–	–	violetti
Ammoniumsulfaatti (NH4)2SO4	Värittömiä suuria kiteitä	Hyvä	–	BaSO 4, valkoinen, liukenematon CH 3 COOH:iin	NH3	Ag 2 SO 4 , valkoinen, liukenee helposti happoihin	–
Superfosfaatti Ca (H 2 PO 4) 2 2 H 2 O	Vaaleanharmaa jauhe tai rakeet	Liukenee hitaasti	–	Ba 3 (PO 4) 2, valkoinen, liukenee osittain CH 3 COOH:iin	–	Ag 3 PO 4, keltainen (CH 3 COOHa:n läsnä ollessa)	Tiili- punainen
Silviniitti KCl NaCl	vaaleanpunaisia ​​kristalleja	Hyvä	–	–		AgCl	Keltainen ja vivahteita violetti
kaliumkloridi KCl	Värittömiä kiteitä	Hyvä	–	–	–	AgCl	violetti

Ratkaisu

Kaikki vesiympäristössä olevat ionit väritön, on mahdotonta tunnistaa niitä värin perusteella.
2) Koska mikään aineista (pullot nro 1-4) ei eroa huonommasta liukoisuudesta, liuoksia ei voida erottaa tällä ominaisuudella, kaikki ovat läpinäkyviä liuoksia.
3) Kahdessa ratkaisussa on identtisiä kationeja, mutta kaikissa - erilaisia ​​anioneja, joten anionien pitäisi suorittaa kvalitatiivinen tunnistus. Reaktiivinen - AgN03 10-prosenttisen CH3COOHa:n (tai BaCl2:n ja CH3COOH:n) läsnä ollessa; reagenssi - BaCl2-liuos; reagenssi Cl:lle – AgNO 3:n liuos HNO 3:ssa; reagenssi - väkevä H 2 SO 4 ja Cu (lastut). Voit tunnistaa välittömästi, sitten käyttämällä yhtä reagenssia (AgNO 3) kaikki kolme jäljellä olevaa liuosta (tai päinvastoin). Muut vaihtoehdot ovat pidempiä ja vaativat huomattavasti enemmän reagenssien kulutusta.
4) Testaa kaikki neljä näyteliuosta AgNO 3 -liuoksella (1-2 tippaa): pullon nro 4 liuos pysyi muuttumattomana - sen pitäisi olla NaNO 3 -liuosta; pullossa nro 2 valkoinen kiteinen sakka, joka ei liukene happoihin, on KCl-liuos; kaksi muuta näytettä antavat sameita liuoksia, kun 10-prosenttista CH 3 COOHa -liuosta lisätään, näyte nro 3 antaa keltaisen sakan - tämä on Na 3 PO 4 -liuos ja näyte nro 1 on (NH 4 -liuos) ) 2 SO 4 (sameus häviää kun lisätään happoa HNO 3).

Ensisijaisten testien todentaminen.

Liuosnäytteeseen pullosta nro 1 lisätään 1-2 tippaa BaCl 2- ja CH 3 COOH -liuoksia, liuos muuttuu väriltään maitomaiseksi, koska valkoinen kiteinen sakka saostuu:

Voit tarkistaa saman näytteen lisäämällä alkaliliuosta kuumentamalla. Vapautuu NH 3 -kaasua, jonka määräävät märän punaisen lakmuspaperin ominainen haju ja sininen. Reaktioyhtälö:

Lisää väkevää H 2 SO 4 ja Cu (lastuja) pullon nro 4 liuosnäytteeseen, lämmitä hieman. Vapautuu ruskea, pistävä hajuinen kaasu, ja liuoksesta tulee vihertävänsininen:

5) Johtopäätös .

Pulloissa:
Nro 1 - liuos (NH 4) 2 SO 4,
Nro 2 - KCl-liuos,
nro 3 - Na 3 PO 4 -liuos,
Nro 4 - NaNO 3 -liuos.

Tunnustusjärjestelmä

Päättäväisiä ratkaisuja
№ 1	№ 2	№ 3	№ 4
(NH4)2SO4	KCl	Na3PO4	NaNO 3
Kaikki liuokset ovat kirkkaita ja värittömiä.
+AgNO3
Liuoksen sameus (Ag 2 SO 4, liukoinen hapoissa)	Valkoinen juustomainen sakka (AgCl	Kirjoita muunnelman mukaan koeputkiin nro 1–3, minkä suolojen liuokset on annettu. Määritä, missä kukin näistä aineista sijaitsee. Kirjoita johtopäätöksiin molekyyli- ja ionimuodossa suoritettujen reaktioiden yhtälöt. Merkitse kunkin kvalitatiivisen reaktion merkit	…
1) Lisää koeputkeen, jossa on pieni määrä CuO:ta (lastan kärjessä), HNO 3 -liuos, ravista. 2) Laita kuparilastuja koeputkeen, jossa on väkevää HNO 3:a (jos vaikutusta ei havaita heti, lämmitä seosta hieman)	Valmista kupari(II)nitraattiliuos kahdella tavalla annettuja reagensseja käyttäen. Merkitse reaktioiden merkit ja kirjoita molekyyli- ja ionireaktioyhtälöt. Mikä reaktio on redox-reaktio?	…
Sekoita ja jauha Ca (OH) 2 (hieman kostutettu) seos huhmaressa ammoniumsuolalla, haista varovasti. Toista koe muiden ammoniumsuolojen kanssa	Todista empiirisesti, että sulfaatti, ammoniumnitraattia ja kloridia ei saa sekoittaa kalkkiin. Anna asianmukaiset selitykset	…
Laadi tunnistuksen suunnitelma (järjestys), joka on järkevin ajan ja reagenssien kulutuksen suhteen	Määritä koeputkissa nro 4–6 kiteinen natriumsulfaatti, ammoniumkloridi ja natriumnitraatti. Kirjoita reaktioyhtälöt. Huomaa havaitut reaktioiden merkit	...
Liuosnäytteitä on parasta testata koeputkissa nro 7 ja 8 BaCl 2- ja CH 3 COOH -reagensseilla, tarkkailemalla tulosta hyvin huolellisesti ravistettaessa reaktioseosta	Laadullisen tunnustamisen avulla määrittää missä koeputkista nro 7 ja 8 on liuoksia rikki- ja fosforihapot. Kirjoita reaktioyhtälöt	...
Tee suunnitelma aineiden Na 3 PO 4 ja Ca 3 (PO 4) 2 tunnistamisesta koeputkissa nro 9 ja 10	Määritä käytännössä koeputkissa nro 9 ja 10 kiteiset natrium- ja kalsiumortofosfaatit	...

Määritelmä suolat dissosiaatioteorian puitteissa. Suolat jaetaan yleensä kolmeen ryhmään: keskipitkä, hapan ja perus. Keskisuoloissa vastaavan hapon kaikki vetyatomit on korvattu metalliatomeilla, happamissa suoloissa ne korvataan vain osittain, vastaavan emäksen OH-ryhmän emäksisissä suoloissa ne on korvattu osittain happotähteillä.

On myös joitain muita suoloja, kuten kaksoissuolat, jotka sisältävät kaksi erilaista kationia ja yhden anionin: CaCO 3 MgCO 3 (dolomiitti), KCl NaCl (sylviniitti), KAl (SO 4) 2 (kaliumaluna); sekoitettu suola, jotka sisältävät yhden kationin ja kaksi eri anionia: CaOCl2 (tai Ca(OCl)Cl); monimutkaiset suolat, jotka sisältävät ihonväri, koostuu keskusatomista, joka on kytketty useisiin ligandit: K 4 (keltainen veren suola), K 3 (punainen veren suola), Na, Cl; hydratoidut suolat(kidehydraatit), jotka sisältävät molekyylejä kiteytysvesi: CuSO 4 5H 2O (kuparisulfaatti), Na 2SO 4 10H 2O (Glauberin suola).

Suolojen nimi muodostuu anionin nimestä, jota seuraa kationin nimi.

Happivapaiden happojen suoloille ei-metallin nimeen lisätään jälkiliite id, esim. natriumkloridi NaCl, rauta(H)sulfidi FeS jne.

Nimettäessä happea sisältävien happojen suoloja, jos hapetusaste on korkeampi, pääte lisätään alkuaineen nimen latinan juureen. — olen, alempien hapetusasteiden tapauksessa loppu -se. Joidenkin happojen nimissä etuliitettä käytetään osoittamaan ei-metallin alhaisimpia hapetusasteita hypo-, perkloori- ja permangaanihapon suoloille käytä etuliitettä per-, esim: kalsiumkarbonaatti CaCO 3, rauta(III)sulfaatti Fe 2 (SO 4) 3, rauta(II)sulfiitti FeSO 3, kaliumhypokloriitti KOSl, kaliumkloriitti KOSl 2, kaliumkloraatti KOSl 3, kaliumperkloraatti KOSl 4, kaliumpermanganaatti KMnO 2 kaliumdi 4, 207.

Happamat ja emäksiset suolat voidaan pitää happojen ja emästen epätäydellisen konversion tuotteena. Kansainvälisen nimikkeistön mukaan vetyatomia, joka on osa happosuolaa, merkitään etuliitteellä vesi-, OH-ryhmä - etuliite hydroksi, NaHS - natriumhydroksisulfidi, NaHS03 - natriumhydroksisulfiitti, Mg (OH) Cl - magnesiumhydroksikloridi, Al (OH) 2 Cl - alumiinidihydroksikloridi.

Kompleksisten ionien nimissä ilmoitetaan ensin ligandit ja sen jälkeen metallin nimi, joka osoittaa vastaavan hapetusasteen (roomalaiset numerot suluissa). Monimutkaisten kationien nimissä käytetään metallien venäläisiä nimiä, esimerkiksi: Cl 2 - tetraamiinikupari (P) kloridi, 2 SO 4 - diamiinihopea (1) sulfaatti. Monimutkaisten anionien nimissä käytetään metallien latinalaisia ​​nimiä jälkiliitteellä -at, esimerkiksi: K[Al (OH) 4] - kaliumtetrahydroksialuminaatti, Na - natriumtetrahydroksikromaatti, K 4 - kaliumheksasyanoferraatti (H) .

Hydratoituneiden suolojen nimet (kiteisiä hydraatteja) muodostetaan kahdella tavalla. Voit käyttää edellä kuvattua monimutkaista kationien nimeämisjärjestelmää; esimerkiksi kuparisulfaattia SO 4 H 2 0 (tai CuSO 4 5H 2 O) voidaan kutsua tetraakvakupari(II) sulfaatiksi. Tunnetuimpien hydratoituneiden suolojen kohdalla vesimolekyylien lukumäärä (hydrataatioaste) ilmoitetaan kuitenkin useimmiten sanan numeerisella etuliitteellä "hydraatti", esimerkiksi: CuSO 4 5H 2O - kupari(I)sulfaattipentahydraatti, Na 2SO 4 10H 2O - natriumsulfaattidekahydraatti, CaCl 2 2H 2O - kalsiumklorididihydraatti.

Suolojen liukoisuus

Vesiliukoisuuden mukaan suolat jaetaan liukoisiin (P), liukenemattomiin (H) ja heikosti liukeneviin (M). Suolojen liukoisuuden määrittämiseksi käytä taulukkoa happojen, emästen ja suolojen vesiliukoisuudesta. Jos pöytää ei ole käsillä, voit käyttää sääntöjä. Ne on helppo muistaa.

1. Kaikki typpihapon suolat ovat liukoisia - nitraatteja.

2. Kaikki suolahapon suolat ovat liukoisia - klorideja, paitsi AgCl (H), PbCl 2 (M).

3. Kaikki rikkihapon suolat - sulfaatit ovat liukoisia, paitsi BaSO 4 (H), PbSO 4 (H).

4. Natrium- ja kaliumsuolat ovat liukoisia.

5. Kaikki fosfaatit, karbonaatit, silikaatit ja sulfidit eivät liukene, paitsi Na-suolat + ja K + .

Kaikista kemiallisista yhdisteistä suolat ovat lukuisin aineluokka. Nämä ovat kiinteitä aineita, jotka eroavat toisistaan ​​väriltään ja vesiliukoisuudeltaan. XIX vuosisadan alussa. Ruotsalainen kemisti I. Berzelius muotoili suolojen määritelmän happojen reaktiotuotteina emästen tai yhdisteiden kanssa, jotka saadaan korvaamalla vetyatomit hapossa metallilla. Tämän perusteella suolat erotetaan keskisuuriksi, happamiksi ja emäksisiksi. Keskipitkät tai normaalit suolat ovat tuotteita, joissa vetyatomit korvataan täydellisesti hapossa metallilla.

Esimerkiksi:

Na 2 CO 3 - Sooda;

CuSO 4 - kupari(II)sulfaatti jne.

Tällaiset suolat hajoavat happojäännöksen metallikationeiksi ja anioneiksi:

Na 2 CO 3 \u003d 2Na + + CO 2 -

Happosuolat ovat tuotteita, joissa hapon vetyatomit korvataan epätäydellisesti metallilla. Happosuoloja ovat esimerkiksi ruokasooda NaHCO 3, joka koostuu metallikationista Na + ja happamasta yksitellen varautuneesta jäännöksestä HCO 3 -. Happaman kalsiumsuolan kaava kirjoitetaan seuraavasti: Ca (HCO 3) 2. Näiden suolojen nimet koostuvat keskisuurten suolojen nimistä, joihin on lisätty etuliite vesi- , esimerkiksi:

Mg (HSO 4) 2 - magnesiumhydrosulfaatti.

Erota happosuolat seuraavasti:

NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 -
Mg (HSO 4) 2 \u003d Mg 2+ + 2HSO 4 -

Emäksiset suolat ovat tuotteita emäksen hydroksoryhmien epätäydellisestä substituutiosta happotähteeksi. Tällaisia ​​suoloja ovat esimerkiksi kuuluisa malakiitti (CuOH) 2 CO 3, josta olet lukenut P. Bazhovin teoksista. Se koostuu kahdesta emäksisesta kationista CuOH + ja happojäännöksen CO 3 2- kaksinkertaisesti varautuneesta anionista. CuOH + -kationilla on +1 varaus, joten molekyylissä kaksi tällaista kationia ja yksi kaksinkertaisesti varautunut CO 3 2- anioni yhdistyvät sähköisesti neutraaliksi suolaksi.

Tällaisten suolojen nimet ovat samat kuin tavallisilla suoloilla, mutta etuliitteen lisäyksellä hydrokso-, (CuOH) 2CO 3 - kupari (II) hydroksokarbonaatti tai AlOHCl 2 - alumiinihydroksokloridi. Useimmat emäksiset suolat ovat liukenemattomia tai niukkaliukoisia.

Jälkimmäiset eroavat näin:

AlOHCl 2 \u003d AlOH 2 + + 2Cl -

Suolan ominaisuudet

Kahdesta ensimmäisestä vaihtoreaktiosta on keskusteltu yksityiskohtaisesti aiemmin.

Kolmas reaktio on myös vaihtoreaktio. Se virtaa suolaliuosten välillä ja siihen liittyy sakan muodostuminen, esimerkiksi:

Suolojen neljäs reaktio liittyy metallin asemaan metallijännitteiden sähkökemiallisessa sarjassa (katso "Metallijännitteiden sähkökemiallinen sarja"). Jokainen metalli syrjäyttää suolaliuoksista kaikki muut metallit, jotka sijaitsevat sen oikealla jännitesarjassa. Tätä koskevat seuraavat ehdot:

1) molempien suolojen (sekä reagoivien että reaktion tuloksena muodostuneiden) on oltava liukoisia;

2) metallit eivät saa olla vuorovaikutuksessa veden kanssa, joten ryhmien I ja II pääalaryhmien metallit (jälkimmäiselle alkaen Ca) eivät syrjäytä muita metalleja suolaliuoksista.

Menetelmät suolojen saamiseksi

Suolojen hankintamenetelmät ja kemialliset ominaisuudet. Suoloja voidaan saada lähes minkä tahansa luokan epäorgaanisista yhdisteistä. Näiden menetelmien ohella hapettomien happojen suoloja voidaan saada metallin ja epämetallin (Cl, S jne.) suoralla vuorovaikutuksella.

Monet suolat ovat stabiileja kuumennettaessa. Ammoniumsuolat, samoin kuin jotkin heikosti aktiivisten metallien suolat, heikot hapot ja hapot, joissa alkuaineilla on korkeampi tai matalampi hapetusaste, hajoavat kuitenkin kuumennettaessa.

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

2Ag 2CO 3 \u003d 4Ag + 2CO 2 + O 2

NH4Cl \u003d NH3 + HCl

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2

2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3

4FeSO 4 \u003d 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2

2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2

NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2 H 2 O

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

2KSlO 3 \u003d MnO 2 \u003d 2KCl + 3O 2

4KClO 3 \u003d 3KSlO 4 + KCl

oksideja. Typpi muodostaa viisi oksidia, joiden hapetusaste on +1, +2, +3, +4, +5.

Oksidit N 2 O ja NO eivät muodosta suolaa (mitä tämä tarkoittaa?), Ja loput oksidit ovat happamia: vastaa typpihappoa, a - typpihappoa. Typpioksidi (IV) veteen liuotettuna muodostaa samanaikaisesti kaksi happoa - HNO 2 ja HNO 3:

2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 2 + HNO 3.

Jos se liuotetaan veteen ylimääräisen hapen läsnä ollessa, saadaan vain typpihappoa:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3.

Typpioksidi (IV) NO 2 on ruskea, erittäin myrkyllinen kaasu. Sitä saadaan helposti hapettamalla väritöntä, suolaa muodostamatonta typpioksidia (II) ilman hapella:

2NO + O 2 \u003d 2NO 2.

Typpihappo HNO 3 . Se on väritön neste, joka "höyryä" ilmassa. Valossa säilytettynä tiivistetty typpihappo muuttuu keltaiseksi, koska se hajoaa osittain muodostaen ruskeaa NO 2 -kaasua:

4HNO 3 \u003d 2H 2 O + 4NO 2 + O 2.

Typpihapolla on kaikki vahvojen happojen tyypilliset ominaisuudet: se on vuorovaikutuksessa metallien oksidien ja hydroksidien kanssa, suolojen kanssa (tee sopivat reaktioyhtälöt).

Laboratoriokoe nro 32
Laimennetun typpihapon ominaisuudet

Tee kokeita, jotka osoittavat, että typpihapolla on happojen tyypillisiä ominaisuuksia. Laita koeputkeen vähän mustaa jauhetta tai yksi kupari(II)oksidirae, kaada siihen 1-2 ml typpihappoliuosta. Kiinnitä koeputki pidikkeeseen ja lämmitä se alkoholilampun liekillä. Mitä sinä katsot? Kirjoita muistiin molekyyli- ja ioniyhtälöt. Kaada 1-2 ml alkaliliuosta koeputkeen, lisää 2-3 tippaa fenoliftaleiiniliuosta. Mitä sinä katsot? Lisää typpihappoliuosta koeputken sisältöön, kunnes väri häviää. Mikä on tämän reaktion nimi? Kirjoita muistiin sen molekyyli- ja ioniyhtälöt. Kaada 1 ml kuparisulfaattiliuosta koeputkeen, lisää 1-2 ml alkaliliuosta. Mitä sinä katsot? Lisää typpihappoliuosta koeputken sisältöön, kunnes sakka häviää. Kirjoita suoritettujen reaktioiden molekyyli- ja ioniyhtälöt.

Metallien kanssa typpihappo käyttäytyy erityisellä tavalla - mikään metalleista ei syrjäytä vetyä typpihaposta sen pitoisuudesta riippumatta (rikkihapolle tämä käyttäytyminen on tyypillistä vain sen tiivistetyssä tilassa). Tämä johtuu siitä, että HNO 3 on voimakas hapetin, jossa typen maksimi hapetusaste on +5. Hän on se, joka palautuu vuorovaikutuksessa metallien kanssa.

Pelkistystuote riippuu metallin sijainnista jännityssarjassa, hapon pitoisuudesta ja reaktio-olosuhteista. Esimerkiksi kun väkevä typpihappo on vuorovaikutuksessa kuparin kanssa, se pelkistyy typpioksidiksi (IV):

Laboratoriokoe nro 33
Väkevän typpihapon vuorovaikutus kuparin kanssa

Kaada varovasti 1 ml väkevää typpihappoa koeputkeen. Kaavi lasiputken kärjellä vähän kuparijauhetta ja kaada se hapon kanssa koeputkeen. (Jos kaapissa ei ole kuparijauhetta, voit käyttää pientä palaa erittäin ohutta kuparilankaa, joka on ensin rullattava palloksi.) Mitä tarkkailet? Miksi reaktio etenee ilman kuumennusta? Miksi tämä kokeen versio ei vaadi liesituulettimen käyttöä? Jos kuparin kosketusalue typpihapon kanssa on pienempi kuin kokeen ehdotettu versio, mitä ehtoja on noudatettava? Aseta koeputket sisältöineen välittömästi kokeen jälkeen vetokuppiin. Kirjoita reaktioyhtälö muistiin ja harkitse redox-prosesseja.

Rauta ja alumiini peitetään tiivistetyn HNO 2:n vaikutuksesta vahvalla oksidikalvolla, joka suojaa metallia lisähapettumiselta, eli happo passivoi metallit. Siksi typpihappoa, kuten rikkihappoa, voidaan kuljettaa teräs- ja alumiinisäiliöissä.

Typpihappo hapettaa monia orgaanisia aineita, värjää väriaineita. Tällöin vapautuu yleensä paljon lämpöä ja aine syttyy. Joten jos typpihappoon lisätään pisara tärpättiä, tapahtuu kirkas välähdys ja typpihapon kytevä sirpale syttyy (kuva 135).

Riisi. 135.
Sirpaleen polttaminen typpihapossa

Typpihappoa käytetään laajalti kemianteollisuudessa typpilannoitteiden, muovien, tekokuitujen, orgaanisten väriaineiden ja lakkojen, lääkkeiden ja räjähteiden valmistukseen (kuva 136).

Riisi. 136.
Typpihappoa käytetään tuottamaan:
1 - lannoitteet; 2 - muovit; 3 - lääkkeet; 4 - lakat; 5 - tekokuidut; 6 - räjähteet

Typpihapon suoloja - nitraatteja saadaan hapon vaikutuksesta metalleihin, niiden oksideihin ja hydroksideihin. Natrium-, kalium-, kalsium- ja ammoniumnitraatteja kutsutaan suolapetereiksi: NaNO 3 - natriumnitraatti, KNO 3 - kaliumnitraatti, Ca (NO 3) 2 - kalsiumnitraatti, NH 4 NO 3 - ammoniumnitraatti. Salaattia käytetään typpilannoitteena.

Kaliumnitraattia käytetään myös mustan jauheen valmistukseen, ja ammoniumnitraattia, kuten jo tiedät, käytetään ammonaaliräjähteen valmistukseen. Hopeanitraattia eli lapista AgNO 3:a käytetään lääketieteessä kauterisoivana aineena.

Melkein kaikki nitraatit liukenevat hyvin veteen. Kuumennettaessa ne hajoavat hapen vapautuessa, esimerkiksi:

Uusia sanoja ja käsitteitä

1. Ei-suolaa muodostavat ja happamat typen oksidit.
2. Typpioksidi (IV).
3. Typpihapon ominaisuudet elektrolyyttinä ja hapettimena.
4. Väkevän ja laimean typpihapon vuorovaikutus kuparin kanssa.
5. Typpihapon käyttö.
6. Nitraatit, salpieterit.

Tehtävät itsenäiseen työhön

1. Miksi typpihappo ei muodosta happosuoloja?
2. Kirjoita molekyyli- ja ioniyhtälöt typpihapon reaktiolle kupari(II)hydroksidin, rauta(III)oksidin ja natriumkarbonaatin kanssa.
3. Useimmat typpihapon suolat ovat vesiliukoisia, mutta tarjoavat yhtälön HNO 3:n reaktiolle suolan kanssa, minkä seurauksena muodostuu sakka. Kirjoita tämän reaktion ioniyhtälö.
4. Tarkastellaan laimean ja väkevän typpihapon ja kuparin reaktioyhtälöitä redox-prosessien kannalta.
5. Ehdota kaksi muunnosketjua, jotka johtavat typpihapon tuotantoon, alkaen typestä ja ammoniakista. Kuvaa redox-reaktiot elektronitasapainomenetelmällä.
6. Kuinka monta kiloa 68-prosenttista typpihappoa saadaan 276 kg:sta (n.a.) typpioksidia (IV)?
7. Kalsinoitaessa 340 g natriumnitraattia saatiin 33,6 litraa (n.a.) happea. Laske epäpuhtauksien massaosuus salpetissa.

Jotta suolan kaava voidaan kuvata graafisesti, sinun tulee:

1. Kirjoita oikein tämän yhdisteen empiirinen kaava.

2. Ottaen huomioon, että mikä tahansa suola voidaan esittää vastaavan hapon ja emäksen neutralointituotteena, tämän suolan muodostavan hapon ja emäksen kaavat tulee esittää erikseen.

Esimerkiksi:

Ca (HSO 4) 2 - kalsiumhydrosulfaattia voidaan saada neutraloimalla rikkihappo H 2 SO 4 epätäydellisesti kalsiumhydroksidilla Ca (OH) 2.

3. Määritä kuinka monta happo- ja emäsmolekyyliä tarvitaan tämän suolan molekyylin saamiseksi.

Esimerkiksi:

Ca(HSO 4) 2 -molekyylin saamiseksi tarvitaan yksi emäsmolekyyli (yksi kalsiumatomi) ja kaksi happomolekyyliä (kaksi HSO 4 - 1 -happotähdettä).

Ca (OH) 2 + 2H 2SO 4 \u003d Ca (HSO 4) 2 + 2H 2 O.

Seuraavaksi sinun tulee rakentaa graafisia kuvia vakiintuneen määrän emäs- ja happomolekyylien kaavoista ja poistamalla henkisesti neutralointireaktioon osallistuvat ja vettä muodostavat emäshydroksyylianionit ja happamat vetykationit, saat graafisen kuvan suolakaavasta:

O – H H – O O O O

Ca + → Ca + 2 H - O - H

O – H H – O O O O

H-O O H-O O

Suolojen fysikaaliset ominaisuudet

Suolat ovat kiteisiä kiinteitä aineita. Vesiliukoisuuden mukaan ne voidaan jakaa:

1) erittäin liukeneva,

2) vähän liukeneva,

3) käytännössä liukenematon.

Useimmat typpi- ja etikkahapon suolat sekä kalium-, natrium- ja ammoniumsuolat ovat vesiliukoisia.

Suoloilla on laaja valikoima sulamis- ja lämpöhajoamislämpötiloja.

Suolojen kemialliset ominaisuudet

Suolojen kemialliset ominaisuudet kuvaavat niiden suhdetta metalleihin, emäksiin, happoihin ja suoloihin.

1. Liuoksissa olevat suolat ovat vuorovaikutuksessa aktiivisempien metallien kanssa.

Aktiivisempi metalli korvaa vähemmän aktiivisen metallin suolassa (katso liitetaulukko 9).

Esimerkiksi:

Pb (NO 3) 2 + Zn \u003d Pb + Zn (NO 3) 2,

Hg (NO 3) 2 + Cu \u003d Hg + Cu (NO 3) 2.

2. Suolaliuokset ovat vuorovaikutuksessa alkalien kanssa, tämä tuottaa uuden emäksen ja uuden suolan.

Esimerkiksi:

CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2  + 2K 2 SO 4,

FeCl 3 + 3NaOH \u003d Fe (OH) 3  + 3NaCl.

3. Suolat reagoivat vahvempien tai vähemmän haihtuvien happojen liuosten kanssa, tämä tuottaa uuden suolan ja uuden hapon.

Esimerkiksi:

a) reaktion seurauksena muodostuu heikompi happo tai haihtuvampi happo:

Na 2 S + 2HC1 \u003d 2NaCl + H 2 S

b) vahvojen happojen suolojen reaktiot heikompien happojen kanssa ovat myös mahdollisia, jos reaktion seurauksena muodostuu niukkaliukoinen suola:

CuSO 4 + H 2 S \u003d CuS + H 2 SO 4.

4. Liuoksissa olevat suolat tulevat vaihtoreaktioihin muiden suolojen kanssa tuloksena kaksi uutta suolaa.

Esimerkiksi:

NaС1 + AgNO 3 \u003d AgCl + NaNO 3,

CaCI 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3  + 2NaCl,

CuSO 4 + Na 2 S \u003d CuS + Na 2 SO 4.

On syytä muistaa, että vaihtoreaktiot etenevät lähes loppuun asti, jos jokin reaktiotuotteista vapautuu reaktiopallosta sakan, kaasun muodossa tai jos reaktion aikana muodostuu vettä tai muuta heikkoa elektrolyyttiä.