Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Сульфати , добування , властивості

Поиск

Більшість сульфатів легко розчиняється у воді. Малорозчинними є лише сульфати свинцю і кальцію(PbSO4, CaSO4). Практично нерозчинними є сульфати барію та стронцію (BaSO4, SrSO4). Прявлають властивості притаманні всім солям, вступають у реакцію обміну..

1. Якісна реакція на сульфати, це взаємодія з солями барію – хлоридом, або нітратом BaCl2 + К2SO4 = BaSO4 ↓+ 2КCl;

Ba(NO3)2 + Na2SO4 = 2NaNO3 + BaSO4 ↓

2. Сульфати можуть взаємодіяти з сульфатною кислотою з утворенням кислих солей K2SO4 + H2SO4 = 2 KHSO4;

Багато сульфатів кристалізуються з розчинів у вигляді кристалі в. які називаються купоросами.

Застосування сульфатів

CuSO4 * 5 H2O - Мідний купорос, використовується в с/г для боротьби з шкідниками;

FeSO4 * 7 H2O - Залізний купорос, використовується в с/г для боротьби з шкідниками та як антисептичний засіб

CaSO4 * 2H2O - Гіпс, у будівництві, у медицині

Na2SO4 * 10 H2O - Глауберова сіль, у медицині, як проносний засіб

Na2SO4 - Виробництво скла

K2SO4 - Мінеральне добриво

BaSO4 - Виробництво паперу, гуми, у медицині

Задачі для самостійної роботи студентів

IV. Розв’яжіть задачу

Визначте масу осаду, що утвориться при взаємодії 35 грам натрій сульфіду з плюмбум нітратом.

Визначте об’єм газу, що виділиться при взаємодії 49 грам розведеної сульфатної кислоти з алюмінієм

 

Тема 2. Неметалічні елементи та їх сполуки

Заняття 4. Нітроген і фосфор та їх сполуки.Мінеральні добрива

Навчальні питання:

1. Будова молекули аміаку.

2. Фізичні та хімічні властивості аміаку. Добування та застосування аміаку.

3.Солі амонію. Хімічні та фізичні властивості, якісна реакція на солі

амонію, хімічні властивості солей амонію.

4.Оксиди Нітрогену і Фосфору, фізичні та хімічні властивості., добування

та застосування.

5.Нітратна кислота, будова, властивості, взаємодія з металами,

застосування, добування

6. Ортофосфатна кислота, властивості, застосування. Якісна реакція на

ортофосфат-іон

7. Нітрати і фосфати, нітратні і фосфатні добрива..Раціональне

використання добрив та проблема охорони довкілля при використанні

мінеральних добрив.

8. Проблема вмісту нітратів у харчових продуктах.

 

Навчально –матеріальне забезпечення:

1.Періодична система,

2. Зразки мінеральних добрив.

3. Набір хім.. реактивів,

4. Схема виробництва аміаку.

Навчальна література:

Л-1 с 55-63 с 64-80

Л-4 с 23, 24, 29-31

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

У V групі головній підгрупі містяться такі елементи неметали:N, P, As, Sb і метал Bi. Із зростанням порядкового номера елемента неметалічні властивості зменшуються тому, що збільшується радіус атома.

Пригадайте із попереднього матеріалу в якому вигляді міститься нітроген і фосфор у Землі (нітроген у вигляді простої речовини - азоту N2– газ, що міститься в атмосфері (78%) міститься у невеликій кількості в грунті у вигляді селітри, а також входить до складу білкових молекул всіх живих організмів, немає алотропних видозмін. Фосфор – у чистому вигляді в земній корі не існує у літосфері знаходиться у вигляді мінералів – апатиту та фосфориту., як елемент також входить до складу всіх живих організмів, в чистому вигляді фосфор має три алотропні модифікації – білий, червоний, чорний фосфор.)

Хімічні властивості азоту

1) взаємодіє з металами 6Li + N2 = 2 Li3N; літій нітрид; 2Al + N2 = 2AlN алюміній нітрид

2) взаємодіє з воднем при високій температурі, тиску та наявності каталізатора – заліза. N2 + 3 H2 = 2 NH3 аміак;

3) взаємодіє з киснем при дуже високих температурах + 3000 0С(при блискавці) N2 + O2 = 2NO

Добування: 1) з повітря;

2) в лабораторіях NH4Cl + NaNO2 = N2 + NaCl + H2O$

Застосування: 1. Охолоджувач. 2.для добування аміаку. 3. Для наповнення електроламп.

Хімічні властивості фосфору

1) білий фосфор самозаймається, червоний горить при підпалюванні. 4P + 5 O2 = 2P2O5; 4 P+ 3 O2 = 2P2O3

2) Взаємодіє з металами при нагріванні 3Ca + 2 P = Ca3P2 кальцій фосфід

3) Взаємодіє з воднем утворюючи фосфін PH3– безбарвний газ, дуже отруйний, малорозчинний у воді, легко окислюється в повітрі самозаймається тому спричинює утворення блукаючих вогнів на кладовищах та болоті. 3H2 + 2P = 2PH3

Застосування фосфору: білий фосфор використовується для добування фосфатних кислот, як бойова запальна речовина, для виробництва димових завіс, раніше використовувався для виготовлення фігурок, що світяться вночі

Червоний фосфор використовується для виготовлення сірників, в металургії, виготовлення фосфорорганічних препаратів.

Аміак. NH3 Будова молекули аміаку.

H    
H
N
H
H молекула аміаку має форму піраміди, хімічний зв’язок

N – H полярний: позитивний заряд зосереджується на атомі

Гідрогену, негативний на атомі Нітрогену. Внаслідок цього між

різними молекулами аміаку виникають водневі зв’язки. Існуванням водневих зв’язків між молекулами пояснюються порівняно високі температури кипіння і плавлення аміаку, те що аміак може легко скраплюватись і добре розчиняється у воді. Піраміда завдяки направленості в просторі неподільної електронної пари Нітрогену має електродонорні властивості і здатна утворювати зв'язок з іоном Гідрогену за донорно – акцепторним механізмом.

Фізичні властивості:

Газ, без кольру, з різким специфічним запахом, добре розчинний у воді Т кип = - 33,4 0С, дуже подразнює слизову оболонку носа, дихальних шляхів, очей

Хімічні властивості

1) аміак розчиняється у воді утворюючи гідроксид амонію; реакція відбувається за донорно-акцепторним механізмом; чисту NH4OH виділити неможна він існує тільки в розчині. NH3 + H2O = NH4OH

2) аміак реагує з кислотами утворюючи солі амонію також за донорно-акцепторним механізмом NH3 + HCl = NH4Cl, амоній хлорид; NH3 + HNO3 = NH4NO3, амоній нітрат;

3) горить на повітрі утворюючи азот,4NH3 + 3 O2 = 2N2 + 6 H2O; а в присутності каталізатора утворюється нітроген(ІІ) оксид NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2O

4) відновлює метали з їх оксидів.3 CuO + 2NH3 = N2 + 3Cu + 3H2O

Застосування аміаку:

1) Виробництво азотних добрив і нітратної кислоти

2) Виробництво соди, вибухових речовин, холодоагент

3) В медицині (нашатирний спирт), в побуті (рідини для миття скла, для виведення плям, для прання, чистки килимів, ювелірних виробів),

4) У хімічних лабораторіях

Промисловий синтез аміаку.

Суміш N2 і H2 у співвідношенні 1: 3 ретельно очищається від домішок і під тиском 30 МПа подається до колони синтезу. У колоні суміш проходить через шар каталізатора(губчасте залізо з домішками оксидів алюмінію і калію0 при температурі 450 – 500 С, при цих умоваx відбувається утворення аміаку. Оскільки ця реакція є оборотною, то з колони синтезу виходить суміш, що містить H2 , N2, NH3 , що направляється у теплообмінник, де відбувається скраплення аміаку, та відділення його від азоту та водню, що не прореагували, Після цього суміш, що лишилась знову йде до колони синтезу(принцип циркуляції). N2 + 3H2 = 2 NH3 + 46,2кДж

Добування аміаку в лабораторії

Змішати порошки NH4Cl Ca(OH)2, пробірку закрити корком з газовивідною трубкою, пробірку нагріти. NH4Cl + Ca(OH)2= NH3 ↑+ CaCl2 + H2O

1) Піднести до газовивідної трубки змочений у воді фенолфталеїнів папірець і побачимо що папірець набув малинового кольору. Аміак, що виділяється прореагує з водою, утвориться амоній гідроксид – луг, який і змінить колір індикатора. NH3 + H2O = NH4OH

2) Піднести до газовивідної трубки скляну паличку змочену в розчині хлоридної кислоти. Побачимо, що з поверхні палички буде виділятись дим – це амоній хлорид. NH3 + HCl = NH4Cl

Солі амонію

NH4 + - Одновалентний катіон, має властивості схожі на властивості іонів Na+ та K+

Фізичні властивості

кристалічні речовини, добре розчинні у воді, сильні електроліти.

Хімічні властивості

1) Дисоціюють на іони NH4Cl↔NH4 ++ Cl-

2) Розкладаються при нагріванні: а) для летких кислот (NH4)2CO3 ↔2NH3 + CO2 + H2O б) для нелетких кислот(NH4)2SO4↔ NH3 + NH4HSO4 в) якщо аніон – окисник NH4NO3→ N2O + H2O

3) Якісна реакція на іон амонію – дія лугів (виділяється аміак)

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O

 

Оксиди нітрогену

N2O NON2O3 NO2 N2O5

Несолетворні кислотні

N2O – сміхотливий газ, закис азоту. Безбарвний газ, без запаху. Використовується як анестезуючий засіб

При нагріванні розкладається 2N2O = 2 N2 + O2

NO - Нітроген (ІІ) оксид,нітроген моно оксид; безбарвний газ, погано зріджується; використовується для виробництва нітратної кислоти.

Легко окислюється 2NO + O2 = 2NO2

Добування: а)в природі грозові розряди, блискавки при замиканні дротів.

N2 +O2 =2NO;

б) при горінні аміаку з каталізатором NH3 + O2 = 4 NO + H2O;

в) при дії на метали нітратною кислотою 3 Cu + 8 HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2NO + 4 H2O

N2O3 нітроген(ІІІ) оксид, нітритний ангідрид; має властивості кислотного оксиду: а) взаємодіє з водою N2O3 + H2O = 2 HNO2; б) з лугами N2O3 + 2 NaOH = 2 NaNO2 + H2O; в) з основними оксидами N2O3 + CaO = Ca(NO2)2

NO2 – нітроген(ІV) оксид, діоксид нітрогену; газ бурого кольору з різких характерним запахом, добре розчинний у воді, найстійкіший з усіх оксидів нітрогену.; застосовується для виробництва нітратної кислоти, очищення нафтопродуктів, каталізатор в ракетному паливі.

Хімічні властивості

1) Димеризується 2NO2 = N2O4

2) Диспропорціонує у воді 2 NO2 + H2O = HNO2 + HNO3

3) При надлишку кисню розчиняється утворюючи лише одну кислоту4NO2 + 2H2O + O2= 4 HNO3

4) Реагує з лугами NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3

5) З основними оксидами K2O + 2NO2 = KNO2 + KNO3

6) Розкладається при нагріванні 2NO2 = N2 + 2O2

N2O5 – нітроген(V) оксид, нітратний ангідрид, безбарвна тверда речовина. Має властивості кислотного оксиду, взаємодіє з водою, основним оксидом, з лугом. Практичного використання немає.

Фосфор (V) оксид- Р2О5

Білі гідроскопічні кристали, утворюються при горінні фосфору 4Р + 5О2 = 2Р2О5 , кислотний оксид. 3Н2О + Р2О5 = 2Н3РО4 ортофосфатна кислота, якщо води не вистачає, то утворюється метафосфатна кислота

Н2О + Р2О5 = 2НРО3

Нітратна кислота HNO3

Фізичні властивості:безбарвна рідина з характерним запахом Т кип = 86 0С, димить на повітрі, добре розчинна у воді.

Хімічні властивості

1. Сильний електроліт HNO3↔ H+ + NO3-

2. Взаємодіє з основними оксидами 2HNO3 + Na2O = 2NaNO3 + H2O

3. Взаємодіє з основами HNO3 + KOH = KNO3 + H2O

4. Взаємодіє з солями 2HNO3+ Na2CO3 =2NaNO3 + CO2 + H2O

5. З металами А) концентрована не діє на Fe, Al, Cr, Pt, Au, Ir, Ta

1) З малоактивними утворює сіль, воду і NO2

Сu + HNO3 k = Cu(NO3)2 + NO2 + H2O

2) З середньоактивними утворює сіль, воду і NO

Zn + HNO3 k = Zn(NO3)2 + H2O + NO

3) З активними утворює сіль, воду і N2O

K + HNO3k = KNO3 + H2O + N2O

Б) розведена кислота не взаємодіє з Au, Pt

1) З малоактивними утворює сіль, воду і NO

Ag + HNO3 p = AgNO3 + H2O + NO

2) З середньоактивними утворює сіль, воду і N2O або N2

Fe + HNO3 p = Fe(NO3)3 + H2O + N2

3) З активними утворює сіль, воду і NН3

Ba + HNO3 p = Ba(NO3)2 + H2O + NH3

Нітрати. При нагріванні розкладаються з виділенням кисню

Активні метали до магнію: 2KNO3=2KNO2 + O2

Середньо активні від Mg до Cu включно Zn(NO3)2 = ZnO+ NO2 + O2

Малоактивні метали після міді Hg(NO3)2 = Hg+ NO2 + O2

Завдання для самопідготовки студентів: попередні 6 рівнянь реакцій потрібно урівняти за допомогою електронного балансу.

Допишіть та урівняйте за допомогою електронного балансу.

1)Mg + HNO3 k = 3) Hg + HNO3 k =

2) Cr + HNO3 p = 4) Li + HNO3 p =

Якісна реакція на нітрат іон: взаємодія з мідною дротиною в присутності сульфатної кислоти, побачимо виділення бурого газу.

2 NaNO3 + H2SO4 + Cu= 2 NO2↑ + CuSO4 + Na2SO4 + 2 H2O

Добування нітратної кислоти:

1) В лабораторії дією на сухі селітри концентрованою сульфатною кислотою NaNO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2HNO3

2) В промисловості аміачним способом а) окиснення аміаку на платиновому каталізаторі 4 NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2O

б) окиснення до киснем повітря 2 NO + O2 = 2NO2

в) поглинання водою в надлишку кисню 2H2O + 2 NO2 + O2 = 4 HNO3

Використання: виробництво барвників, ліків, вибухових речовин, пластмас, нітратних добрив, окисник ракетного палива.

H3PO4 - Ортофосфатна кислота.

Фізичні властивості: безбарвна, прозора, кристалічна речовина, гігроскопічна, добре розчиняється у воді.

Добування: Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 = 2 H3PO4 + 3 CaSO4

Хімічні властивості:

Електроліт середньої сили. Дисоціює ступінчасто.

H3PO4↔H ++ H2PO4- ди гідроген фосфат йон

H2PO4- ↔ H ++ HPO42- гідроген фосфат йон

HPO42- ↔ H+ + PO43- фосфат йон

Взаємодіє з металами H3PO4 + Mg = Mg3(PO4)2 + H2

Взаємодіє з основними оксидами H3PO4 + Na2O = Na3PO4 + H2O

Взаємодіє з основами H3PO4 + Cu(OH)2 = Cu3(PO4)2 + H2O

Якісна реакція на ортофосфат іон – взаємодія з AgNO3 випадає жовтий oсад

3AgNO3 + Na3PO4 = Ag3PO4↓ +3NaNO3

Азотні і фосфатні добрива

Нітроген входить до складу амінокислот з яких побудовані білки. Тому він необхідний для життєдіяльності рослин і тварин. Якщо ж нітрогену не вистачає то відбувається відхилення від норми в розвитку рослин. Проте рослини не можуть засвоювати нітроген безпосередньо з повітря, оскільки в повітрі нітроген перебуває у вигляді міцних молекул азоту. Тому рослини використовують для живлення нітроген який входить до складу розчинних неорганічних сполук. Для підвищення врожайності в грунт вносять речовини, що містять нітроген, фосфор і інші елементи - добрива. Вони поділяються на три групи:

1. Мінеральні добрива: селітри, фосфати, амофоси, солі амонію, синтетична сечовина та інш.

2. Органічні добрива: гній, компост, та ін..

3. Зелені добрива: рослини родини бобових, люпин, люцерна і тд.

Із внесених добрив засвоюється приблизно 60 – 70% елементів.

Всі нітрати називаються селітрами, всі добре розчиняються у воді

Калієва селітра – KNO 3, натрієва селітраNaNO3, аміачна селітра,NH4NO3

Фосфористе борошно - Ca3(PO4)2

Простий суперфосфат – Ca(H2PO4)2*CaSO4

Подвійний суперфосфатCa(H2PO4)2

Преципітат CaHPO4

Амофоси - (NH4)2HPO4 – NH4H2PO4

Сечовина – CO(NH2)2

Самостійна робота студентів: презентації на тему мінеральні добрива

Тема 2. Неметалічні елементи та їх сполуки

Заняття 6. Розв’язання задач на домішки та на вихід продукту від теоретично можливого.

Навчальні питання:

1. Складання електронного балансу реакції.

2. Розв’язання задач на вихід продукту від теоретично можливого

3. Розв’язання задач на домішки

4. Навчальна література:

5. Л-1 с 43-46

Дописати рівняння реакцій за поданими схемами, та урівняти за допомогою електронного балансу. Mg(NO3)2 = K + H3PO4 = Pb + HNO3 p = алгоритм написання електронного балансу: необхідно послідовно виконати наступні дії: а) згідно схеми, що подана в хімічних властивостях даної речовини (теорія) дописати рівняння реакції; Mg(NO3)2 =MgO +NO2 +O2 б) виставити ступені окиснення кожного елемента використовуючи правила для визначення с.о.Mg2+(N5+O-23)2 =Mg+2O-2 +N+4O-22 +O02 Правила для визначення ступенів окиснення:

1.С.О. елементів у всіх простих речовинах завжди рівний 0: H02, N02,

1. С.О. оксигену в сполуках рівний -2 H2O-2, CaO-2 ,Pb(O-2H)4 виключення: F2O+2, H2O2-1,

3. С.О. гідрогену у сполука з не металами +1: H+12O, H+1I, Al(OH+1)3

С.О. гідрогену у сполуках з металами – 1: AlH-1 3, NaH-1.

4. С.О. металів рівна їх валентності в цій сполуці з знаком +:Zn+2SO4, Na+12О, K+1OH.

5. загальна сума С.О. всіх елементів в сполуці рівна 0. Zn+2S+6O-2 4 в) виписати під рівнянням елементи, що змінюють свій с.о.

Mg2+(N5+O-23)2 =Mg+2O-2 +N+4O-22 +O02

N 5+ N4+

2O-2 O02

г) визначити як переходять електрони (електрон має заряд «-»): якщо збільшується позитивний заряд, то електрони віднімаються, якщо збільшується негативний заряд, то електрони додаються

Mg2+(N5+O-23)2 =Mg+2O-2 +N+4O-22 +O02

N 5+ +1e= N4+

 

2O-2 -4e= O02

д) серед цифр, що знайшли в попередній дії, найдіть найменше спільне кратне

Mg2+(N5+O-23)2 =Mg+2O-2 +N+4O-22 +O02

N 5+ +1e= N4+

2O-2 -4e= O02

е) поділіть це найменше спільне кратне на кількість електронів, що переходять. Знайдені числа – це коефіцієнти в праву частину рівняння

Mg2+(N5+O-23)2 =Mg+2O-2 +4N+4O-22 +1 O02

N 5+ +1e= N4+ 4 окисник, відновлення

2O-2 -4e= O02 1 відновник, окиснення

 

є) урівняйте рівняння реакції, не забувайте що спершу урівнюємо метали, потім – неметали, передостаннім – Гідроген, самим останнім – Оксиген

2Mg2+(N5+O-23)2 =2Mg+2O-2 +4N+4O-22 +1 O02

N 5+ +1e= N4+ 4 окисник, відновлення

2O-2 -4e= O02 1 відновник, окиснення

 

2. Розв’язання задач на вихід продукту від теоретично можливого

А) визначте масу солі, що утвориться в результаті змішування 45 грам калій сульфату з барій нітратом, якщо вихід від теоретично можливого становить 75%

Алгоритм розв’язання.

1) напишемо умову задачі:

Дано:

m(K2SO4) = 45г

ω (вих.) = 75%

m(осаду) =?

2) Напишемо і урівняємо рівняння реакції

Дано:

m(K2SO4) = 45г K2SO4 + Ba(NO3)2 = 2KNO3 + BaSO4

ω (вих.) = 75%

m(осаду) =?

3) Позначимо що дано, а що треба знайти над рівнянням

Дано: 45г x г

m(K2SO4) = 45г K2SO4 + Ba(NO3)2 = 2KNO3 + BaSO4

ω (вих.) = 75%

m(осаду) =?

 

4) Позначимо під рівнянням кількості речовин, що взаємодіють

 

Дано: 45г x г

m(K2SO4) = 45г K2SO4 + Ba(NO3)2 = 2KNO3 + BaSO4

ω (вих.) = 75% 1 моль 1 моль

m(осаду) =?

 

5) Переведемо дані числа в ті ж фізичні величини які є над рівнянням

Дано: 45г x г

m(K2SO4) = 45г K2SO4 + Ba(NO3)2 = 2KNO3 + BaSO4

ω (вих.) = 75% 1 моль × 1 моль × 233 г/ моль

m(осаду) =? 174 г/моль =174 г = 233 г

М(K2SO4) = 39 × 2 + 32 + 16× 4 = 174 г/моль

М(BaSO4) = 137 + 32 + 16×4 = 233 г/моль

6) Складаємо пропорцію, знайдемо масу осаду.

45 /174 =x/233

Х = 45×233 = 60,25 г

7) Теоретично маємо отримати 60, 25 грам осаду, але практично ми отримаємо лише 75 % від даної маси, складемо і розв’яжемо пропорцію

60, 25 ---- 100%

Х ----------75%

Х= 60,25 ×75 = 45,2 г

Відповідь: отримаємо осаду 45,2 грам



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-07-16; просмотров: 326; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.217.168 (0.007 с.)