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.

Дано:

m(Ca)= 40

ω (дом) = 20%

V(газу) =?

2) напишемо і урівняємо рівняння реакції

Дано:

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) Дано: 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

5)

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

6) Дано: 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)

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 = - 78^0 С Безбарвний отруйний газ, без запаху, не набагато легший за повітря, погано розчинний у воді.	Т кип = - 191^0 С Безбарвний газ, не має запаху, важчий за повітря, сублімує, утворюючи «сухий лід»	Тверда. безбарвна, тугоплавка речовина Т плав = 1610^0С
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.
1) Кипятіння води Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+H2O+CO2 2) Додавання соди Ca(HCO3)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaHCO3 3) Додавання гашеного вапна. Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O	1) Содовий метод CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4 CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl 2) Фосфатний метод 3) 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.

 

Тема 2 Неметалічні елементи та їх сполуки.

Заняття 10 Розв’язання задач на надлишок.

Вид заняття практичне заняття 3

Навчальні питання:

1. Окисно-відновні реакції.

2. Задачі на надлишок.

Навчально-матеріальне забезпечення:

1. Таблиця молекулярні маси неорганічних сполук.

2. Таблиця розчинність основ, кислот, солей у воді.

3. Періодична система елементів Менделєєва.

Навчальна література.

Л-1 с 29 – 34

1. Яку масу сірчистого газу можна отримати з 10 грам сірки і 5,6 літрів кисню.

1. Запиши умову та рівняння реакції.

Дано

m(S)= 10 г S + O₂ = SO₂

V(O₂) =5,6л

m(SO₂) =?

2. Над рівнянням реакції зазначимо які речовини дано і що необхідно знайти

Дано 10 г 5,6л х г

m(S)= 10 г S + O₂ = SO₂

V(O₂) =5,6л

m(SO₂) =?

3. Під рівнянням зазначимо кількості речовин (за коефіцієнтами) та переведемо ці кількості у відповідно масу чи об’єм.

Дано 10 г 5,6л х г

m(S)= 10 г S + O₂ = SO₂

V(O₂) =5,6л 1 моль × 1 моль × 1моль × 64г/моль = 64г

m(SO₂) =? 32г/моль 22,4л/моль

=32 г = 22,4л

4. Оскільки нам дано дві речовини ло реакції, то необхідно визначити яка речовина є в надлишку, для цього одну із речовин (за вишим бажанням) приймаємо за «у»

 

 

Дано (10 г)у 5,6л х г

m(S)= 10 г S + O₂ = SO₂

V(O₂) =5,6л 1 моль × 1 моль × 1моль × 64г/моль = 64г

m(SO₂) =? 32г/моль 22,4л/моль

=32 г = 22,4л

5. Знайдемо у та порівняємо з тим що нам дано.

Дано (10 г)у 5,6л х г

m(S)= 10 г S + O₂ = SO₂

V(O₂) =5,6л 1 моль × 1 моль × 1моль × 64г/моль = 64г

m(SO₂) =? 32г/моль 22,4л/моль

=32 г = 22,4л

у/ 32=5,6/ 22,4

у= 32 ×5,6/22,4 =8. (г)

Отже, для реакції необхідно сірки 8 грам, а нам дано 10 грам. Отже,сірка в надлишку, а кисень прореагує повністю. Для знаходження маси сірчистого газу нам потрібно взяти ту речовину, що реагує повністю. Тому друга пропорція буде мати такий вигляд

5,6 / 22,4 = х/64

Х= 64 ×5,6 /22,4 = 16 (г). відповідь: 16 грам.

Самостійна робота студентів.

2. який об’єм газу утвориться при дії на 25 грам крейди 45 грамами хлоридної кислоти.

3. яка маса осаду утвориться при взаємодії 30 грам арґентум нітрату та 25 грам натрій ортофосфату.

4. Які маси солі утворяться при взаємодії 1 моль натрій гідроксиду і 1,5 моль ортофосфатної кислоти.

5. Допишіть та урівняйте за допомогою електронного балансу.

Mg + HNO_{3 k}= KNO₃ + t =

Hg + HNO_3p = Co + H₂SO_{4 p} =