Хімія. 8 клас. Лашевська

§ 33. Загальні способи добування оксидів, кислот, основ, солей

Природа так про все подбала, що всюди ти знаходиш чого вчитися.

Леонардо да Вінчі

Після опрацювання параграфа ви зможете:

  • назвати загальні способи добування оксидів, кислот, основ, солей, схарактеризувати їх та складати відповідні рівняння реакцій;
  • встановлювати генетичний зв’язок між простими і складними речовинами, класами неорганічних сполук.

Під час вивчення теми «Основні класи неорганічних сполук» ви накопичили чималий обсяг знань про їхні хімічні властивості та генетичні зв’язки між ними. Тож час систематизувати здобуті відомості й узагальнити їх.

Добування оксидів здійснюють у різні способи. Ви вже знаєте з курсу хімії 7 класу, що оксиди є продуктами взаємодії простих і складних речовин з киснем (рис. 33.1). Винятки - золото, платина, інертні гази тощо. Ці речовини з киснем не реагують.

Рис. 33.1.1 - горіння магнію Mg + О2 → MgO; 2 - горіння фосфору Р + О2 → Р2О5; 3 - горіння сірки S + О2 → SO2; 4 - горіння метану СН4 + О2 → СО2 + Н2О.

Завдання. Перетворіть ці і наведені далі схеми реакцій на хімічні рівняння

Оксиди утворюються й унаслідок розкладання деяких оксигеновмісних речовин за нагрівання. Наприклад, випалюванням вапняку (кальцій карбонату) добувають негашене вапно (кальцій оксид) і вуглекислий газ (карбон(ІV) оксид):

Поміж продуктів реакцій розкладу нерозчинних основ, деяких солей та оксигеновмісних кислот є оксиди:

Рис. 33.2. Хімічний вулкан. Хром(ІІІ) оксид (1) - один з продуктів розкладання амоній дихромату (2)

Унаслідок нагрівання солей з кислотними та амфотерними оксидами також можуть утворюватися оксиди. Можливість перебігу реакції в цьому випадку залежить від відносної леткості оксидів - менш леткий оксид витісняє більш леткий оксид із солі:

Рис. 33.3. Під час виробництва скла відбувається низка хімічних реакцій. Одна з них - взаємодія натрій карбонату (соди) із силіцій(ІV) оксидом (кварцовим піском)

Поміж продуктів взаємодії солей слабких нестійких кислот із сильними кислотами є оксиди:

Рис. 33.4. Унаслідок дії хлоридної кислоти на натрій карбонат виділяється карбон(ІV) оксид

Дією водовідбирних речовин на кислоти або солі можна добути оксиди:

HNO3 + Р2О5 → (НРО3)4 + N2O5;

KMnO4 + H2SO4(конц.) → K2SO4 + Мn2О7 + Н2О;

КСlО4 + H2SO4(конц.) → K2SO4 + Сl2О7 + Н2О.

Добування кислот. Вам уже відомо, що взаємодією кислотних оксидів з водою добувають оксигеновмісні кислоти:

SO2 + Н2О → H2SO3;

Р2О5 + Н2О → Н3РО4.

Безоксигенові кислоти утворюються під час розчинення у воді продуктів реакції водню з деякими неметалами. Саме так у промисловості виробляють хлоридну кислоту:

Н2 + Сl2 → НСl.

Продукт реакції водню із сіркою - гідроген сульфід (сірководень) - складник не лише лікувальних мінеральних, а й стічних вод. Однак у довкіллі він утворюється в інший спосіб, ніж той, що описує рівняння реакції:

Н2 + S → H2S.

Ви вже знаєте, за яких умов (назвіть їх) можливі реакції обміну між сіллю й кислотою. Тому в лабораторії сірководень добувають дією розбавлених сильних кислот на сульфіди - солі слабкої сульфідної кислоти:

FeS + НСl → FeCl2 + H2S↑.

Цікаво і пізнавально

Уперше сірководень описав Карл Вільгельм Шеєле під назвою задушливого сірчаного газу. Шеєле отримав сірководень прямим синтезом і дією кислот на сульфіди Феруму(ІІ) і Мангану(ІІ).

Інші приклади добування кислот реакцією обміну описують схеми реакцій:

Добування основ. Луги добувають взаємодією оксидів активних металічних елементів з водою:

ВаО + Н2О → Ва(ОН)2.

Продуктами взаємодії відповідних металів (пригадайте, де вони розміщені в періодичній системі та ряді активності) з водою (рис. 33.5) також є луги:

K + H2O → KOH + H2

Са + Н2О → Са(ОН)2 + Н2

Рис. 33.5. Реакція калію з водою відбувається дуже активно

Спосіб добування нерозчинних основ реакціями обміну між лугом і сіллю в розчині вам також відомий:

MgSO4 + КОН → Mg(OH)2↓ + K2SO4

Са(ОН)2 + Na2CO3 → NaOH + СаСО3

Добування середніх солей ґрунтується переважно на взаємодії речовин із протилежними властивостями:

1) металу з неметалом:

Na + Сl2 → NaCl (рис. 33.6)

Zn + S → ZnS (рис. 33.7)

Рис. 33.6. 1. Реагенти - хлор і натрій, продукт реакції - натрій хлорид. 2. Реакція натрію з хлором

Рис. 33.7. Продукт взаємодії цинку із сіркою - цинк сульфід

2) металу з кислотою в розчині (пригадайте, як за положенням металу в ряді активності спрогнозувати можливість перебігу цих реакцій):

Zn + НСl → ZnCl2 + Н2

3) металу з розчином солі менш активного металу (пригадайте, як за положенням металу в ряді активності спрогнозувати можливість перебігу цих реакцій):

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

4) основного оксиду з кислотним оксидом:

MgO + СО2 → MgCO3

5) основного або амфотерного оксиду з кислотою:

6) лугу з кислотним або амфотерним оксидом:

7) основи з кислотою:

Са(ОН)2 + НСl → СаСl2 + Н2О

8) солі з кислотою:

MgCO3 + НСl → MgCl2 + Н2О + СО2

ВаСl2 + H2SO4 → BaSO4 + НСl

9) лугу із сіллю в розчині:

Ва(ОН)2 + Na2SO4 → NaOH + BaSO4

10) двох солей у розчині:

СаСl2 + К3РО4 → Са3(РО4)2↓ + КСl

Pb(NO3)2+ KI → KNO3 + PbI2

11) кислотного оксиду із сіллю:

ПРО ГОЛОВНЕ

• Загальні способи добування оксидів, кислот, основ, солей ґрунтуються на генетичних зв’язках між представниками різних класів неорганічних сполук. Окрім загальних існують і специфічні способи добування окремих представників класів неорганічних сполук.

Перевірте себе

Відтворіть за наведеними фрагментами схем реакцій хімічні рівняння:

Назвіть реагенти та продукти хімічних реакцій. Класифікуйте хімічні реакції.

Застосуйте свої знання й уміння

1. Проаналізуйте зміст уривка літературного твору. Визначте, про які речовини та хімічні реакції йдеться в ньому. Складіть хімічні рівняння: а) процесів, описаних в уривку; б) реакцій за участю речовин, згадуваних у ньому. Класифікуйте хімічні реакції, реагенти й продукти. «Шипить та куриться вапно, що його гасять у великих дощаних скринях». Іван Франко.

2*. Існували досить ефективні способи осушення дачного житла. Наприклад, на підлозі розкладали в плоскі тарілки невеликі шматки негашеного вапна. Убираючи вологу, вапно гаситься й розпадається на порошок. Якщо дача стояла в сирому місці, у низині, доводилося не тільки рятувати кімнати від вогкості, але й створювати гідроізолювальний шар навколо фундаменту. Довкруж будинку викопували рів завширшки 50-70 см, але досить глибокий, що сягав самої підошви фундаменту. Рів пошарово наповнювали негашеним вапном і рослинною золою, яка містила поташ - калій карбонат. Суть процесу полягала в тому, що негашене вапно, поглинувши вологу з ґрунту, підсушувало фундамент і стіни. Змішуючись із золою, перетворювалося на дуже щільний шар - різновид цементу, непроникний для ґрунтової вологи. За допомогою хімічних рівнянь поясніть цю технологію осушування.

3. Неперевершену художню цінність становлять авторські писанки. Найсучасніший метод писанкарства - так зване травлення, коли орнамент обробляється соляною кислотою і опускається нижче загального тла. Це нагадує вишивку білого на білому, адже барв тут здебільшого не застосовують. За допомогою хімічного рівняння поясніть цей метод.

4. Спосіб одержання штучної газованої води відкрито англійським хіміком Джозефом Прістлі. Після експериментів з газом, що виділяється під час шумування в чанах пивоварного заводу, він сконструював апарат, який дає змогу за допомогою насоса насичувати воду «вуглекислими» пухирцями. 1772 року Прістлі продемонстрував свій винахід Колегії фізиків у Лондоні. Назвіть продукт хімічної реакції, яка відбувається унаслідок насичення води вуглекислим газом. Класифікуйте цю хімічну реакцію.

5. Валерій розповів однокласникам, буцімто одного разу після рясного дощу квіти, які росли на лісовій галявині, змінили свій колір з фіолетового на червоний. Марійка сказала, що це вигадки, а Тарас - що така подія цілком імовірна. А як ви вважаєте? Оцініть вірогідність явища, описаного Валерієм.

6. Поясніть, як можна довести наявність лугу в розчинах, що утворилися внаслідок реакцій калію та кальцію з водою.

7. «Луги легко поглинають з повітря водяну пару, вуглекислий газ (карбон(ІV) оксид), сірчистий газ (сульфур(ІV) оксид), сірководень (гідроген сульфід). Якщо не вживати запобіжних заходів, луги міститимуть домішки солей». Проаналізуйте наведене застереження й висловіть припущення, яких саме запобіжних заходів потрібно вживати під час зберігання лугів та їхніх розчинів. Назвіть солі, які утворюватимуться внаслідок взаємодії лугів з газами, згадуваними у застереженні. Складіть відповідні хімічні рівняння й класифікуйте хімічні реакції.

8. Здавна в лісистих місцевостях Франції, Німеччини, Богемії виготовляли скло із застосуванням деревної золи та золи папороті, очерету й інших рослин. Ця зола багата на поташ (калій карбонат). У 1764 році професор Петербурзької академії К.Г. Лаксман під час варіння скла замінив поташ (калій карбонат) натрій сульфатом. Складіть рівняння реакцій, які відбуваються під час сплавляння золи та натрій сульфату з кварцовим піском (силіцій(ІV) оксидом). Класифікуйте ці хімічні реакції. Оцініть значення винаходу Лаксмана для збереження лісів.

9. Доберіть приклади хімічних рівнянь, які відповідають перетворенням, наведеним на рисунку 33.8. Назвіть реагенти та продукти хімічних реакцій. Класифікуйте хімічні реакції.

Рис. 33.8. Генетичні зв’язки між класами неорганічних сполук

Творча майстерня

Складіть сенкан на тему «Основні класи неорганічних сполук».

Дізнайтеся більше:

https://www.youtube.com/watch?v=SmPEmon2hhw

https://www.youtube.com/watch?v=hLBSwoHS23s

https://www.youtube.com/watch?v=qFy5lX6yHP0