Содержание

Оксиды. Кислоты. Основания. Амфотерность. Соли реферат по биологии

Оксиды. Кислоты. Основания. Амфотерность. Соли. 1. Оксиды Оксиды –это сложные вещества, образованные двумя элементами, одним из которых является кислород (O). Оксиды могут находиться в трех агрегатных состояниях, а именно: в твердом, жидком и газообразном. Температура плавления зависит от их строения. CuO, Fe O - твердые вещества, немолекулярного строения. Оксиды: MgO –магния NiO –никеля SiO - кремния Fe O - железа ClO - хлора CO - углерода NO - азота 1.2. Вода Массовая доля воды в организме человека составляет 65%. Взрослый человек потребляет ежедневно почти 2 л воды. Плотность воды наибольшая при 4градусов –г/см в кубе. При нуле –лёд, а при 100 –водяной пар. Вода реагирует: А) с активными металлами, образуя щелочи и водород(H). 2Na + 2H O = 2NaOH + H Из этой реакции видим, что водород выделился и образовался гидроксид натрия NaOH –щелочь. Если при добавлении фиолетового лакмуса окраска становится синей –это признак того, что в растворе есть щелочь. 2K + H O = 2KOH + H Ca + 2H O = Ca(OH) + H Б) с оксидами активных металлов, образуя растворимые основания –щелочи. CaO + H O = Ca(OH) Оксиды которым соответствуют основания (независимо от того, реагируют они с водой или нет) называются основными. Б) еще примеры: Na O + H O = 2NaOH BaO + HO = Ba(OH) В) со многими оксидами неметаллов, образуя кислоты. P O + H O = 2HPO а с горячей водой: P O + 3H PO = 2H PO CO + H O = H CO SO + H O = H SO Г) вода разлагается под действие высокой температуры или электрического тока. 2H O = 2H + O Оксиды которым соответствуют кислоты (независимо от того, реагируют они с водой или нет) называются кислотными. 2. Кислоты В формулах кислот на первом месте всегда стоит водород, а дальше –кислотный остаток. Во время химических реакций он переходит из одного соединения в другое, не изменяясь. Пример: SO - кислотный остаток. Его валентность = 2, поскольку в серной кислоте он соединен с двумя атомами водорода, которые способны замещаться атомами цинка (к примеру). Вывод: валентность кислотных остатков определяется числом атомов водорода, способных замещаться атомами металла. Основность кислот –это количество атомов водорода, способных замещаться атомами металла с образованием соли. Многие кислородосодержащие кислоты можно получить путем взаимодействия кислотных оксидов с водой: SO + H O = H SO N O + H O = 2HNO 2.1. Химические свойства кислот 1ое свойство: кислоты действуют на индикаторы. Вещества, изменяющие свою окраску под действием кислот (или щелочей, называются индикаторами. Индикаторы: Лакмус, метилоранж, фенолфталеин. 2ое свойство: кислоты реагируют с металлами. Mg + 2HCl = MgCl + H Zn + 2HCl = ZnCl + H Cu + HCl = реакция не происходит! 3е свойство: кислоты реагируют с основными оксидами. CuO + 2HCl = CuCl + H O - - - - Cu (II) Реакции обмена: это реакции между двумя сложными веществами, в результате которых они обмениваются своими составными частями. Примечание: Во время взаимодействия азотной кислоты с металлами вместо водорода выделяются другие газы. BaSO - бария Na SO - сульфит натрия K PO - фосфат калия CaCO - карбонат кальция 5.1. Химические свойства солей Соли реагируют: А) с металлами: Cu + 2AgNO = Cu(NO ) + 2Ag Образуется новая соль и металл. Примечание: реагируют с водой только те металлы, которые в вытеснительном ряду размещаются левее от того металла, который входит в состав соли. Но для таких реакций нельзя брать очень активные металлы, типо Li, Na, K, Ca, Ba и т.п., которые реагируют с водой в н.у. Б) с растворимыми основаниями (щелочами): AlCl +3NaOH = Al(OH) + 3NaCl K SO + Ba(OH) = 2KOH + BaSO Образуется новая соль и новое основание. Примечание: реагирующие вещества надо подбирать так, чтобы в результате реакции одно из образующихся веществ (основание или соль) выпадало в осадок. В) с кислотами: CaCo + 2HCl = CaCl + H CO / \ H O CO Образуется новая соль и новая кислота. Поскольку H CO очень непрочная, она разлагается на воду и CO . Примечание: реакция между солью и кислотой будет происходить при таких условиях: а) когда образуется осадок, не растворимый в кислотах: AgNO + HCl = AgCl + HNO б) когда реагирующая кислота сильнее, чем та, которой образована соль: Ca (PO ) + 3H SO = 3CaSO + 2H PO в) когда соль образована летучей кислотой, а реагирующая кислота нелетучая: 2NaNO + H SO = Na SO + 2HNO Г) с солями: BaCl + Na SO = BaSO + 2NaCl Примечание: реакция будет происходить только тогда, когда обе исходные соли будут взяты в растворах, но одна из вновь образующихся солей будет выпадать в осадок. Выводы по всем этим темам ( с параграфа 29-38 ) и классификация неорганических веществ и их реакций: Ответы на некоторые вопросы после параграфов: Какие вещества называют оксидами? Оксиды –это сложные вещества образованные двумя элементами одним из которых является кислород. Какие вещества относятся к кислотам? К кислотам относятся сложные вещества, в состав которых входят водород и кислотный остаток. Что называется реакцией соединения? Это реакция в результате которой из двух или нескольких веществ (простых или сложных) образуется одно новое сложное вещество. Напишите уравнения химических реакций которые происходят при таких превращениях: C CO H CO P P O HPO C + O = CO CO + H O = H CO P + O = P O Как химическим путем отличить серебро от цинка? Что такое хлороводород и как его получить? Хлороводород –это бесцветный газ с резким запахом, немного тяжелее воздуха, во влажном воздухе “дымит”. Очень хорошо растворяется в воде. Получить хлороводород можно из кристаллического хлорида натрия NaCl при нагревании его с концентрированной серной кислотой. Почему хлороводород на воздухе дымит? Как доказать что выданный вам раствор кислота и это соляная кислота? Надо юзить на него индикатором. Лакмус опустить – краснеет, метилоранж –розовеет, фенолфталеин – бесцветный. Какие вещества относятся к основаниям и как их классифицируют? Привести примеры. К основаниям относятся вещества имеющие гидроксильную группу и металл. Основания классифицируют на щелочи и нерастворимые. Все металлы не растворяются, а неметаллы наоборот. Растворимые –NaOH, KOH, нерастворимые –Cu(OH) Fe(OH) . ) Что вам известно о гидроксиде натрия? Гидроксид натрия NaOH –растворимый в воде… 11) Ca CaO Ca(OH) Ca(NO ) Ca + O = 2CaO CaO + H O = Ca(OH) Ca(OH) + 2HNO = Ca(NO ) + 2H O ) P P O H PO Mg(PO ) P + 5O = 2P O P O + 3H O = 2H PO Что называется амфотерностью? Амфотерность –это способность химических соединений Проявлять кислотные или основные свойства в зависимости от природы веществ, с которыми они реагируют. Что такое соли? Соли –это сложные вещества, образованные атомами металлов и кислотными остатками. Сформулируйте правило для составления формул солей. Сумма единиц валентностей атомов металла должна равняться сумме единиц валентностей атомом кислотного остатка. Ca CaO Ca(OH) CaCl CaSO Ca + O = 2CaO CaO + H O = Ca(OH) Ca(OH) + 2HCl = CaCl + 2H O CaCl + H SO = CaSO + 2HCl Ba Ba(OH) Ba(NO ) BaCO BaCl Ba + H O = Ba(OH) Ba(OH) + 2HNO = Ba(NO ) + 2H O Ba(NO ) + H CO = BaCO + 2HNO BaCO + 2HCl = BaCl + H CO Обобщение знаний: Какие вещества называются простыми? На какие две группы их можно разделить? Сравнить характерные свойства металлов и неметаллов. Простые вещества –это вещества состоящие из одного элемента. Их можно разделить на металлы и неметаллы. Металлы –нерастворимые в воде вещества. Они имеют металлический блеск и пластичность. Неметаллы –это растворимые в воде вещества, которые хрупкие и т.п. Какие вещества называются сложными? На какие классы делятся неорганические вещества? Сложные вещества –это вещества состоящие из двух или более элементов. Неорганические вещества делятся на простые и сложные. Сложные делятся на оксиды, основания, кислоты и соли. По какому признаку оксиды делят на основные и кислотные? Оксиды которым соответствуют основания называют основными, а те которым соответствуют кислоты - кислотными. ) С чем могут взаимодействовать кислотные и основные оксиды? Что получается? Кислотные и основные оксиды могут взаимодействовать с водой и получается кислоты или основания.

Оксиды. Кислоты. Основания. Амфотерность. Соли

1. Оксиды

Оксиды – это сложные вещества, образованные двумя элементами, одним из которых является кислород (O).

Оксиды могут находиться в трех агрегатных состояниях,

а именно: в твердом, жидком и газообразном.

Температура плавления зависит от их строения.

CuO, FeO- твердые вещества, немолекулярного строения.

Оксиды:

MgO – магния

NiO – никеля

SiO - кремния

FeO- железа

ClO - хлора

CO - углерода

NO - азота

1.2. Вода

Массовая доля воды в организме человека составляет 65%.

Взрослый человек потребляет ежедневно почти 2 л воды.

Плотность воды наибольшая при 4градусов – 1 г/см в кубе.

При нуле – лёд, а при 100 – водяной пар.

Вода реагирует:

А) с активными металлами, образуя щелочи и водород(H).

2Na + 2HO = 2NaOH + H

Из этой реакции видим, что водород выделился и образовался гидроксид натрия NaOH – щелочь.

Если при добавлении фиолетового лакмуса окраска становится синей – это признак того, что в растворе есть щелочь.

2K + HO = 2KOH + H

Ca + 2HO = Ca(OH) + H

Б) с оксидами активных металлов, образуя растворимые  основания – щелочи.

CaO + HO = Ca(OH)

Оксиды которым соответствуют основания (независимо от того, реагируют они с водой или нет) называются основными.

Б) еще примеры:

NaO + HO = 2NaOH

BaO + HO = Ba(OH)

В) со многими оксидами неметаллов, образуя кислоты.

PO + HO = 2HPO

а с горячей водой:

PO + 3HPO = 2HPO

CO + HO = HCO

SO + HO = HSO

Г) вода разлагается под действие высокой температуры или электрического тока.

2HO = 2H + O

Оксиды которым соответствуют кислоты (независимо от того, реагируют они с водой или нет) называются кислотными.

2. Кислоты

В формулах кислот на первом месте всегда стоит водород, а дальше – кислотный остаток. Во время химических реакций он переходит из одного соединения в другое, не изменяясь.

Пример: SO - кислотный остаток.

Его валентность = 2, поскольку в серной кислоте он соединен с двумя атомами водорода, которые способны замещаться атомами цинка (к примеру).

Вывод: валентность кислотных остатков определяется числом атомов водорода, способных замещаться атомами металла.

Основность кислот – это количество атомов водорода, способных замещаться атомами металла с образованием соли.

Многие кислородосодержащие кислоты можно получить путем  взаимодействия кислотных оксидов с водой:

SO + HO = HSO

NO + HO = 2HNO

2.1. Химические свойства кислот

1ое свойство: кислоты действуют на индикаторы.

Вещества, изменяющие свою окраску под действием кислот (или щелочей, называются индикаторами.

Индикаторы: Лакмус, метилоранж, фенолфталеин.

2ое свойство: кислоты реагируют с металлами.

Mg + 2HCl = MgCl + H

Zn + 2HCl = ZnCl + H

Cu + HCl = реакция не происходит!

3е свойство: кислоты реагируют с основными оксидами.

CuO + 2HCl = CuCl + HO - - - - Cu (II)

Реакции обмена: это реакции между двумя сложными веществами, в результате которых они обмениваются своими составными частями.

Примечание: Во время взаимодействия азотной кислоты с металлами вместо водорода выделяются другие газы.

2.2. Соляная кислота и хлороводород

Получают хлороводород таким образом:

1) слабое нагревание

NaCl + HSO = NaHSO + HCl

2) сильное нагревание

2NaCl + HSO = NaSO + 2HCl

HCl – бесцветный газ с резким запахом, немного тяжелее воздуха, во влажном воздухе дымит. При 0 градусов в одном объеме воды растворяется 500 объемов хлороводорода.

Химические свойства соляной кислоты:

1ое свойство: изменяет окраску индикаторов: лакмус в соляной кислоте краснеет, метилоранж – розовеет, фенолфталеин остается бесцветным.

2ое свойство: взаимодействует с металлами:

Mg + 2HCl = MgCl + H

3е свойство: взаимодействует с основными оксиды:

FeO + 6HCl = 2FeCl + 3HO

Примечание: HCl + AgNO = AgCl +HNO

3. Основания

CaO + HO = Ca(OH)

В этой реакции образовался гидрат оксида кальция, или гидроксид кальция. Основания состоят из металла и одновалентных гидроксильных групп (OH), число которых соответсвует валентности металла.

Основания:

NaOH – гидроксид натрия

Mg(OH) - гидроксид магния

Ba(OH) - гидроксид бария.

Fe(OH) - гидроксид железа (II)

Fe(OH) - гидроксид железа (III)

Все основания имеют немолекулярное строение.

По растворимости в воде разделяются на:

А) растворимые (щелочи)

Пример: гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH) и т.п.

Б) нерастворимые

Пример: гидроксид меди (II) Cu(OH), гидроксид железа (III)

Fe(OH) и т.п.

Растворимые основания можно получить при взаимодействии активных металлов с водой и оксидов активных металлов с водой, которые называются основными оксидами:

2Na + 2HO = 2NaOH + H

BaO + H0 = Ba(OH)

Вывод: все основания реагируют с кислотами, образуя соль и воду.

Например:

NaOH + HNO = NaNO + HO

Cu(OH) + 2HCl = CuCl + 2HO

4. Амфотерные оксиды и гидроксиды

Основания реагируют с кислотами и наоборот. Всегда получается соль и вода.

Ca(OH) + 2HCl = CaCl + 2HO

HCO + 2NaOH = NaCO + 2HO

Есть такие хим. элементы, которые образуют оксиды и гидроксиды, обладающие двойственными свойствами – и основными и кислотными ( в зависимости от условий).

Это такие элементы как цинк, алюминий и др. Например:

Zn(OH) + 2HCl = ZnCl + 2HO

сильнаякислота

Zn(OH) + 2NaOH = NaZnO + 2HO

сильное основание

Пример с оксидом цинка:

ZnO + 2HNO = Zn(NO) + HO

ZnO + 2KOH = KZnO + HO (процесс сплавления)

Способность химических соединений проявлять кислотные или основные свойства в зависимости от природы веществ, с которыми они реагируют, называется амфотерностью.

Zn(OH) - амфотерный гидроксид

ZnO – амфотерный оксид

5. Соли

Соли – это сложные вещества, образованные атомами металлов и кислотными остатками.

Сумма единиц валентностей атомов металла должна равняться сумме единиц валентностей кислотного остатка.

Примеры солей:

NaCl - хлорид натрия

AgCl - серебра

KS - сульфид калия

NaNo - нитрат натрия

Mg(NO) - магния

NaSiO - силикат натрия

Al(SO) - сульфат алюминия

NaSO - натрия

BaSO - бария

NaSO - сульфит натрия

KPO - фосфат калия

CaCO - карбонат кальция

5.1. Химические свойства солей

Соли реагируют:

А) с металлами:

Cu + 2AgNO = Cu(NO) + 2Ag

Образуется новая соль и металл.

Примечание: реагируют с водой только те металлы, которые в вытеснительном ряду размещаются левее от того металла, который входит в состав соли.

Но для таких реакций нельзя брать очень активные металлы, типо Li, Na, K, Ca, Ba и т.п., которые реагируют с водой в н.у.

Б) с растворимыми основаниями (щелочами):

AlCl +3NaOH = Al(OH) + 3NaCl

KSO + Ba(OH) = 2KOH + BaSO

Образуется новая соль и новое основание.

Примечание: реагирующие вещества надо подбирать так, чтобы в результате реакции одно из образующихся веществ (основание или соль) выпадало в осадок.

В) с кислотами:

CaCo + 2HCl = CaCl + HCO

/ \

HO CO

Образуется новая соль и новая кислота.

Поскольку HCO очень непрочная, она разлагается на воду и CO.

Примечание: реакция между солью и кислотой будет происходить при таких условиях:

а) когда образуется осадок, не растворимый в кислотах:

AgNO + HCl = AgCl + HNO

б) когда реагирующая кислота сильнее, чем та, которой образована соль:

Ca(PO) + 3HSO = 3CaSO + 2HPO

в) когда соль образована летучей кислотой, а реагирующая кислота нелетучая:

2NaNO + HSO = NaSO + 2HNO

Г) с солями:

BaCl + NaSO = BaSO + 2NaCl

Примечание: реакция будет происходить только тогда, когда обе исходные соли будут взяты в растворах, но одна из вновь образующихся солей будет выпадать в осадок.

Выводы по всем этим темам ( с параграфа 29-38 )  и классификация неорганических веществ и их реакций:

Ответы на некоторые вопросы после параграфов:

Какие вещества называют оксидами?

Оксиды – это сложные вещества образованные двумя элементами одним из которых является кислород.

Какие вещества относятся к кислотам?

К кислотам относятся сложные вещества, в состав которых входят водород и кислотный остаток.

Что называется реакцией соединения?

Это реакция в результате которой из двух или нескольких веществ (простых или сложных) образуется одно новое сложное вещество.

Напишите уравнения химических реакций которые происходят при таких превращениях: C CO HCO

P  PO HPO

C + O = CO

CO + HO = HCO

P + O = PO

Как химическим путем отличить серебро от цинка?

Что такое хлороводород и как его получить?

Хлороводород – это бесцветный газ с резким запахом, немного тяжелее воздуха, во влажном воздухе “дымит”. Очень хорошо растворяется в воде. Получить хлороводород можно из кристаллического хлорида натрия NaCl при нагревании его с концентрированной серной кислотой.

Почему хлороводород на воздухе дымит?

Как доказать что выданный вам раствор кислота и это соляная кислота?

Надо юзить на него индикатором. Лакмус опустить – краснеет, метилоранж – розовеет, фенолфталеин –  бесцветный.

Какие вещества относятся к основаниям и как их  классифицируют? Привести примеры.

К основаниям относятся вещества имеющие гидроксильную группу и металл. Основания классифицируют на щелочи и нерастворимые.

Все металлы не растворяются, а неметаллы наоборот.

Растворимые – NaOH, KOH, нерастворимые – Cu(OH) Fe(OH).

10) Что вам известно о гидроксиде натрия?

Гидроксид натрия NaOH – растворимый в воде…

11) Ca CaO Ca(OH) Ca(NO)

2Ca + O = 2CaO

CaO + HO = Ca(OH)

Ca(OH) + 2HNO = Ca(NO) + 2HO

12) P PO HPO Mg(PO)

4P + 5O = 2PO 

PO + 3HO = 2HPO

Что называется амфотерностью?

Амфотерность – это способность химических соединений

Проявлять кислотные или основные свойства в зависимости от природы веществ, с которыми они реагируют.

Что такое соли?

Соли – это сложные вещества, образованные атомами металлов и кислотными остатками.

Сформулируйте правило для составления формул солей.

Сумма единиц валентностей атомов металла должна равняться сумме единиц валентностей атомом кислотного остатка.

Ca CaO Ca(OH) CaCl CaSO

2Ca + O = 2CaO

CaO + HO = Ca(OH)

Ca(OH) + 2HCl = CaCl + 2HO

CaCl + HSO = CaSO + 2HCl

Ba Ba(OH) Ba(NO)   BaCO BaCl

Ba + HO = Ba(OH)

Ba(OH) + 2HNO = Ba(NO) + 2HO

Ba(NO) + HCO = BaCO + 2HNO

BaCO + 2HCl = BaCl + HCO

Обобщение знаний:

Какие вещества называются простыми? На какие две группы их можно разделить? Сравнить характерные свойства металлов и неметаллов.

Простые вещества – это вещества состоящие из одного элемента. Их можно разделить на металлы и неметаллы. Металлы – нерастворимые в воде вещества. Они имеют металлический блеск и пластичность. Неметаллы – это растворимые в воде вещества, которые хрупкие и т.п.

Какие вещества называются сложными? На какие классы  делятся неорганические вещества?

Сложные вещества – это вещества состоящие из двух или более элементов. Неорганические вещества делятся на простые и сложные. Сложные делятся на оксиды, основания, кислоты и соли.

По какому признаку оксиды делят на основные и  кислотные?

Оксиды которым соответствуют основания называют основными, а те которым соответствуют кислоты - кислотными.

21) С чем могут взаимодействовать кислотные и основные оксиды? Что получается?

Кислотные и основные оксиды могут взаимодействовать с водой и получается кислоты или основания.

Короче, об этом дальше.

Что такое основания? Какие элементы их образуют?

Какие свойства для них характерны?

Основания – это сложные вещества, состоящие из металла и гидроксильных групп. Их можно получить при  Взаимодействии активных металлов с водой и оксидов активных металлов с водой. Щелочи хорошо растворимы в воде.

Некоторые очень едкие. Они разъедают кожу, бумагу и другие материалы. Их называют едкими щелочами.

Какие вещества называют кислотами? Какие элементы их

Образуют? Какие свойства для них характерны?

Кислотами называют сложные вещества в состав которых входят водород и кислотный остаток. Получить кислородосодержащие кислоты можно взаимодействовать  кислотных оксидов с водой. Для них характерны свойства: многие кислоты при н.у. – жидкости, но есть твердые кислоты.

Они хорошо растворяются в воде. Почти все кислоты бесцветны.

Какие вещества относятся к солям? С какими веществами могут реагировать соли?

К солям можно отнести сложные вещества, образованные атомами металлов и кислотными остатками.

Какие продукты образуются во время взаимодействия:

А) основания и кислоты

Образуются соль и вода: NaOH + HCl = NaCl + HO

Б) основного и кислотного оксидов

Образуется тоже самое что и дано.

В) основного оксида и кислоты?

Образуется соль и вода

NaO + HSO = NaSO + HO

Написать уравнения реакций.

Написать уравнения реакций получения фосфата кальция четырьмя способами.

26) Написать уравнения реакций получения гидроксида калия тремя способами.

Как осуществить следующие превращения:

Натрий – Гидроксид натрия – Сульфат натрия – Хлорид натрия – Нитрат натрия

Na + HO = NaOH + H

NaOH + HSO = NaSO + HO

NaSO + HCl = HSO

27) Что называется реакцией замещения и реакцией обмена?

Что с чем взаимодействует и что получается?

Основный оксид + кислота = соль + вода (обмен)

Оксид активных металлов + вода = щелочь (соединение)

Оксид неметаллов + вода = кислота (соединение)

Активные металлы + вода = гидроксид металлов (щелочь) + H

Кислоты + металлы = соль + H

Соляная кислота + металл = соль + H

Соляная кислота + основный оксид = соль + вода (обмен)

Основания + кислота = соль + вода

Щелочи + оксид неметаллов = соль + вода

Соль + металл (не все) = новая соль + новый металл (обмен)

Соль + щелочь = новая соль + новое основание (обмен)

Соль + кислота = новая соль + новая кислота (обмен)

Кислотные оксиды – это оксиды неметаллов – это щелочи.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://ref.com.ua

Дата добавления: 15.03.2007

«Оксиды. Кислоты. Соли. Основания» 8 класс

Обобщающий урок по теме:
«Оксиды. Кислоты. Соли. Основания»

8 класс

Урок обобщения и систематизации знаний и умений

Повышение теоретического уровня курса химии предполагает принципиально иной подход к построению и методике проведения большинства уроков. В особенности это относится к обобщающим урокам повторения, которыми заканчивается изучение темы, раздела, курса (неорганической и органической химии) и всего предмета в целом. На этих уроках систематизируются знания, устанавливаются взаимосвязи понятий, сравниваются изучаемые факты и явления на межпредметной основе. Это дает учащимся возможность видеть место фактов в общей системе знаний, объяснять их с позиций фундаментальных теорий и законов химии.

Повторение и обобщение в обучении химии решает следующие задачи: обеспечивает прочное и глубокое усвоение знаний, умений и навыков, приводит в систему факты и явления, углубляет содержание изученных понятий, помогает установить более высокий уровень связи между фактами, понятиями и явлениями, формирует умения и навыки самостоятельной работы, способствует умственному развитию учащихся.

Особенность уроков повторения, на которых осуществляется систематизация и обобщение, заключается в тщательной предварительной подготовке. Главные моменты, на которые следует обратить внимание, следующие:

1) определение цели и задач урока в целом;

2) выбор структуры урока и определение последовательности его этапов, соответствующих конкретному материалу;

3) отбор содержания, методов и приемов повторения;

4) определение форм работы с учениками – общеклассная, групповая или индивидуальная;

5) использование химического эксперимента и технических средств обучения;

6) определение содержания и объема домашних заданий;

7) выбор форм контроля и учета знаний.

Методика проведения уроков должна быть направлена не только на выяснение состояния знаний, умений и навыков учащихся и их общего развития, но и на достижение более высокого уровня систематизации и обобщения всего изученного материала.

Возможны следующие методические подходы. В начале урока преподаватель кратко знакомит с его задачами. Затем по порядку обсуждаются вопросы, которые были заданы на дом для повторения, вызывают учащихся, желающих отвечать на них. В исправлении ошибок и дополнении ответов участвуют все школьники. После рассмотрения каждого вопроса преподаватель делает краткие замечания, уточняет и обобщает сказанное. Высокой активности в работе на уроке можно добиться, если отдельные вопросы заранее, за 1–2 недели, распределить для подготовки между отдельными учениками или группами, дать им план сообщений и указать соответствующую литературу. Можно объявить конкурс на лучшее сообщение и оформить стенд докладов.

В тех случаях, когда желающих отвечать не находится, вызывают хорошо подготовленных учеников. Привлечение же слабо подготовленных ребят к ответам на обобщающие вопросы приводит лишь к неоправданной трате времени и не дает возможности обсуждать намеченные вопросы с достаточной глубиной.

В конце урока преподаватель делает общие выводы по теме или разделу, разбирает ответы и выставляет за лучшие ответы отметки в журнал.

Иной методический подход к проведению обобщающих уроков заключается в том, что они начинаются с устных сообщений в сочетании с демонстрацией опытов, графических и объемных наглядных пособий. Далее проводится коллективное обсуждение материала с целью получения выводов обобщающего характера. Затем выполняются задания, требующие применения имеющихся знаний.

Обобщающие уроки должны помочь в активном усвоении и закреплении изученного материала, выработать практические навыки, вооружить умением правильно выражать свои мысли и применять теоретические знания на практике.

Хочу остановиться на одном уроке обобщения по теме «Важнейшие классы неорганических соединений: оксиды, кислоты, основания, соли», проведенном мною в 8-м классе.

Чтобы химия восьмого класса вызывала большой интерес у учащихся, тщательно готовлюсь к каждому уроку, перед изучением нового раздела задаю учащимся опережающие задания. Назначаю индивидуальные, групповые консультации, даю инструктаж, советую выбрать дополнительную литературу.

Наша школа в республике является экспериментальной площадкой «Школа полного дня»: ученики присутствуют в школе с 8.00 до 17.00 ч. Находясь столько времени в школе, любой здоровый человек почувствует усталость, поэтому администрацией школы перед педагогами была поставлена задача разнообразить формы обучения. Экспериментально доказано, что применение разнообразных форм работы поддерживает активность, внимание и снижает утомляемость.

Предлагаемый вашему вниманию урок был показан на семинарах директоров и заведующих школ города во вторую смену и был оценен на «отлично». Он прошел живо, интересно и, как выразился один из директоров при анализе урока, после такого урока «у меня даже перестала болеть голова». Из 30 учеников 8-го класса 18 человек справились на «5», 7 – на «4», 5 – на «3». Урок понравился и ученикам. Вот мнения некоторых учащихся. Козлов В.: «...Урок мне очень понравился. Мне вообще нравятся уроки химии. Нравятся опыты, которые нам часто показывают здесь. Особенно интересны такие уроки, где мы проводим опыты сами, как, например, сегодня». Иванова О.: «…Мне нравится, когда мы сами сочиняем стихи, пишем сказки, составляем кроссворды, путешествуем по лабиринтам, ну, конечно же опыты. Галина Павловна просто и хорошо объясняет темы».

Пробудить интерес к предмету – одна из важнейших задач каждого учителя.

Знания учащихся часто оказываются разрозненными, обедненными, если не сделать необходимых обобщений в конце изучения темы, не подвести итог развитию понятий, не переосмыслить ранее пройденное.

Я думаю, в условиях нашей школы надо больше использовать подобные уроки с элементами занимательности, не утомляющие ученика, развивающие его творческие способности.

Девиз урока. «Повторение – мать учения». (Русская народная пословица.)

Цели урока. Обучающая. Повторение, углубление и обобщение сведений об основных классах неорганических соединений: построение названий соединений, классификация, способы получения, химические свойства, генетическая связь между основными классами неорганических соединений.

Развивающая. Развитие «химического» мышления, умения использовать терминологию, ставить и разрешать проблемы, анализировать, сравнивать, обобщать и систематизировать информацию.

Воспитывающая. Формирование интереса к учению, стремления добиваться успеха в учебе за счет добросовестного отношения к своему труду, создание положительной психологической атмосферы, воспитание чувства взаимного уважения между ребятами для максимального раскрытия их способностей на уроке.

Форма урока. Беседа с элементами исследовательской и самостоятельной работы учеников, работа у доски, индивидуальная, групповая работа, выполнение лабораторных опытов.

При подготовке данного урока был заранее роздан дополнительный материал, подготовленный учителем: «Суд над кислотой» (см. приложение), сценка «Кто я?».

Оборудование и реактивы. Н а с т о л а х у ч е н и к о в: опорные схемы (оксиды, кислоты, основания), дидактическая игра «Лабиринт “Соли”», дидактические карточки с заданиями, вращающиеся круги, пробирки с реактивами: оксид кальция, вода, фенолфталеин, метилоранж, пронумерованные пробирки (1, 2, 3 – вода, кислота, основание).

Н а д е м о н с т р а ц и о н н о м с т о л е: гидроксид натрия, сульфат меди(II), кислота, индикаторы, карбонат и оксид кальция, оксид меди, натрий металлический, вода.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент, вступительное слово учителя о целях урока

Учитель.

Химия – такая есть наука,

Учить ее по книжкам – скука:

Формулы, законы, элементы,

Уравнения... И прочие моменты.

Из нее, однако, можем мы узнать,

Что и как, и надо ли взрывать,

Что нельзя нам с вами есть и пить,

Чтоб потом себя не хоронить,

Из чего все вещи, что вокруг…

Они возникают просто вдруг!

Чтобы это знать и более,

Учат химию в нашей школе.

Итак, ребята, на предыдущих уроках химии мы подробно разбирали состав и свойства неорганических соединений различных классов.

На доске записана тема:

«Важнейшие классы неорганических соединений»

Учитель. Целью сегодняшнего урока является повторение и обобщение знаний по этой теме в занимательной форме.

Ребята, если вы обратили внимание на доску, то, наверное, заметили, что от названия темы вниз идут четыре стрелки. Пустые места под стрелками мы будем заполнять по мере отгадывания загадок.

• «Их получают путем горения

Или сложных веществ разложения.

В них два элемента, один – кислород.

Я отнесу к ним и известь, и лед».

Какие это вещества?

(О т в е т. Оксиды.)

• «Они имеют кислый вкус.

В них изменяет цвет лакмус.

А если активный металл попадет,

Получим мы соль и еще водород».

(О т в е т. Кислоты.)

• «В каких веществах у фенолфталеина

Бывает не жизнь, а сплошная малина?»

(О т в е т. Щелочи.)

• «Хлориды и нитраты,

Сульфаты, карбонаты

Я без труда и боли

Объединю в класс...»

(О т в е т. Соли.)

2. Повторение свойств оксидов

Учитель. Ребята, к нам в гости напрашивается одно вещество. Вы должны отгадать, кто это?

Сценка «Кто я?»

Я у древних химиков самым главным веществом считалась. «Начало всех начал», – говорил греческий ученый Фалес, живший в VI в. до н.э. и утверждавший, что окружающий мир возник из меня – «первичной материи». Я в древности считалась матерью жизни и смерти. Мне поклонялись, а по преданиям древней Руси во мне жили русалки и водяные.

Я у древних народов Азии в прошлом служила причиной войн и борьбы.

Я являюсь вечным двигателем, который не ломается, не ржавеет, не горит, не гниет и никем не уничтожается.

Кто я?

(О т в е т. Вода.)

Учитель. К какому классу веществ относится вода?

Какие вещества называются оксидами?

Приведите классификацию оксидов.

Несколько учеников приглашаются к доске.

Учитель. Ваши знания об оксидах мы проверим экспериментально. Заглядывая в опорную схему (схема 1), вам надо доказать, что СuО и СаО – основные оксиды, а СО2 – кислотный оксид. Но перед тем как выполнять эту работу, мы проведем экзамен по технике безопасности. На чью голову я буду надевать переходящую корону ТБ, тот будет задавать вопросы.

Схема 1

Оксиды

1) Как надо обращаться с химическими веществами при выполнении работ?

2) Что надо делать при попадании кислот и щелочей на кожу?

3) Как правильно нужно разбавлять кислоты?

4) Как правильно держать пробирку при нагревании жидкости?

Пока ученики у доски размышляют над своими экспериментами, мы с вами проведем игру «Как получить оксид?»

Самостоятельная работа

Формулы каких оксидов вы должны вписать в клеточки с вопросительными знаками? (По принципу «крест-накрест», например формулу оксида углерода(IV) пишут в нижней правой клетке, а марганца – в верхней второй клетке.)

После завершения работы – устная проверка ответов.

К а р т о ч к а № 1

К а р т о ч к а № 2

Учитель. Ну а теперь, будущие химики, расскажите о своих экспериментах.

Учащиеся у доски демонстрируют и комментируют опыты.

3. Повторение свойств оснований

Учитель. А теперь, ребята, понаблюдаем за моими действиями.

(Проводит опыт взаимодействия натрия с водой и одновременно читает стих.)

«Я очень маленького роста

И получаюсь очень просто:

Берут стакан, а в нем вода;

Теперь кладут металл сюда.

Хлопок! И взрыв! И сноп огня!

И вы получите меня.

Хоть польза от меня огромная,

Натура я довольно скромная.

Вот индикатор влей сюда,

И я краснею от стыда…»

О чем идет речь?

(О т в е т. NaOH.)

А теперь, ребята, проведем лабораторную работу. Перед вами вода, оксид кальция, фенолфталеин. Вы должны доказать, что СаО – основной оксид. Что при этом получается? О чем говорит изменение цвета фенолфталеина?

Ребята, вы посмотрели два опыта. Какой же вывод напрашивается по ним?

Ученик. Основания получаются при взаимодействии активного металла с водой и оксидов активных металлов с водой.

Учитель. Когда-то вы сочиняли стишки о разных веществах. Вспомните, пожалуйста, стишок, посвященный основанию.

Ученик.

Если в формуле заметишь –

Впереди металл стоит

И своей ОН-подвеской

Как большим хвостом вертит,

Ты не думая ответишь:

«Знаю, это – гидроксид».

Но гидроксид – начало названия,

А класс веществ – основания.

Учитель. Какие вещества называются основаниями?

Вспомните классификацию оснований (схема 2).

Схема 2

Основания и их свойства

Ребята, растворимые основания или щелочи у нас есть в лаборатории, нам их присылают. А вот нерастворимых оснований готовых нет. Мы их получаем сами, проводим опыты. Ваша задача – получить Cu(ОН)2.

Я, конечно, могу вам немного подсказать теоретически... У меня здесь спрятана запись уравнения реакции получения Cu(ОН)2.

Кто-то стер часть записи, что же делать?

... + ... = Сu(ОН)2 + ...

Восстановите запись в тетрадях. И получите практически из веществ, данных в пробирках, Сu(ОН)2.

Один ученик восстанавливает запись на доске, другой проводит опыт взаимодействия CuSO4 с NaOH на демонстрационном столе.

В это же время с классом проводится с а м о с т о я т е л ь н а я р а б о т а.

Самостоятельная работа

Из предложенного списка веществ выбрать основания и отдельно расположить щелочи и нерастворимые основания.

К а р т о ч к а № 3

NaOH, HCl, LiOH, Cu(OH)2, h3SO4, Fe(OH)3, CaO, CO2, Ca(OH)2, Al(OH)3.

К а р т о ч к а № 4

KОН, h3SO4, Ba(OH)2, Fe(OH)2, CuO, SO2, Zn(OH)2, Pb(OH)2, Al2O3, HNO3.

Ученики вместе с учителем проверяют правильность выполнения работы.

4. Повторение свойств кислот

Учитель. Ребята, немного прервемся и послушаем в вашем исполнении стихотворную пьесу «Суд над кислотой» (см. приложение).

Ученики декламируют заранее подготовленную мини-пьесу.

Учитель. Дайте определение кислотам. Как классифицируются кислоты? (Схема 3; таблица)

Схема 3

Свойства кислот

Проведем небольшую исследовательскую работу. Перед вами три пронумерованные пробирки. Вам надо определить, в какой пробирке находится кислота. (Набор реактивов NaOH, h3SO4, Н2О, метилоранж.)

А теперь проведем конкурс «Вращающиеся круги». Вы должны совместить эти диски (рис. 1) таким образом, чтобы формулы кислот в окошках соответствовали названиям их солей.

Рис. 1. «Вращающиеся круги». Круг «а» соединен с кругом «б» так, чтобы, вращая их, можно было увидеть в окошках формулы кислот

Учитель. Если в кислоте атом водорода я заменю на атом металла, то что я получу? Напишите формулы веществ, которые получаются при взаимодействии натрия и кальция со всеми кислотами из таблицы (см. таблицу).

Таблица

Состав кислот. Соли

(Учащиеся пишут формулы солей, затем все вместе их проверяют.)

Мы получили с вами соли.

5. Повторение свойств солей

Учитель. Дайте определение солям. Как классифицируются соли?

А теперь пять человек отправляются в путешествие в царство Солей (схема 4 «Лабиринт»). Если формула вещества соответствует приведенному под ней названию, то вы переходите к следующему пункту по стрелке «да», если не соответствует – по стрелке «нет». Можно войти в любой «вход». Но правильный «выход» только один – «пункт Г». Остальные работают со мной. Назовите мне соль, с которой мы ежедневно сталкиваемся дома. (Ученики отвечают, что это поваренная соль.)

Схема 4

Лабиринт

Ученые подсчитали, что человек в день употребляет 12–15 г поваренной соли. Сосчитайте, сколько соли вы потребляете за месяц, за год. Сколько соли вы съели за свою жизнь (14 лет).

Ученики проводят подсчеты, проверяют вместе с учителем.

За месяц: 15 г•30 = 450 г, за год: 450 г•12 = 5,4 кг,

за 14 лет: 5,4 кг•14 = 75,6 кг.

6. Подведение итогов

Учитель. Теперь мы с вами подведем итоги. Перед вами опорная схема «Генетическая связь между основными классами неорганических соединений» (схема 5).

Схема 5

Генетическая связь между основными классами неорганических соединений

Повторяя свойства и способы получения этих веществ, мы пришли к выводу, что они между собой взаимосвязаны.

Рис. 2. Забавная рожица для ответов на вопросы теста. Верхний ряд кружков соответствует ответу «а», средний – «б», нижний – «в». Если ответы верные, то получается улыбка, как показано на рисунке

И для закрепления того, что мы с вами прошли, выполним тест. В задании по вариантам выберите правильный ответ и обведите красной ручкой или фломастером соответствующие точки на рисунке (рис. 2). А теперь эти точки соедините линией. Затем поднимите свои работы, и я увижу ваши улыбки.

Т е с т

В а р и а н т 1.

1) Из предложенного перечня выберите основной оксид:

а) Na2O; б) SO3; в) Р2О5.

2) В результате взаимодействия оксида серы(VI) с водой образуется:

а) основание; б) кислота; в) соль.

3) В растворах щелочей фенолфталеин имеет цвет:

а) бесцветный; б) синий; в) малиновый.

4) Какой металл не реагирует с соляной кислотой?

а) Натрий; б) серебро; в) цинк.

5) Вещества какой пары могут реагировать между собой?

а) NaOH + HCl; б) NaCl + Zn; в) Аu + h3SO4.

В а р и а н т 2.

1) Из предложенного перечня выберите кислотный оксид:

а) СО2; б) СаО; в) K2О.

2) В результате взаимодействия оксида натрия с водой образуется:

а) кислота; б) щелочь; в) соль.

3) В растворах щелочей лакмус имеет цвет:

а) бесцветный; б) фиолетовый; в) красный.

4) Что из перечисленного не подходит для характеристики соляной кислоты?

а) Сильная;

б) двухосновная;

в) бескислородная.

5) Вещества какой пары могут реагировать между собой?

а) Zn + НСl;

б) Fe(OH)3 + SiО2;

в) Ag + h3SO4 (разб.).

7. Домашнее задание

Учитель. Пришла телеграмма: «Пропали вещества А и В, вместо них появилось неизвестное вещество С».

Вам надо разыскать эти вещества. Итак, вы отправляетесь на поиски:

SО3 + h3O —> А;

СаО + h3O —> В;

А + В —> С.

О ходе вашего путешествия и поисков напишите или нарисуйте (в виде какой-нибудь творческой работы), а на следующем уроке мы подведем итоги ваших работ.

8. Заключение и критерии выставления итоговой оценки

Учитель. С какой трудностью вы столкнулись и как вы решили эту проблему? Что понравилось и не понравилось на уроке? Почему?

(Выслушивается мнение одного-двух учеников. Подводятся итоги.)

1) Если все задания выполнены и бо'льшая часть оценок «5» – поставьте «5»;

2) если все задания выполнены, но преобладает оценка «4» – поставьте «4»;

3) если задания сделаны на оценку «3» или «4», или есть прочерки – поставьте «3»;

4) если вы не справились с двумя и более заданиями – поставьте прочерк.

Урок заканчивается гимном:

«Мы рождены пролить все то, что льется.

Просыпать то, чего нельзя пролить.

Наш класс химическим не зря зовется,

Мы будем вечно химию любить.

Все выше, и выше, и выше!

К вершинам науки идем,

Когда мы все школу закончим,

Смелее по жизни пойдем!»

ПРИЛОЖЕНИЕ

Суд над кислотой

СУДЬЯ.

Суд мы начнем. Дело здесь непростое.

Суд мы вершим над самой Кислотою.

Скажет пусть речь Прокурор наш сначала:

Как Кислота подсудимой стала?

В чем преступленье ее заключается?

Иль в наказании она не нуждается?

ПРОКУРОР.

С жалобой многие в суд обращались,

Что при общении с ней обжигались.

Скажут еще – при ее попадании

Гибнет металл, разрушаются здания.

Мрамор, гранит украшают строения,

Их разрушает она, к сожалению.

Язву желудка она вызывает,

Если в избытке в нем пребывает.

Зубы крошатся, ожоги на коже...

На преступление это похоже.

Если вдруг дождик кислотный прольется,

Многим тогда от нее достается:

Травы пожухнут, лес высыхает,

Рыба в озерах порой исчезает.

Губит природу она без сомненья,

Очень тяжелое то преступление.

Надо сказать, что особенно скверная

Та кислота, что зовем мы все cерная.

Если уж где-то она и прольется,

То чернота лишь вокруг остается.

И, обращая слово к суду,

Требую я наказать Кислоту!

СУДЬЯ.

Итак, господа, суд продолжается,

Слово Защитнику предоставляется.

АДВОКАТ.

Я заявляю, что это шантаж!

Кого подвергала она опасности,

Тот никогда не учил инструктаж

По технике безопасности!

Чтоб с кислотой без опаски общаться,

Надо лишь знать, как с ней обращаться…

Так, например, чтобы жертвой не стать,

Надо вам знать, что к чему приливать.

Только незнайки не помнят, наверное,

Как разбавляют кислоту серную.

Если решили ее разбавлять,

В воду должны вы ее приливать.

Она тяжелее, на дно оседает,

Между молекул воды проникает,

Не будет ожогов и тяжких последствий,

Не будет причин для судов и следствий.

Если незнайка, наоборот,

На кислоту вдруг воду польет,

То, чуть коснувшись, вода закипает –

Брызги летят и в глаза попадают.

Если пролил кислоту на одежду,

Сам виноват, потому что невежда,

Свойства кислот не учил ты прежде,

И результат вот – дыра на одежде.

СУДЬЯ.

Свидетели дело сейчас прояснят,

Вызывается фармацевт-гомеопат.

ФАРМАЦЕВТ-ГОМЕОПАТ.

Я расскажу вам о пользе кислот,

Может, не знает о них наш народ.

Если ты проглотил аскорбинку,

Твой организм получил витаминку.

Знай, закрывает болезням врата

Аскорбиновая кислота!

Если простыли, болит голова,

Вас аспирин выручает сперва.

Яблоко ешь – кислый вкус красота,

В яблоке – яблочная кислота.

Яблочный уксус по ложечке пейте,

И обязательно вы похудеете.

Уксус столовый на кухне хранится –

Для консервации он пригодится.

Но и компресс из него помогает,

Быстро он жар при простуде снижает.

Фрукты и овощи, щавель, крапива

Кислоты содержат – и это не диво.

Есть в муравьях и крапиве невинная

С виду совсем кислота муравьиная.

Жжет она кожу, но есть в ней и прок –

Ваш ревматизм она вылечит в срок.

Лучше не жуйте косточки вишни

И абрикосов – это все лишнее.

Будет вам плохо – диагноз такой:

Синильной отравлены вы кислотой.

Думаю, что совсем не приукрашу,

Если хвалить буду я простоквашу,

Есть в ней молочная кислота –

Молодость ваша и красота.

Аминокислот в организме полки,

В цепях они образуют белки.

А без белков нет ни мышц и ни кожи,

Скажите, на что же мы будем похожи?!

СУДЬЯ. Директор завода – свидетель второй,

С серной давно он знаком с кислотой.

ДИРЕКТОР.

Вам известно уже, наверное,

Очень важна кислота серная.

И без нее нам, как ни крутись,

Верьте не верьте, не обойтись

При производстве красок и лаков;

Нефть очищает прекрасно от шлаков.

Аккумуляторы автомобилей

Без кислоты бы нам не послужили.

Надо нам ее не судить,

А по достоинству оценить.

СУДЬЯ. Ну а теперь подсудимой слово.

КИСЛОТА.

Я объяснить все вам готова,

Если права я, суд пусть решает,

Может, меня он все ж оправдает?

В чем виновата я? Не понимаю...

Что я умею, то выполняю.

Беды все там от меня случаются,

Где люди со мною не так обращаются.

Построили заводы разные,

Летят из труб вещества газообразные,

С водой образуют кислот целый ряд,

Ну а потом нас во всем винят.

Кто виноват в этом? Человек!

Сам сокращает прекрасный свой век!

СУДЬЯ.

Слово защитнику предоставляем,

Как поступить с кислотой – решаем!

АДВОКАТ.

Много свидетели здесь говорили,

Думаю я, что всех убедили,

Что осуждать кислоту не стоит:

Что-то разрушит, а больше построит.

Надо учесть все это суду.

Требую я оправдать кислоту!

СУДЬЯ.

Так, господа, суд прекращаем,

И кислоту мы сегодня прощаем.

Стоит совет всем хороший дать:

Свойства кислот продолжать изучать!

Л и т е р а т у р а

Лычкова Г.Е. Обобщение сведений об основных классах неорганических соединений. 8 класс. Химия (ИД «Первое сентября»), 2003, № 23; Зайковский И.И. Занимательная химия. М.: Учпедгиз, 1961; Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. 8 класс. М.: Просвещение, 1998; Тыльдсепп А.А., Корк В.А. Мы изучаем химию. М.: Просвещение, 1988; Устяк В.В., Федотова Л.Г. Химия в схемах и тестах. Для абитуриентов и учащихся 11-х классов. Чебоксары, 2001; Хомченко Г.П. Химия: для подготовительных отделений вузов. М.: Высшая школа, 1981.

Урок 8: Оксиды, кислоты, основания

План урока:

Оксиды

Кислоты

Основания

Соли

 

Оксиды

В состав оксидов ВСЕГДА входит ТОЛЬКО два элемента, один из которых будет кислород. В этом классе соединений срабатывает правило, третий элемент лишний, он не запасной, его просто не должно быть. Второе правило, степень окисления кислорода равна -2. Из выше сказанного, определение оксидов будет звучать в следующем виде.

Оксиды в природе нас окружают повсюду, честно говоря, сложно представить нашу планету без двух веществ – это вода Н2О и песок SiO2.

Вы можете задаться вопросом, а что бывают другие бинарные соединения с кислородом, которые не будут относиться к оксидам.

Поранившись, Вы обрабатываете рану перекисью водорода Н2О2. Или для примера соединение с фтором OF2. Данные вещества вписываются в определение, так как состоят из 2 элементов и присутствует кислород. Но давайте определим степени окисления элементов.

Данные соединения не относятся к оксидам, так как степень окисления кислорода не равна -2.

Кислород, реагируя с простыми, а также сложными веществами образует оксиды. При составлении уравнения реакции, важно помнить, что элементу О свойственна валентность II (степень окисления -2), а также не забываем о коэффициентах. Если не помните, какую высшую валентность имеет элемент, советуем Вам воспользоваться периодической системой, где можете найти формулу высшего оксида.

Рассмотрим на примере следующих веществ кальций Са, мышьяк As и алюминий Al.

Подобно простым веществам реагируют с кислородом сложные, только в продукте будет два оксида. Помните детский стишок, а синички взяли спички, море синее зажгли, а «зажечь» можно Чёрное море, в котором содержится большое количество сероводорода H2S. Очевидцы землетрясения, которое произошло в 1927 году, утверждают, что море горело.

Чтобы дать название оксиду вспомним падежи, а именно родительный, который отвечает на вопросы: Кого? Чего? Если элемент имеет переменную валентность в скобках её необходимо указать.

Классификация оксидов строится на основе степени окисления элемента, входящего в его состав.

Реакции оксидов с водой определяют их характер. Но как составить уравнение реакции, а тем более определить состав веществ, строение которых Вам ещё не известно. Здесь приходит очень простое правило, необходимо учитывать, что эта реакция относиться к типу соединения, при которой степень окисления элементов не меняется.

Возьмём основный оксид, степень окисления входящего элемента +1, +2(т.е. элемент одно- или двухвалентен). Этими элементами будут металлы. Если к этим веществам прибавить воду, то образуется новый класс соединений – основания, состава Ме(ОН)n, где n равно 1, 2 или 3, что численно отвечает степени окисления металла, гидроксильная группа ОН- имеет заряд –(минус), что отвечает валентности I.При составлении уравнений не забываем о расстановке коэффициентов.

Аналогично реагируют с водой и кислотные оксиды, только продуктом будет кислота, состава НхЭОу. Как и в предыдущем случае, степень окисления не меняется, тип реакции - соединение. Чтобы составить продукт реакции, ставим водород на первое место, затем элемент и кислород.

Особо следует выделить оксиды неметаллов в степени окисления +1 или +2, их относят к несолеобразующим. Это означает, что они не реагируют с водой, и не образуют кислоты либо основания. К ним относят CO, N2O, NO.

Чтобы определить будет ли оксид реагировать с водой или нет, необходимо обратиться в таблицу растворимости. Если полученное вещество растворимо в воде, то реакция происходит.


 

Золотую середину занимают амфотерные оксиды. Им могут соответствовать как основания, так и кислоты, но с водой они не реагируют. Они образованные металлами в степени окисления +2 или +3, иногда +4. Формулы этих веществ необходимо запомнить.

 

Кислоты

Если в состав оксидов обязательно входит кислород, то следующий класс узнаваем будет по наличию атомов водорода, которые будут стоять на первом месте, а за ними следовать, словно нитка за иголкой, кислотные остатки.

В природе существует большое количество неорганических кислот. Но в школьном курсе химии рассматривается только их часть. В таблице 1 приведены названия кислот.

Валентность кислотного остатка определяется количеством атомов водорода. В зависимости от числа атомов Н выделяют одно- и многоосновные кислоты.

Если в состав кислоты входит кислород, то они называются кислородсодержащими, к ним относится серная кислота, угольная и другие. Получают их путём взаимодействия воды с кислотными оксидами. Бескислородные кислоты образуются при взаимодействии неметаллов с водородом.

Только одну кислоту невозможно получить подобным способом – это кремниевую. Отвечающий ей оксид SiO2 не растворим в воде, хотя честно говоря, мы не представляем нашу планету без песка.

 

Основания

Для этого класса соединений характерно отличительное свойство, их ещё называют вещества гидроксильной группы - ОН.

Чтобы дать название, изначально указываем класс – гидроксиды, потом добавляем чего, какого металла.

Классификация оснований базируется на их растворимости в воде и по числу ОН-групп.

Следует отметить, что гидроксильная группа, также как и кислотный остаток, это часть целого. Невозможно получить кислоты путём присоединения водорода к кислотному остатку, аналогично, чтобы получить основание нельзя писать уравнение в таком виде.

Na + OH →NaOH        или            H2 + SO4→ H2SO4

В природе не существуют отдельно руки или ноги, эта часть тела. Варианты получения кислот были описаны выше, рассмотрим, как получаются основания. Если к основному оксиду прибавить воду, то результатом этой реакции должно получиться основание. Однако не все основные оксиды реагируют с водой. Если в продукте образуется щёлочь, значит, реакция происходит, в противном случае реакция не идёт.

Данным способом можно получить только растворимые основания. Подтверждением этому служат реакции, которые вы можете наблюдать. На вашей кухне наверняка есть алюминиевая посуда, это могут быть кастрюли или ложки. Эта кухонная утварь покрыта прочным оксидом алюминия, который не растворяется в воде, даже при нагревании. Также весной можно наблюдать, как массово на субботниках белят деревья и бордюры. Берут белый порошок СаО и высыпают в воду, получая гашеную известь, при этом происходит выделение тепла, а это как вы помните, признак химического процесса.

Раствор щёлочи можно получить ещё одним методом, путём взаимодействия воды с активными металлами. Давайте вспомним, где они размещаются в периодической системе – I, II группа. Реакция будет относиться к типу замещения.

Напрашивается вопрос, а каким же образом получаются нерастворимые основания. Здесь на помощь придёт реакция обмена между щёлочью и растворимой солью.

 

Соли

С представителями веществ этого класса вы встречаетесь ежедневно на кухне, в быту, на улице, в школе, сельском хозяйстве.

Объединяет все эти вещества, что они содержат атомы металла и кислотный остаток. Исходя из этого, дадим определение этому классу.

Средние соли – это продукт полного обмена между веществами, в которых содержатся атомы металла и кислотный остаток (КО) (мы помним, что это часть чего-то, которая не имеет возможности существовать отдельно).

Выше было рассмотрено 3 класса соединений, давайте попробуем подобрать комбинации, чтобы получить соли, типом реакции обмена.

Чтобы составить название солей, необходимо указать название кислотного остатка, и в родительном падеже добавить название металла.

Ca(NO3)2– нитрат (чего) кальция, CuSO4– сульфат (чего) меди (II).

Наверняка многие из вас что-то коллекционировали, машинки, куклы, фантики, чтобы получить недостающую модель, вы менялись с кем-то своей. Применим этот принцип и для получения солей. К примеру, чтобы получить сульфат натрия необходимо 2 моль щёлочи и 1 моль кислоты. Допустим, что в наличии имеется только 1 моль NaOH, как будет происходить реакция? На место одного атома водорода станет натрий, а второму Н не хватило Na. Т.е в результате не полного обмена между кислотой и основанием получаются кислые соли. Название их не отличается от средних, только необходимо прибавить приставку гидро.

Однако бывают случаи, с точностью наоборот, не достаточно атомов водорода, чтобы связать ОН-группы. Результатом этой недостачи являются основные соли. Допустим реакция происходит между Ва(ОН)2 и HCl. Чтобы связать две гидроксильные группы, требуется два водорода, но предположим, что они в недостаче, а именно в количестве 1. Реакция пойдёт по схеме.

Особый интерес и некоторые затруднения вызывают комплексные соли, своим внешним, казалось,громоздким и непонятным видом, а именно квадратными скобками:K3[Fe(CN)6] или [Ag(NH3)2]Cl. Но не страшен волк, как его рисуют, гласит поговорка. Соли состоят из катионов (+) и анионов (-). Аналогично и с комплексными солями.

Образует комплексный ион элемент-комплексообразователь, обычно это атом металла, которого, как свита, окружают лиганды.


Источник

Теперь необходимо справиться с задачей дать название этому типу солей.

Попробуем дать название K3[Fe(CN)6]. Существует главный принцип, чтение происходит справа налево. Смотрим, количество лигандов, а их роль выполняют циано-группы CN, равно 6 – приставка гекса. В комплексообразователем будут ионы железа. Значит, вещество будет иметь название гексацианоферрат(III) (чего) калия.

Образование комплексных солей происходит путём взаимодействия, к примеру, амфотерных оснований с растворами щелочей. Амфотерность проявляется способностью оснований реагировать как с кислотами, так и щелочами. Так возьмём гидроксид алюминия или цинка и подействуем на них кислотой и щёлочью.

В природе встречаются соли, где на один кислотный остаток приходится два разных металла. Примером таких соединений служат алюминиевые квасцы, формула которых имеет вид KAl(SO4)2. Это пример двойных солей.

Из всего вышесказанного можно составить обобщающую схему, в которой указаны все классы неорганических соединений.


 

 

Химические свойства оксидов, оснований, кислот и солей.

Кислоты в свете ТЭД

  1.                Химические свойства кислот.
  1.                    Кислота Р., Н. + Ме(ОН)х Р., Н. = соль + вода  (р. Обмена, р. Нейтрализации, если Ме(ОН)х- щелочь)

  1.               Кислота Р.+ МехОу (степень окисления Ме от  +1до +4) = сольР. + вода  (р. Обмена,)
  2.               Кислота  Р.+ соль Р. иногда Н.=    новая кислота + новая соль (р. Обмена, ↓, ↑-СО2, SO2, Н2S,  кислота  сильнее новой кислоты)  
  3.               Кислота  +   Ме   =   соль + Н2 (р. Замещения, происходит если: а) Ме стоит в ЭХРН до Н2, б) Соль -  р., в) Кислота – р., г) Кислота не HNO3 и не конц. Н2SO4)

  1.       Способы получения
  1.                Кислотный оксид + вода = кислота (кислородсодержащие кислоты)
  2.                НеМе + Н2= НхнеМе (бескислородные кислоты)
  3.                Соль + кислота = новая кислота + новая соль↓

 

Основания в свете ТЭД

  1. Химические свойства оснований.
  1. Кислота Р., Н. + Ме(ОН)х Р., Н. = соль + вода  (р. Обмена, р. Нейтрализации, если Ме(ОН)х- щелочь)
  2.               Основание Р.+ МехОу  (степень окисления Ме от  +5 до +7) = соль + вода  (р. Обмена)

Основание Р.+ неМехОу  = соль + вода  (р. Обмена)

  1.               Основание Р.+ соль Р.=    новое основание  + новая соль (р. Обмена, ↓, ↑-NH3)  
  2.               Нерастворимое основание   t=   неМехОу + Н2О↑ (р. Разложения)
  1.       Способы получения
  1.          Оксид Ме + вода = щелочь (Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, CaO, BaO, SrO)
  2.          Щелочной  2Ме  + 2Н2О= 2МеОН Р + Н2↑ (щелочь) ( Li, Na, K, Rb, Cs)

Щелочноземельный Ме + 2Н2О= Ме(ОН) Р (щелочь) + Н2↑ (Ca, Ba, Sr)

  1.          Соль р + основание р = новое основание↓+ новая соль

Соли, их классификация, свойства в свете ТЭД

Соли

 

  1.  
  2.  

 

Свойства солей

1. Соль + кислота = другая соль + другая кислота   (↓ или ↑ CO2, SO2, H2S)

2. Соль (р) + щелочь = другая соль + другое основание  (↓ или ↑ NH3)

3. Соль1 (р) + соль2 (р) = соль3 + соль4 (↓ )

4. Соль (р) + металл (более активный, но не IA, IIA-подгрупп) = другая соль (р) + другой металл (менее активный)

5.  Некоторые соли могут разлагаться при прокаливании.

СаСО3 = СаО + СО2

(CuOH)2 СО3 CuO + CO2 + H2O

2NaHCO3Na2CO3 + CO2 + H2O

 

 

 

 

MeNO3 ---

 

 

 

Оксиды, их классификация, свойства в свете ТЭД

Оксиды

Несолеобразующие       Солеобразующие

CO, N2O, NO, SiO,

Основные            Амфотерные      Кислотные

                                     Ме+1,+2xOy          Ме+3,+4xOy             Ме>+4xOy

          НЕМеxOy

Химические свойства основных оксидов

1. О.О + кислота = соль + вода

2. O.O+  вода = щелочь!!!

3. О.О + К.О = соль

4. О.О + А.О = соль

Химические свойства кислотных оксидов

1. К.О + основание = соль + вода

2. К.O+  вода = кислота (искл. SiO2)

3. О.О + К.О = соль

4. K.О + А.О = соль

5. K.O +  соль летучих К.О= новая соль + летучий К.О↑

Химические свойства  амфотерных оксидов

1.   А.О + щелочь = соль + вода

  А.О + кислота = соль + вода

2.   А.O+  вода = реакция не идет

3.   А.О + К.О = соль

4.   А.О + О.О = соль

5.   А.O +  соль летучих К.О= новая соль + летучий К.О↑

Важнейшие классы неорганических веществ. Оксиды. Гидроксиды. Соли. Кислоты, основания, амфотерные вещества. Важнейшие кислоты и их соли. Генетическая связь важнейших классов неорганических веществ.





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Химический справочник / / Химия для самых маленьких. Шпаргалки. Детский сад, Школа.  / / Важнейшие классы неорганических веществ. Оксиды. Гидроксиды. Соли. Кислоты, основания, амфотерные вещества. Важнейшие кислоты и их соли. Генетическая связь важнейших классов неорганических веществ.

Поделиться:   

Важнейшие классы неорганических веществ. Оксиды. Гидроксиды. Соли. Кислоты,


основания, амфотерные вещества. Важнейшие кислоты и их соли. Генетическая связь
важнейших классов неорганических веществ.

Важнейшие кислоты, их названия, названия их кислотного остатка, название солей по кислоте.
Формула кислоты Название кислоты Название кислотного остатка Примеры солей (формулы)
HF Фтороводородная кислота Фторид NaF, MgF2, FeF3
HCl Соляная кислота Хлорид NaCl, MgCl2, AlCl3
HBr Бромоводородная кислота Бромид NaBr, MgBr2, AlBr3
HI Йодоводородная кислота Йодит NaI, CaI2, AlI3
H2SO4 Серная кислота Сульфат K2SO4, BaSO4, Al2(SO4)3
H2SO3 Сернистая кислота Сульфит Na2SO3, CaSO3, MgSO3
H2S Сероводородная кислота Сульфид K2S, BaS, Cr2S
HNO3 Азотная кислота Нитрат KNO3, Zn(NO3)2, AgNO3
HNO2 Азотистая кислота Нитрит NsNO2, Ca(NO2)2
H3PO4 Фосфорная кислота Фосфат Ag3PO4, Ca3(PO4)2, AlPO4
H2CO3 Угольная кислота Карбонат FeCO3, K2CO3, MgCO3
H2SiO3 Кремниевая кислота Силикат Na2SiO3, CaSiO3
HMnO4 Марганцовая кислота Перманганат KMnO4, Ca(MnO4)2

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Подборка полезной теории по химии

Химия — предмет, который сдают будущие медики, биологи и технологи. Многие считают его непонятным, но если разобраться в основах, писать реакции и решать задачи будет несложно. Этому учат на курсах подготовки к ЕГЭ. Там преподаватели начинают с нуля и доходят до самых сложных тем. В этой статье мы разберем теорию по ЕГЭ, которую должен знать каждый старшеклассник. 

Соли

Соли — первая часть теории по химии для подготовки к ЕГЭ. Способы получения солей: 

  • кислотный оксид + основный оксид: SO3 + Na2O → Na2SO4;
  • основание + кислота: HCl + NaOH → NaCl + h3O;
  • кислота + основный или амфотерный оксид: 2HCl + CuO → CuCl2 + h3O;
  • основание + кислотный оксид: CO2 + Cu(OH)2 → CuCO2 + 2h3O;
  • кислота + соль: CaCO3 + h3SO4 → CaSO4 + 2h3O + CO2;
  • окисление оксидов: 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4;
  • металл + неметалл: Ca + S →  CaS;
  • металл + кислота: Fe + 2HCl → FeCl2 + h3.

Следующая часть теории по химии по солям — химические свойства: 

  • диссоциация: CaCl2 → Ca2+ + 2Cl–;
  • с кислотными и амфотерными оксидами: K2CO3 + SiO2 → K2SiO3 + CO2↑;
  • c кислотами: KCl + h3SO4 → K2SO4 + HCl;
  • с щелочами: CuSO4 + 2KOH → Cu(OH)2 + K2SO4;
  • с солями: CuSO4 + BaCl2  →  BaSO4↓+ CuCl2;
  • с металлами, более активными чем металл соли: CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu;
  • разложение: 2AgNO3 → 2Ag +2NO2 + O2;
  • окисление: 2KI— + 2Cu+2Cl2 → 2KCl  +  2Cu+Cl + I20.

Кислоты

Первая часть теории по кислотам в химии — способы получения: 

  • кислотный оксид + вода: SO3 + h3O → h3SO4;
  • неметалл + водород: h3 + Cl2 → 2HCl;
  • электролиз солей: 2CuSO4 + 2h3O → 2Cu + 2h3SO4 + O2;
  • кислота + соль: CaCO3 + h3SO4 → CaSO4 + 2h3O + CO2;
  • окисление оксидов: P  + 5HNO3  → h4PO4  + 5NO2  + h3O.

Вторая часть теории по кислотам — химические свойства: 

  • диссоциация: HCl → H+ + Cl–;
  • с основаниями и амфотерными гидроксидами:  Cu(OH)2 + 2HBr → CuBr2 + 2h3O;
  • с основными и амфотерными оксидами: CuO + 2HBr → CuBr2 + h3O;
  • окисление: 2HI— + 2Cu+2Cl2 → 2HCl  +  2Cu+Cl + I20;
  • с солями: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + h3O  + CO2;
  • с металлами, стоящими в ряду активности до водорода: Fe + 2HCl → FeCl2 + h3;
  • разложение при нагревании: 2HNO2 → NO + h3O + NO2.

Основания

Теория по химии по основаниям включает в себя способы получения: 

  • основные оксиды + вода: Na2O + h3O → 2NaOH;
  • металл + вода: 2K + 2h3O → 2KOH + h3;
  • электролиз некоторых солей щелочных металлов: 2NaCl + 2h3O → 2NaOH + h3↑ + Cl2↑;
  • щелочь + соль: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaCl.

Далее разберем теорию по химическим свойствам оснований. Первая реакция относится ко всем типам, остальные — только к щелочам: 

  • с кислотами: NaOH + h4PO4 → Nah3PO4 + h3O;
  • с амфотерными оксидами и гидроксидами в расплаве: NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2h3O. И в растворе: NaOH + Al(OH)3 → Na[Al(OH)4];
  • с кислотными оксидами: 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + h3O;
  • с солями: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4;
  • с металлами: 2Al + 2NaOH + 6h3O → 2Na[Al(OH)4] + 3h3;
  • с неметаллами: 2NaOH +Cl2 → NaCl + NaClO + h3O.

Оксиды

Теорию по химии по оксидам мы начнем изучать со способов получения: 

  • окисление металлов: 4Al + 3O2 → 2Al2O3;
  • окисление неметаллов: S + O2 → SO2;
  • окисление бинарных соединений: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2;
  • разложение гидроксидов: h3SO3 → h3O + SO2;
  • разложение солей при нагревании: Li2CO3 → CO2 + Li2O.

Теорию по химическим свойствам разных типов оксидов представим в таблице: 

Основные

Амфотерные

Кислотные

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

Na2O + SO2 → Na2SO3

SO3 + H2O → H2SO4

CaO + H2O → Ca(OH)2

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2

ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]

3SO3 + Al2O3 → Al2(SO4)3

K2O + Al2O3 → 2KAlO2

Al2O3 + Na2O → 2NaAlO2

SO3 + CuO → CuSO4

CaO + 3C → CaC2 + CO

Na2CO3 + Al2O3 → 2NaAlO2 + CO2

CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2

3ZnO + 2Al →  Al2O3 + 3Zn

  2SO2 + O2 → 2SO3

4FeO + O2 → 2Fe2O3

   

Электролиз растворов солей

Следующий важный раздел — теория электролиза по химии. Электролиз — процессы окисления и восстановления, которые происходят при пропускании тока. Если рассматриваются растворы, то вода часто участвует в реакции. Варианты катодных процессов:

  • если металл активный (до Al включительно в ряду напряжения), то восстанавливается водород, образуется щелочная среда: 2h3O + 2ē → h3 + 2OH—;
  • если металл средней активности (от Al до h3), то восстанавливаются и водород, и металл: Fe2+ + 2ē → Fe0 и 2H+2O +2ē → h30 + 2OH—;
  • если металл неактивный (после водорода), то восстанавливается только он: Cu2+ + 2ē → Cu0.

Анодные процессы при электролизе: 

  • кислотный остаток, не содержащий кислорода: 2Cl— – 2ē → Cl20;
  • в случае кислотного остатка, содержащего кислород, или иона F— окисляется вода: 2h3O-2 – 4ē → O20 + 4H+;
  • окисление гидроксид-иона:  4O-2H– – 4ē → O20 + 2h3O;
  • в случае с остатком карбоновой кислоты окислению подвергается углерод: 2Ch4C+3OO– –2ē → 2C+4O2+ Ch4-Ch4.

Пример написания суммарной реакции электролиза: 

  • 2Cu2+SO4 + 2h3O-2 → 2Cu0 + 2h3SO4 + O20
  • Катод (–): 2H+2O +2ē → h30 + 2OH–
  • Анод (+): 2Cl– – 2ē → Cl20

Гидролиз солей

Последняя тема по химии — гидролиз солей, то есть реакция с водой. Он идет в тех случаях, когда ионы соли способны образовать с ионами H+ и OH— (они получаются при диссоциации воды) малорастворимые электролиты. Из этого следует, что соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (например, NaCl), не гидролизуются. Существуют необратимые реакции, но они в школьном курсе не рассматриваются. Как правило, они связаны с взаимным гидролизом нескольких солей. Рассмотрим теорию по обратимому гидролизу для ЕГЭ по химии. В этом случае гидролиз идет по слабому месту. Если это кислота, то по аниону, а если основание — по катиону. В случае, когда обе части соли являются «слабыми», гидролиз идет и по катион  

  • соль образована сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз идет по аниону: Ch4COONa + HOH ↔ Ch4COOH + NaOH;
  • соль образована слабым основанием и сильной кислотой. Реакция идет по катиону: Nh5Cl + HOH ↔ Nh5OH + HCl;
  • соль образована слабым основанием и слабой кислотой. Гидролиз идет и по аниону, и по катиону, среда ближе к нейтральной: Ch4COONh5 + HOH ↔ Ch4COOH +  Nh5OH.

Мы разобрали основные классы неорганических соединений, а также гидролиз и электролиз в химии. Надеемся, что эта шпаргалка поможет вам подготовиться и сдать ЕГЭ. Но не забывайте о важности фундаментальных знаний, которые можно получить в школе или на курсах. Мы уверены, что у вас все получится, и вы обязательно поступите в вуз мечты.

Кислотно-основные свойства солей | Безграничная химия

Соли, из которых производятся базовые растворы

При растворении в воде основной соли образуется раствор с pH более 7,0.

Цели обучения

Отличить основные соли от неосновных солей

Основные выводы

Ключевые моменты
  • В кислотно-основной химии соли - это ионные соединения, образующиеся в результате реакции нейтрализации кислоты и основания.
  • Основные соли содержат сопряженное основание слабой кислоты, поэтому, когда они растворяются в воде, они реагируют с водой с образованием раствора с pH более 7,0.
Ключевые термины
  • основная соль : продукт нейтрализации сильного основания и слабой кислоты; его анион является сопряженным основанием слабой кислоты

В кислотно-основной химии соль определяется как ионное соединение, которое образуется в результате реакции нейтрализации между кислотой и основанием.Таким образом, соли состоят из катионов (положительно заряженных ионов) и анионов (отрицательных ионов), и в их несольватированных твердых формах они электрически нейтральны (без чистого заряда). Ионы, входящие в состав соли, могут быть неорганическими; примеры включают хлорид (Cl - ), органический ацетат (CH 3 COO - ) и одноатомный фторид (F - ), а также многоатомные ионы, такие как сульфат (SO 4 2− ).

Реакция основной соли в воде

Существует несколько разновидностей солей, и в этом разделе мы рассмотрим основные соли.- (\ text {aq}) [/ latex]

Поскольку он способен депротонировать воду и давать щелочной раствор, бикарбонат натрия является основной солью.

Другие примеры основных солей включают:

  • Карбонат кальция (CaCO 3 )
  • Ацетат натрия (NaOOCCH 3 )
  • Цианид калия (KCN)
  • Сульфид натрия (Na 2 S)

Обратите внимание, что для всех этих примеров анион является сопряженным основанием слабой кислоты (угольная кислота, бисульфат (вторая стадия диссоциации серной кислоты), уксусная кислота, синильная кислота, сероводород).

Конъюгированные основы слабой и сильной кислот

Имейте в виду, что соль будет основной, только если она содержит сопряженное основание слабой кислоты . Например, хлорид натрия содержит хлорид (Cl - ), который является сопряженным основанием HCl. Но поскольку HCl - сильная кислота, ион Cl - не является основным в растворе и не способен депротонировать воду.

Бикарбонат натрия : Поскольку бикарбонат-ион является сопряженным основанием угольной кислоты, слабая кислота, бикарбонат натрия дает щелочной раствор в воде.

Соли, образующие кислотные растворы

При растворении в воде кислые соли образуют растворы с pH менее 7,0.

Цели обучения

Объясните образование кислотных солей и их влияние на pH раствора.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Кислотные соли содержат гидролизуемый протон в катионе, анионе или обоих; например, соль бисульфата аммония (NH 4 HSO 4 ) содержит кислый протон как в катионе, так и в анионе.
  • Чтобы определить кислотность / щелочность гидролизуемого аниона, сравните значения K a и K b для иона; если K a > K b , ион кислый; если K b > K a , ион является основным.
Ключевые термины
  • кислотная соль : соль, дающая раствор с pH менее 7,0
  • гидролизуемый : способный диссоциировать в воде

Соли с гидролизуемым катионом

При растворении в воде кислые соли образуют растворы с pH менее 7.0. Это происходит либо из-за присутствия катиона металла, который действует как кислота Льюиса (что будет обсуждаться позже), либо, что довольно часто, из-за гидролизуемого протона в катионе или анионе. Соли с кислотными протонами в катионе чаще всего представляют собой соли аммония или органические соединения, содержащие протонированную аминогруппу. Примеры включают:

  • аммоний (NH 4 + )
  • метиламмоний (CH 3 NH 3 + )
  • этиламмоний (CH 3 CH 2 NH 3 + )
  • анилиний (C 6 H 6 NH 2 + )

Примером кислой соли является соль, содержащая любой из этих катионов с нейтральным основанием, например хлорид аммония (NH 4 Cl).

Соли с гидролизуемыми протонами в анионе

Кислотные соли также могут содержать кислотный протон в анионе. Примеры анионов с кислотным протоном включают:

  • бисульфат (HSO 4 - )
  • дигидроцитрат (H 2 C 6 H 5 O 7 - )
  • биоксалат (HO 2 C 2 O - )

Каждый из этих анионов содержит протон, который слабо диссоциирует в воде.Следовательно, соли, содержащие эти анионы, такие как бисульфат калия, будут давать слабокислые растворы в воде.

Определение кислотности или щелочности гидролизуемого иона

Из предыдущей концепции мы знаем, что соли, содержащие ион бикарбоната (HCO 3 ), являются основными, тогда как соли, содержащие ион бисульфата (HSO 4 ), являются кислыми. Мы определяем, является ли гидролизуемый ион кислотным или основным, сравнивая значения K a и K b для иона; если K a > K b , ион будет кислым, тогда как если K b > K a , ион будет основным.

Хлорид анилиния : Хлорид анилиния является примером кислой соли. Группа NH 3+ содержит кислотный протон, способный диссоциировать в растворе; следовательно, раствор хлорида анилиния в чистой воде будет иметь pH менее 7.

Обзор кислотно-основных свойств соли

Некоторые соли, такие как бикарбонат аммония (NH 4 HCO 3 ), содержат катионы и анионы, которые могут подвергаться гидролизу.

Цели обучения

Предскажите pH раствора соли, содержащей катионы и анионы, оба из которых участвуют в гидролизе.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Основные соли образуются в результате нейтрализации сильного основания слабой кислотой.
  • Кислотные соли образуются в результате нейтрализации сильной кислоты слабым основанием.
  • Для солей, в которых и катион, и анион способны к гидролизу, сравните значения K a и K b , чтобы определить результирующий pH раствора.
Ключевые термины
  • реакция нейтрализации : реакция между кислотой и основанием, в которой образуются вода и соль
  • гидролиз : реакция с водой, в которой разрываются химические связи
  • соль : в кислотно-щелочной химии один из продуктов реакции нейтрализации

Краткое описание кислотных и основных солей

Как мы уже обсуждали, соли могут образовывать кислые или основные растворы, если их катионы и / или анионы гидролизуются (способны реагировать в воде).Основные соли образуются в результате нейтрализации сильного основания и слабой кислоты; например, реакция гидроксида натрия (сильное основание) с уксусной кислотой (слабая кислота) даст воду и ацетат натрия. Ацетат натрия - основная соль; Ион ацетата способен депротонировать воду, тем самым повышая pH раствора.

Кислотные соли являются противоположностью основных солей; они образуются в реакции нейтрализации между сильной кислотой и слабым основанием. - ( \ text {aq}) [/ latex]

Однако, как мы уже обсуждали, ион аммония действует в растворе как слабая кислота, а ион бикарбоната действует как слабое основание.{-8} [/ латекс]

Поскольку оба иона могут гидролизоваться, будет ли раствор бикарбоната аммония кислотным или основным? Мы можем определить ответ, сравнив значения K a и K b для каждого иона. В этом случае значение K b для бикарбоната больше, чем значение K a для аммония. Следовательно, бикарбонат немного более щелочной, чем аммоний кислый, а раствор бикарбоната аммония в чистой воде будет слабощелочным (pH> 7.0). Таким образом, если соль содержит два иона, которые гидролизуются, сравните их значения K a и K b :

  • Если K a > K b , раствор будет слабокислым.
  • Если K b > K a , решение будет несколько простым.

Гидролиз солей : В этом видео рассматривается гидролиз кислой соли, основной соли и соли, в которой оба иона гидролизуются.

Кислотно-основные свойства оксидов | Безграничная химия

Основные и амфотерные гидроксиды

Некоторые гидроксиды металлов являются амфотерными или способны действовать как кислота или основание.

Цели обучения

Укажите условия, при которых амфотерные гидроксиды действуют как кислоты.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Амфотерные молекулы могут действовать как кислоты или основания.
  • Гидроксиды с сильно заряженными катионами металлов часто являются амфотерными.
  • Амфотерные гидроксиды действуют как основания Бренстеда-Лоури (принимающие протоны) или кислоты Льюиса (принимающие электронную пару), в зависимости от условий реакции.
Ключевые термины
  • основание : акцептор протона или донор электронной пары
  • Кислота Льюиса : акцептор электронной пары

До сих пор в нашем обсуждении кислот и оснований гидроксиды всегда были синонимами оснований. Теперь мы рассмотрим амфотерные гидроксиды, то есть соли гидроксидов, которые могут действовать как кислота или основание, в зависимости от условий реакции.Начнем с известного случая, когда гидроксид действует как основание.

Реакция амфотерных гидроксидов в кислом растворе

Одним из наиболее распространенных и известных примеров амфотерного гидроксида является гидроксид алюминия, Al (OH) 3 . Из наших правил растворимости мы знаем, что Al (OH) 3 в значительной степени нерастворим в нейтральной воде; однако в сильнокислом растворе ситуация меняется. Например, рассмотрим реакцию Al (OH) 3 с HCl:

[латекс] \ text {HCl} (\ text {aq}) + \ text {Al} (\ text {OH}) _ 3 (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {AlCl} _3 (\ text {aq }) + 3 \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l}) [/ latex]

Это классическая реакция кислотно-щелочной нейтрализации: HCl полностью протонирует все три гидроксида на моль Al (OH) 3 , давая чистую воду и соль AlCl 3 . - (\ text {aq}) [/ latex]

Здесь гидроксид алюминия захватывает ион гидроксида из раствора, тем самым действуя как кислота Льюиса.Как это возможно? Рассмотрим структуру Льюиса для Al (OH) 3.

Центральный атом алюминия электронодефицитный - он образует только три связи, и правило октетов не выполняется; таким образом, Al 3+ вполне счастлив принять пару электронов и образовать еще одну связь при правильных условиях. В основном растворе он образует связь с ионом OH - , вытягивая его из раствора и понижая pH раствора.

Заключение

Гидроксиды металлов с сильно заряженным центральным атомом металла могут быть амфотерными.Помимо алюминия, такие металлы, как цинк, олово, свинец и бериллий, также могут образовывать амфотерные оксиды или гидроксиды. Ведут себя такие гидроксиды как кислоты или основания, зависит от pH окружающего раствора.

открытых учебников | Сиявула

Математика

Наука

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 7A

        • Марка 7Б

        • Оценка 7 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 7А

        • Граад 7Б

        • Граад 7 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 8A

        • класс 8Б

        • Оценка 8 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 8А

        • Граад 8Б

        • Граад 8 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 9А

        • Марка 9Б

        • 9 класс (A и B вместе)

      • Африкаанс

        • Граад 9А

        • Граад 9Б

        • Граад 9 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 4A

        • Класс 4Б

        • Класс 4 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 4А

        • Граад 4Б

        • Граад 4 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 5А

        • Марка 5Б

        • Оценка 5 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 5А

        • Граад 5Б

        • Граад 5 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 6A

        • класс 6Б

        • 6 класс (A и B вместе)

      • Африкаанс

        • Граад 6А

        • Граад 6Б

        • Граад 6 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

Наша книга лицензионная

Эти книги не просто бесплатные, они также имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (брендированные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий.Вы можете делать ксерокопии, распечатывать и распространять их сколько угодно раз. Вы можете скачать их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственным ограничением является то, что вы не можете адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, спонсорские логотипы и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.

Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без бренда)

Эти небрендированные версии одного и того же контента доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, трансформировать, модифицировать или дополнять их любым способом, с единственным требованием - дать соответствующую оценку Siyavula. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

CHEM 101 - Кислоты и основания (введение)

ОБЩИЕ ТЕМЫ ХИМИИ

Кислоты и основания - Введение

Кислоты и основания: определение Обычные кислоты и основания, сильные и слабые pH, pOH и другие логарифмические функции

Кислоты и основания знакомы большинству из нас, в основном с точки зрения их общих качественных характеристик, но химик ищет чтобы понять их на более фундаментальном уровне.Знакомство с химией ионов в растворе служит хорошим начальным отправной точкой для изучения кислотно-щелочной химии, поскольку кислоты и основания в водном растворе (где вода является растворителем) можно рассматривать как наличие определенные типы ионов. Первое и простейшее определение кислота - это определение Аррениуса , в котором говорится, что кислота - это вещество, которое образует в воде ионы водорода или состоит из них, H + ( водн ).Соответствующее Аррениусовское определение основания - это вещество который создает или состоит из гидроксид-ионов в воде, OH - ( водн. ).

Существует семь распространенных сильных кислот (перечисленных в таблице ниже), которые полностью ионизировать до иона гидроксония и сопряженный анион в воде. Это делает сильные кислоты сильными электролиты . Остальные кислоты ионизируются лишь частично - это слабые кислоты , которые, соответственно, являются слабыми электролитами.Первичным примером слабой кислоты является обычная органическая кислота уксусная кислота (этановая кислота). Уксус содержит уксусную кислоту в низкой концентрации. Формула уксусной кислоты обычно записывается как CH 3 COOH, с кислотным водородом в списке последним. Обратите внимание, что все кислоты, перечисленные в таблице, являются молекулярными соединениями. Примерами сильных оснований являются растворимые гидроксиды металлов, наиболее распространены гидроксид натрия (NaOH) и гидроксид калия (КОН).Нашим основным примером слабого молекулярного основания является водный раствор аммиака, NH 3 ( водн. ). В водном растворе небольшая часть молекул водного аммиака реагирует с образованием водных ионов аммония и гидроксида.

Кислоты и основания давно известны как химические противоположности, поскольку они подвергаются реакции нейтрализации . Ниже рассматривается пример реакции нейтрализации. Кислотно-основное титрование - количественное, стехиометрическое измерение реакции нейтрализации.

pH, pOH и другие логарифмические функции

Чтобы определить не только, действует ли данное соединение как кислота или основание при смешивании с водой, но также для измерения , насколько кислотный или насколько основной может быть данный водный раствор, шкала pH определена.PH - это логарифмический функция концентрации H + ( водн. ),

pH = - log [H + ]

Обратите внимание, что знак минус в определении создает обратную связь между [H + ] и pH. Очень высокий [H + ] означает низкий pH, и наоборот. Но величина pH колеблется намного меньше, чем [H + ]. Это характерно для логарифмические функции, и сделать их полезными в случаях, когда количества изменяются на много порядков.Другой пример такой величины - K eq , константа равновесия константа равновесия для реакции. Мы хотим иметь возможность использовать значения p K , где

p K = - лог K

для количественной оценки силы кислот по той же шкале, что и шкала pH.

В диапазоне концентраций ионов гидроксония, с которым мы обычно сталкиваемся, pH находится в диапазоне от 0 до 14.Как мы уже хорошо знаем, pH равен 7, то есть [H + ] = 1,0 × 10 −7 M - считается нейтральным, pH менее 7 считается кислым, а pH> 7 - основным. В качестве меры основности и аналога pH мы вводим pOH, определяемый как

pOH = - log [OH - ]

Существует простая, но важная взаимосвязь между pH и pOH в водных растворах кислых и основные соединения

pH + pOH = 14

который основан на определении и значении константы ионизации K w , что обсуждается далее здесь .

Кислотно-основные реакции

Можно описать множество реакций с участием кислот и оснований. Сильная кислота легко реагирует с сильным основанием в так называемом нейтрализация реакция. Другие примеры включают реакцию сильной кислоты и карбонатсодержащего вещества. растворов, и реакция углекислого газа (пример ангидрид кислоты) с водой.

Кислотно-щелочная нейтрализация

Нашим основным примером сильной кислоты является соляная кислота HCl ( водн. ).Соляная кислота образуется при растворении хлористого водорода, гетеродиатомного газа, в воде:

HCl ( г, ) → HCl ( водн. )

Как сильная кислота, соляная кислота является сильным электролит , поскольку молекула хлористого водорода в воде полностью реагирует с водой с образованием ионов. Это представлено уравнением

HCl ( водн. ) + H 2 O ( л ) → H 3 O + ( водн. ) + Cl - ( водн. )

или в эквивалентной, часто используемой сокращенной форме

HCl ( водн. ) → H + ( водн. ) + Cl - ( водн. )

Подобно растворению любого водорастворимого ионного соединения ( e.г . натрия хлорид), HCl полностью превращается в ионы в воде. Растворимые ионные соединения и сильные кислоты оба являются сильными электролитами, но последние являются молекулярными соединениями которые фактически вступают в реакцию с водой, о чем свидетельствует производство ион гидроксония , или H 3 O + ( водн.) , который обычно сокращается как H + ( aq ), как показано во втором уравнении выше. Гидроксид натрия с сильным основанием (NaOH) - это ионное соединение, которое хорошо растворяется в воде. и полностью распадается на составляющие ионы:

NaOH ( водн. ) → Na + ( водн. ) + OH - ( водн. )

Смешивание растворов соляной кислоты и гидроксида натрия приводит к Реакция кислотно-щелочной нейтрализации .Приведенная ниже серия химических уравнений иллюстрирует несколько форм реакций. с участием ионных частиц.

Давайте посмотрим на этот ряд, на каждое уравнение по очереди. Первое уравнение - это так называемое «молекулярное» или формульное уравнение. Второе уравнение - это полное ионное уравнение . Затем повторяется полное ионное уравнение, но исключаются виды, которые выглядят одинаково с обеих сторон. , что приводит к окончательному уравнению, чистое ионное уравнение .Для реакции нейтрализации между любой монопротонной сильной кислотой и сильным основанием, результирующее чистое ионное уравнение будет таким же, как показано выше для HCl и NaOH.

В качестве другого примера рассмотрим реакцию, протекающую между сильной кислотой и карбонатные соединения. Если смешаны растворы соляной кислоты и карбоната натрия, какие продукты мы бы предсказали для реакции?

HCl ( водн. ) + Na 2 CO 3 ( водн. ) →?

Здесь при переключении ионных партнеров водород играет роль парного катиона. с карбонатом, в то время как натрий и хлорид представляют собой растворимую пару ионов.Первое уравнение показывает, какие продукты должны быть сформированы, уравнение сбалансировано. со всеми видами, представленными в виде нейтральных формульных единиц («молекулярное» уравнение). Уравнение верное, однако, чтобы учесть то, что на самом деле наблюдается. в этом случае химия продукта H 2 CO 3 , известного как угольная кислота , необходимо добавить.

Тем не менее, ионные формы этого первого уравнения могут быть записаны.Уравнение (2a) показывает полное ионное уравнение и (2b) то же самое, но с ионами-наблюдателями, которые будут выпадают, чтобы получить чистое ионное уравнение, отмеченное крестиками. Чистое ионное уравнение (3) показывает производство угольной кислоты из водорода (гидроксония) и карбонат-ионы. Как продемонстрировано в лаборатории (в которой схема идентификации аниона в раствор, основанный на растворимости и других наблюдениях) смешивание соляная кислота и карбонат натрия вызывают сильное пузырение, что указывает на добыча газа.Это наблюдение объясняется нестабильностью угольной кислоты. Его склонность к разложению на воду и диоксид углерода представлена ​​уравнением (4). Сумма уравнений (3) и (4) дает уравнение (5), которое представляет собой истинную чистую ионную уравнение для полной реакции, наблюдаемой для сильной кислоты и карбоната.

В приведенном выше примере показано производство CO 2 за счет комбинации сильных кислот и карбонат-ионов. Что происходит, когда углекислый газ растворяется в воде, как при производстве газированных напитков, или как глобальный атмосферный CO 2 уровни повышаются? Первая реакция будет обратной по отношению к (4) выше, т.е.е. Реакция диоксида углерода с водой для получения угольной кислоты. Последние могут диссоциировать (вернее чем разлагаются обратно на реагенты) с образованием иона водорода (гидроксония) в воде:

H 2 CO 3 ( водн. ) → H + ( водн. ) + HCO 3 - ( водн. )

Это говорит нам о том, что углекислый газ имеет некоторую тенденцию вступать в реакцию с водой. (в том, что мы можем назвать "реакцией на газировку"), и когда CO 2 в изобилии, эта реакция подкисляет воду.Двуокись углерода и некоторые другие оксиды неметаллов, такие как SO 2 и SO 3 известны как ангидриды кислот из-за их способности подкислять воду.

Аналогом реакции углекислого газа с сильной кислотой является реакция сильное основание с ионом аммония, приводящее к образованию воды и аммиака. Последовательность уравнений ниже снова показывает прогрессию от молекулярной / нейтральной формулы уравнение к окончательному чистому ионному уравнению через полное ионное уравнение, из которого ионы-зрители аннулируются.

Часть аммиака, образующегося в этой реакции, оставляет водную фазу в виде чистого газообразного вещества. аммиак, NH 3 ( г, ). Его запах очевиден, когда эта реакция проводится в лаборатории. Обратите внимание, что формальный продукт NH 4 OH, предсказанный по реагентам в первом уравнении путем обмена ионными партнерами лучше всего рассматривать как промежуточное звено, ведущее к стабильным продуктам - аммиаку и воде.

Дальнейшие исследования кислотно-щелочной химии

Более широкие рамки для кислот, оснований и их реакций обеспечиваются Brønsted-Lowry определение.Слабые кислоты и основания являются важными примерами химическое равновесие , и понимание Слабое кислотное и слабое основное равновесие незаменим для биологических приложений общей химии.


Таблица 1
: Сильная и слабая кислоты


Сильные кислоты

Слабые кислоты
название кислоты и формула тип название кислоты и формула тип


соляная кислота - HCl
бромистоводородная кислота - HBr
йодистоводородная кислота - HI
галогенидов водорода плавиковая кислота - HF галогенводород
фосфорная кислота - H 3 PO 4
сернистая кислота - H 2 SO 3
хлористая кислота - HClO 2
хлорноватистая кислота - HClO
угольная кислота - H 2 CO 3
оксикислоты
азотная кислота - HNO 3
серная кислота - H 2 SO 4
хлорная кислота - HClO 4
хлорная кислота - HClO 3
оксикислоты
см. Специальное примечание ниже *
муравьиная кислота - HCOOH
уксусная кислота - CH 3 COOH
бензойная кислота - C 6 H 5 COOH
органические (карбоновые кислоты)

* Специальное примечание по угольной кислоте: H 2 CO 3 разлагается на диоксид углерода и воду:

H 2 CO 3 ( водн. ) → H 2 O ( л ) + CO 2 ( водн. )

Углекислый газ имеет ограниченную растворимость в воде при атмосферном давлении, поэтому наблюдается характерное шипение газированной воды:

CO 2 ( водн. ) → CO 2 ( г )


Таблица 2
: Сильные и слабые основания


Прочные основания

Слабые основания
базовое имя и формула тип базовое имя и формула тип


гидроксид лития - LiOH
гидроксид натрия - NaOH
гидроксид калия - КОН
гидроксид рубидия - RbOH
гидроксид цезия - CsOH
гидроксид щелочного металла аммиак - NH 3 молекулярная
карбонат - CO 3 2– ( водн. ) оксоанионы
гидроксид тетраалкиламмония, R 4 NOH # гидроксид четвертичного аммония
метиламин - CH 3 NH 2
органические (амины на основе аммиака)
оксид натрия - Na 2 O
оксид калия - K 2 O
оксиды металлов (основные ангидриды)
ацетат - CH 3 COO - органических анионов ( у.е.грамм. карбоксилатов)

# Примечание : Как и гидроксиды металлов, это соединения с ионным характером.Они состоят из катиона четвертичного амина, тетраалкиламмония. (R представляет собой алкильную группу, такую ​​как метил, CH 3 ), и гидроксид-анион: [R 4 N + ] и OH - соответственно.

Некоторые источники считают нерастворимые гидроксиды, такие как Mg (OH) 2 , слабыми основаниями. Они создают относительно небольшое количество OH - ( водн. ). из-за их низкой растворимости.

Характеристики кислот, оснований и солей

Кислоты, основания и соли являются частью множества вещей, с которыми мы ежедневно сталкиваемся. Кислоты придают цитрусовым кислый вкус, в то время как основания, такие как аммиак, содержатся во многих типах чистящих средств.Соли - это продукт реакции между кислотой и основанием. Распространенным методом определения кислоты или основания является лакмусовая бумажка, но есть и другие характеристики, которые могут помочь вам определить кислоты, основания и соли.

Кислоты

Кислоты имеют кислый вкус. Лимонная кислота - это то, что придает кислый вкус лимонов, апельсинов и других цитрусовых, в то время как уксусная кислота придает кислый вкус уксусу. Кислота превратит лакмусовую бумажку в красный цвет. Лакмус - это растительный краситель, который становится красным, чтобы указать на кислоту, и синим, чтобы указать на основание.Кислоты также содержат связанный водород. Согласно веб-сайту Journey Into Science, когда металлы, такие как цинк, помещаются в кислоту, происходит реакция. Кислота и цинк будут пузыриться и выделять водород. Кислоты также выделяют водород в воду.

Кислоты также проводят электричество и реагируют с основаниями с образованием воды и соли. Кислоты подразделяются на сильные и слабые. Сильная кислота отделяется или отделяется в водном растворе, а слабая кислота - нет.

Базы

••• Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images

Основания - это ионные соединения, содержащие ионы металлов и водорода. Основа горькая на вкус и скользкая при растворении в воде. Например, если растереть между пальцами нашатырный спирт, вы почувствуете скользкость основы. Мыло скользкое, потому что оно также содержит основу. При размещении на красной лакмусовой бумаге основы станут синими. Основания также выделяют в воде ионы гидроксида. Гидроксид аммония или аммиак - обычное основание, используемое в таких соединениях, как азотная кислота, а также в бытовых чистящих средствах.

Так же, как кислоты нейтрализуют основания, основание нейтрализует кислоту. Например, гидроксид магния, содержащийся в молоке магния, нейтрализует желудочную кислоту.

Соли

••• Jupiterimages / Pixland / Getty Images

Соль - это соединение, которое представляет собой сочетание кислоты и основания. Есть много химических соединений, которые классифицируются как соли согласно Journey Into Science. Чаще всего используется поваренная соль или хлорид натрия. Пищевая сода или бикарбонат натрия также является солью.Соли обычно состоят из металлических и неметаллических ионов; он отделяется в воде, потому что прочно связанные ионы, присутствующие в солях, ослабляются.

Соли могут быть разных цветов и иметь любой из пяти вкусов, включая соленый, сладкий, горький, кислый или пикантный. Их запах зависит от кислоты и основания, из которых он состоит. Соли, состоящие из сильных кислот и оснований, называемые сильными солями, не имеют запаха. Соли, изготовленные из слабых оснований и кислот, называемые слабыми солями, могут пахнуть кислотой или основанием, из которых они сделаны.Например, уксус пахнет уксусной кислотой, а цианиды пахнут цианистым водородом, имеющим запах миндаля.

Кислоты, основания, соли | CPD

Хлорид натрия - это источник натрия в нашем рационе, необходимый для передачи нервных импульсов и поддержания надлежащего баланса жидкости в организме. На протяжении всей истории люди использовали эту соль для консервирования мяса, очистки ран и изготовления мыла.

Хлорид натрия является одним из примеров соли. В химии термин «соль» относится к группе ионных соединений, образованных в результате реакции нейтрализации между кислотой и основанием.

Понятия кислот, оснований и солей вводятся в начале обучения в средней школе, развиваются и уточняются по мере успеваемости учащихся и лежат в основе многих будущих тем. Вот несколько идей, которые помогут заинтересовать студентов, избежать неправильных представлений и связать практическую работу с основными концепциями.

Что нужно знать студентам

  • Кислоты - это водородсодержащие вещества с кислым вкусом, которые образуют растворы со значением pH менее 7. Обычные примеры включают соляную кислоту, серную кислоту, лимонную кислоту и этановую кислоту (уксус / уксусная кислота).
  • Основания - это группа веществ, нейтрализующих кислоты.
  • Растворимые основания называются щелочами. Они кажутся скользкими, мыльными и образуют растворы со значением pH выше 7. Обычные примеры включают гидроксид натрия, гидроксид магния, гидрокарбонат натрия (бикарбонат натрия), гипохлорит натрия и аммиак.
  • Нейтрализация - это реакция между кислотой и щелочью с образованием соли и воды.
  • Соли без запаха и имеют соленый вкус, многие из них растворимы в воде.Общие примеры включают хлорид натрия, йодид калия, карбонат кальция и сульфат меди.
  • Шкала pH используется для измерения кислотности и щелочности.
  • Индикаторы - это вещества, меняющие цвет при изменении кислотности / щелочности. Лакмус - общий индикатор; щелочные растворы окрашиваются в красный лакмусовый синий цвет, а кислые растворы становятся синими лакмусовыми красками.
  • Кислоты могут реагировать с некоторыми металлами с образованием соли и газообразного водорода.

Идеи для занятий

Учащиеся имеют богатый опыт работы с кислотами, основаниями и солями, накопленный как в школе, так и в повседневной жизни.Стоит начать тему с выявления имеющихся у них идей путем совместного построения интеллект-карты. Будьте внимательны к недопониманиям и постарайтесь устранить их, прежде чем двигаться дальше.

Использование реальных примеров и анекдотов в классе может помочь закрепить идеи. Загрузите подборку анекдотов о кислотах, основаниях и солях (MS Word или pdf).

Использование реальных примеров и анекдотов в классе может помочь закрепить идеи. Загрузите подборку анекдотов о кислотах, основаниях и солях с веб-сайта Education in Chemistry : rsc.li / 2Oj0lQk.

Одна особая проблема, которая может возникнуть при добавлении лабораторных кислот и щелочей, заключается в том, что они оба похожи на воду. Учащимся сложно использовать химические свойства для характеристики этих растворов. Задача «Мудрец и писец» может использоваться для демонстрации ограничений визуального описания и усиления необходимости искать наличие или отсутствие определенных характеристик или свойств. Загрузите информацию об учениках (MS PowerPoint или pdf) и заметки учителя (MS Word или pdf) для этого упражнения.

Одна особая проблема, которая может возникнуть при добавлении лабораторных кислот и щелочей, заключается в том, что они оба похожи на воду. Учащимся сложно использовать химические свойства для характеристики этих растворов. Задача «Мудрец и писец» может использоваться для демонстрации ограничений визуального описания и усиления необходимости искать наличие или отсутствие определенных характеристик или свойств. Загрузите информацию об учениках и заметки для учителей для этого упражнения: rsc.li/2Oj0lQk.

В этом упражнении мудрец должен описать простое изображение двум писцам.Один писец записывает описание мудреца, а другой пытается нарисовать по нему рисунок. Могут ли переписчики идентифицировать изображение? Описания субъективны и могут быть неправильно истолкованы, тогда как идентификация требует объективного подхода.

Свяжите эту идею с тем, как мы можем четко различать два раствора, которые выглядят как вода, особенно с использованием индикаторов с кислотами и щелочами.

Стремитесь одинаково вводить кислоты и щелочи, а не сосредотачиваться только на кислотах.В качестве домашнего задания попросите учащихся определить бытовые вещества, которые являются кислотами и щелочами. Их обычно можно найти на кухне и в ванной комнате. Например, уксус и лимонный сок являются кислотами, а разрыхлитель и зубная паста - щелочами. Студент может принести образцы и протестировать их с помощью кислоты или щелочи? Кислый или щелочной? Мероприятия. Затем активность Color creactions может быть использована для введения универсального индикатора и шкалы pH перед переходом к нейтрализации.

Стремитесь одинаково вводить кислоты и щелочи, а не сосредотачиваться только на кислотах.В качестве домашнего задания попросите учащихся определить бытовые вещества, которые являются кислотами и щелочами. Их обычно можно найти на кухне и в ванной комнате. Например, уксус и лимонный сок являются кислотами, а разрыхлитель и зубная паста - щелочами. Студент может принести образцы и протестировать их с помощью «Кислота или щелочь? Кислая или щелочная активность? ’(Rsc.li/2PueBT7). Затем активность «Цветные реакции» можно использовать для введения универсального индикатора и шкалы pH перед переходом к нейтрализации (rsc.li / 2CaCriy).

Важно продумать, чему вы хотите, чтобы учащиеся узнали из этих заданий, и как этого можно достичь. Время должно быть поровну разделено между практическими занятиями (включая просмотр демонстраций и видео) и последующей умственной деятельностью по обсуждению основных концепций и идей. Учащиеся могут совместно работать над развитием своего понимания, используя структурированные беседы, которые позволяют установить связи между практической работой и лежащими в основе концепциями.

Связь практических задач с основополагающими концепциями

Помните, что время, выделяемое на практическую работу, должно быть поровну разделено между практическими занятиями и установлением связей между явлениями и лежащими в их основе концепциями.

Призывайте студентов наблюдать и интерпретировать, задавая вопросы. Попробуйте повторить их ответы на правильном языке. Например, замените «проделал дыру» или «прожжил» на «корродировал».

С практикой студенты могут вести свои собственные практические беседы в своей группе.У структурированных разговоров должны быть строгие ограничения по времени. Строительные леса, такие как основы предложений, побуждают как слушать, так и отвечать друг другу.

Вопросы
  • Что вы наблюдали?
  • Что вы можете сделать из этого?
  • Почему…?
  • Что вы думаете о…?
  • Каковы последствия для…?
  • Как может…?
Основы приговора
  • Я видел…
  • Я думаю, это показывает…
  • Это говорит о том, что…
  • Думаю, это говорит нам…
  • А как насчет…?
  • Я с вами не согласен, потому что…
  • Не понимаю…

Распространенные заблуждения

Студенты часто считают, что только кислоты вызывают коррозию и их можно идентифицировать, потому что они разъедают / сжигают материалы.Однако щелочи также могут быть очень агрессивными, как показано на видео о банках из-под кока-колы.

Студенты часто считают, что только кислоты вызывают коррозию и их можно идентифицировать, потому что они разъедают / сжигают материалы. Однако щелочи также могут вызывать сильную коррозию, как показано в видеоролике «Коксовые банки в кислоте и щелоче» (bit.ly/2C5YyXv).

Используйте видео как подсказку, чтобы выявить идеи коррозии. Объясните, что коррозию можно определить как «разрушение или разрушение материала из-за реакции с окружающей средой».Деградация - это изменение объемных свойств материала, который будет выглядеть иначе, станет более слабым или даже разрушится из-за химических изменений. Это описание побуждает студентов видеть материалы как на макроскопическом (объемном) уровне, так и на субмикроскопическом (частицы) уровне. Например, раствор гидроксида натрия добавляется в алюминиевую банку, которая распадается с выделением газа (макроскопически), потому что частицы гидроксида натрия реагируют с частицами алюминия с образованием соли алюминия и газообразного водорода (субмикроскопические). .

Используйте видео как подсказку, чтобы выявить идеи коррозии. Объясните, что коррозию можно определить как «разрушение или разрушение материала из-за реакции с окружающей средой». Деградация - это изменение объемных свойств материала, который будет выглядеть иначе, станет более слабым или даже разрушится из-за химических изменений. Это описание побуждает студентов видеть материалы как на макроскопическом (объемном) уровне, так и на субмикроскопическом (частичном) уровне (подробнее о том, как заставить ваших студентов задуматься о том, как они учатся: rsc.li / 2C596X0). Например, раствор гидроксида натрия добавляется в алюминиевую банку, которая распадается с выделением газа (макроскопически), потому что частицы гидроксида натрия реагируют с частицами алюминия с образованием соли алюминия и газообразного водорода (субмикроскопические). .

Старайтесь избегать использования антропоморфных описаний, таких как «атаковать» или «съесть». Эти термины, как правило, приводят к представлениям о химических веществах, которые «хотят» или «нуждаются» в реакции. Это усложнит учащимся четкое понимание того, как и почему протекают химические реакции.

Формирующее оценивание

Сопоставление концепций - полезный инструмент для усиления связи этой темы с учебной программой. Упражнение «Пересмотр кислот» (rsc.li/2OTINtu) было адаптировано как оценивание для учебной деятельности (rsc.li/2A365VQ).

Предоставьте студентам возможность практиковаться как в более длинных ответах (четыре и шесть баллов), так и в вопросах с несколькими вариантами ответов (одна оценка) при подготовке к экзаменам. Покажите вопрос и дайте студентам две минуты, чтобы написать свой ответ на мини-доске.Важно отметить, что попросите их написать, почему они выбрали свой ответ. Это дает возможность выявить недопонимание и незамедлительно дать обратную связь.

Переход к 14–16

В уроках 14–16 используется более сложная модель кислотности, основанная на ионах водорода и гидроксида. Кислоты выделяют ионы водорода (H + ) в растворе и ионы гидроксида щелочей (OH - ).

pH формально определяется как логарифмическая мера концентрации ионов водорода.Нейтрализация определяется как реакция ионов водорода и гидроксид-ионов с образованием воды. Также проводится различие между разбавленным / концентрированным (количество вещества) и слабым / сильным (степень ионизации). Наконец, есть специальные устройства и методы, которые необходимо использовать и понимать, включая скорость реакции и титрование (см. Наши руководства по практической работе в спецификациях GCSE).

pH формально определяется как логарифмическая мера концентрации ионов водорода. Нейтрализация определяется как реакция ионов водорода и гидроксид-ионов с образованием воды.Также проводится различие между разбавленным / концентрированным (количество вещества) и слабым / сильным (степень ионизации). Наконец, есть специальные устройства и методы, которые необходимо использовать и понимать, включая скорость реакции и титрование (см. Наши руководства по практической работе в спецификациях GCSE: rsc.li/2pIPwbD).

Итого

  • Кислые и щелочные растворы можно идентифицировать по их химическим свойствам.
  • Усилить твердую природу кислот, оснований и солей, чтобы учащиеся отошли от простого упоминания об объемных свойствах и антропоморфных описаниях, таких как «съел дыры».
  • Обозначьте связь между практической работой и основополагающими концепциями, используя макроскопические и субмикроскопические представления.
  • Эта тема лежит в основе многих будущих тем, включая синтез и анализ химических веществ.

Определения кислот и оснований и роль воды

Определения кислот и оснований
и роль воды


Свойства кислот и Основания согласно Boyle

В 1661 году Роберт Бойль резюмировал свойства кислот следующим образом: следует.

1. Кислоты имеют кислый вкус.

2. Кислоты едкие.

3. Кислоты изменяют цвет некоторых растительных красителей, например лакмус, от синего до красного.

4. Кислоты теряют кислотность при сочетании с щелочи.

Название «кислота» происходит от латинского acidus , что означает "кислый" и относится к резкому запаху и кисловатый вкус многих кислот.

Примеры: уксус кислый на вкус, потому что это разбавленный раствор. уксусной кислоты в воде.Лимонный сок кислый на вкус, потому что он содержит лимонную кислоту. Молоко скисает, когда портится, потому что образуется молочная кислота, и неприятный кисловатый запах гнилого мясо или масло можно отнести к таким соединениям, как масляная кислоты, образующиеся при порче жира.

В 1661 году Бойль резюмировал свойства щелочей следующим образом: следует.

  • Щелочи кажутся скользкими.
  • Щелочи меняют цвет лакмусовой бумажки с красного на синий.
  • Щелочи становятся менее щелочными в сочетании с кислоты.

По сути, Бойль определил щелочи как вещества, которые потребляют, или нейтрализовать кислоты. Кислоты теряют свойственный кислый вкус и способность растворять металлы при их смешивании со щелочами. Щелочи даже обращают вспять изменение цвета, которое происходит, когда лакмусовая контактирует с кислотой. Со временем стали известны щелочи. как базы , потому что они служат "базой" для делая определенные соли.


Аррениус Определение кислот и оснований

В 1884 году Сванте Аррениус предположил, что соли, такие как NaCl диссоциируют, когда они растворяются в воде, давая частицы, которые он называется ионов .

H 2 O
NaCl ( с ) Na + ( водн. ) + Cl - ( водн. )

Три года спустя Аррениус расширил эту теорию, предложив что кислоты - нейтральные соединения, которые ионизируют , когда они растворяются в воде с образованием ионов H + и соответствующего отрицательный ион.Согласно его теории, хлористый водород - это кислоты, потому что она ионизируется, когда растворяется в воде, чтобы дать ионы водорода (H + ) и хлорида (Cl - ) как показано на рисунке ниже.

H 2 O
HCl ( г ) H + ( водн. ) + Cl - ( водн. )

Аррениус утверждал, что основания - это нейтральные соединения, которые либо диссоциировать или ионизировать в воде с образованием ионов OH - и положительный ион.NaOH является основанием Аррениуса, потому что он диссоциирует в вода с образованием гидроксида (OH - ) и натрия (Na + ) ионы.

H 2 O
NaOH ( с ) Na + ( водн. ) + OH - ( водн. )

Аррениусовая кислота , следовательно, любое вещество, которое ионизируется при растворении в воде с образованием H + , или водород, ион.

Основание Аррениуса - это любое вещество, которое дает ОН -, или гидроксид, ион, когда он растворяется в воде.

Кислоты Аррениуса включают такие соединения, как HCl, HCN и H 2 SO 4 которые ионизируются в воде с образованием иона H + . Аррениус основания включают ионные соединения, которые содержат OH - ион, такой как NaOH, KOH и Ca (OH) 2 .

Эта теория объясняет, почему кислоты обладают схожими свойствами: характерные свойства кислот возникают из-за присутствия ион H + , образующийся при растворении кислоты в воде.Это также объясняет, почему кислоты нейтрализуют основания и наоборот. Кислоты предоставить ион H + ; базы обеспечивают OH - ион; и эти ионы объединяются, образуя воду.

H + ( водн. ) + OH - ( водн. ) H 2 O ( л )

Теория Аррениуса имеет несколько недостатков.

  • Может применяться только к реакциям, протекающим в воде. потому что он определяет кислоты и основания с точки зрения того, что происходит, когда соединения растворяются в воде.
  • Это не объясняет, почему некоторые соединения, в которых водород имеет степень окисления +1 (например, HCl) растворяется в вода для получения кислых растворов, тогда как другие (например, CH 4 ) нет.
  • Только соединения, содержащие ион OH - можно отнести к базам Аррениуса. Аррениус теория не может объяснить, почему другие соединения (такие как Na 2 CO 3 ) обладают характерными свойствами оснований.


Роль H + и ОН - Ионы в химии водных растворов

Кислород

Becuase ( EN = 3,44) намного электроотрицательнее чем водород ( EN = 2,20), электроны в HO связи в воде не разделяются поровну между водородом и кислородом атомы.Эти электроны притягиваются к атому кислорода в центре молекулы и вдали от атомов водорода на любом конец. В результате молекула воды полярная . Кислород атом несет частичный отрицательный заряд (-), а атомы водорода несут частичный положительный заряд (+).

Когда они диссоциируют с образованием ионов, молекулы воды образуют положительно заряженный ион H + и отрицательно заряженный ион OH - .

Возможна и обратная реакция. Ионы H + могут объединяться с ионами OH - с образованием нейтральные молекулы воды.

Тот факт, что молекулы воды диссоциируют с образованием H + и ионы OH - , которые затем могут рекомбинировать с образованием воды молекул, указывается следующим уравнением.


До какой степени Вода диссоциирует с образованием ионов?

При 25 ° C плотность воды составляет 0,9971 г / см 3 , или 0,9971 г / мл. Следовательно, концентрация воды составляет 55,35 моль.

Концентрация ионов H + и OH - образованных диссоциацией нейтральных молекул H 2 O при эта температура всего 1.0 x 10 -7 моль / л. Соотношение концентрации иона H + (или OH - ) концентрации нейтральных молекул H 2 O составляет поэтому 1,8 x 10 -9 .

Другими словами, только около 2 частей на миллиард (ppb) молекулы воды диссоциируют на ионы при комнатной температуре. В На рисунке ниже показана модель из 20 молекул воды, одна из которых диссоциировал с образованием пары H + и OH - ионы.Если бы эта иллюстрация была фотографией с очень высоким разрешением структуры воды мы бы встретили пару H + и OH - ионов в среднем только один раз на каждые 25 миллион таких фотографий.


Оперативный Определение кислот и оснований

Тот факт, что вода диссоциирует с образованием H + и OH - ионов в обратимой реакции - основа для оперативного определение кислот и оснований более мощное, чем определения, предложенные Аррениусом.С практической точки зрения, кислота любое вещество, повышающее концентрацию H + ион, когда он растворяется в воде. База - любое вещество что увеличивает концентрацию иона OH - при растворяется в воде.

Эти определения связывают теорию кислот и оснований с простой лабораторный тест на кислоты и щелочи. Чтобы решить, будет ли соединение представляет собой кислоту или основание, мы растворяем его в воде и тестируем решение, чтобы узнать, является ли H + или OH - концентрация ионов увеличилась.


Типичные кислоты и Основания

Свойства кислот и оснований являются результатом различий между химией металлов и неметаллов, как видно из химии этих классов соединений: водород, оксиды и гидроксиды.

Соединения, содержащие водород, связанный с неметаллом, называются гидриды неметаллов . Поскольку они содержат водород в +1 степень окисления, эти соединения могут действовать как источник H + ион в воде.

Гидриды металлов , с другой стороны, содержат водород привязан к металлу. Поскольку эти соединения содержат водород в -1 степень окисления, они диссоциируют в воде с образованием H - (или гидридный) ион.

Ион H - с его парой валентных электронов может абстрагировать ион H + из молекулы воды.

Так как удаление ионов H + из молекул воды является одним способ увеличения концентрации ионов OH - в раствор, гидриды металлов являются основаниями.

Аналогичный образец можно найти в химии оксидов. образованный металлами и неметаллами. Оксиды неметаллов растворяются в воде с образованием кислот. CO 2 растворяется в воде с образованием угольная кислота, SO 3 дает серную кислоту, а P 4 O 10 реагирует с водой с образованием фосфорной кислоты.

Оксиды металлов , с другой стороны, являются основаниями.Металл оксиды формально содержат ион O 2-, который реагирует с вода с образованием пары ионов OH - .

Таким образом, оксиды металлов соответствуют рабочему определению база.

Мы видим ту же закономерность в химии соединений, которые содержат ОН, или гидроксид, группа. Гидроксиды металлов , такие как LiOH, NaOH, KOH и Ca (OH) 2 , являются основаниями.

Гидроксиды неметаллов , такие как хлорноватистая кислота (HOCl), кислоты.

В таблице ниже обобщены тенденции, наблюдаемые в этих трех категории соединений. Гидриды металлов, оксиды металлов и металл гидроксиды - основания. Гидриды неметаллов, оксиды неметаллов и гидроксиды неметаллов - кислоты.

Типичные кислоты и основания

Кислоты Основания
Гидриды неметаллов
HF, HCl, HBr, HCN,
HSCN, H 2 S
Гидриды металлов
HI, LiH, NaH,
KH, MgH 2 , CaH 2
Неметаллические оксиды
CO 2 , SO 2 , SO 3 ,
НЕТ 2 , P 4 O 10
Оксиды металлов
Li 2 O, Na 2 O, K 2 O,
MgO, CaO
Гидроксиды неметаллов
HOCl, HONO 2 ,
O 2 S (OH) 2 , OP (OH) 3
Гидроксиды металлов
LiOH, NaOH, KOH,
Ca (OH) 2 , Ba (OH) 2

Кислые атомы водорода в гидроксидах неметаллов в таблице выше не связаны с азотом, серой или атомы фосфора.В каждом из этих соединений кислый водород присоединен к атому кислорода. Таким образом, все эти соединения примеры оксикислот.

Структуры скелета для восьми оксикислот представлены на рисунке. ниже. Как правило, кислоты, содержащие кислород, имеют скелет. структуры, в которых кислые водороды присоединены к кислороду атомы.


Почему металл Гидроксидные основы и неметаллические гидроксиды кислоты?

Чтобы понять, почему гидроксиды неметаллов являются кислотами и металлами гидроксиды являются основаниями, мы должны смотреть на электроотрицательность атомов в этих соединениях.Начнем с типичного металла гидроксид: гидроксид натрия

Разница между электроотрицательностями натрия и кислород очень большой ( EN = 2,5). В результате электроны в NaO облигации не делятся поровну электроны тянутся к более электроотрицательному атому кислорода. Таким образом, NaOH диссоциирует с образованием Na + и OH -. ионы при растворении в воде.

Мы получаем совсем другой узор, когда применяем тот же процедура для хлорноватистой кислоты, HOCl, типичного неметалла гидроксид.

Здесь разница электроотрицательностей атомы хлора и кислорода малы ( EN = 0,28). В результате электроны в ClO связь распределяется между двумя атомами более или менее поровну. ОН связь, с другой стороны, является полярной ( EN = 1,24) электроны в этой связи тянутся к более электроотрицательным атом кислорода. Когда эта молекула ионизируется, электроны в OH связь остается с атомом кислорода, а OCl - и H + образуются ионы.

Нет резкого перехода от металла к неметаллу в ряду или вниз по столбцу периодической таблицы. Поэтому мы должны ожидайте найти соединения, которые лежат между крайностями металла и оксиды неметаллов, или гидроксиды металлов и неметаллов. Эти соединения, такие как Al 2 O 3 и Al (OH) 3 , называются амфотерными (буквально "либо или оба "), потому что они могут действовать как кислоты или основания.Al (OH) 3 , например, действует как кислота, когда реагирует с основанием.

И наоборот, он действует как основание, когда реагирует с кислотой.


Br nsted Определение кислот и оснований

Модель Брнстеда или Брнстеда-Лоури основана на простом предположение: Кислоты отдают ионы H + другой ион или молекула, которая действует как основание .В диссоциация воды, например, включает перенос H + ион от одной молекулы воды к другой с образованием H 3 O + и OH - ионов.

Согласно этой модели, HCl не диссоциирует в воде до образуют ионы H + и Cl + . Вместо этого H + ион передается от HCl к молекуле воды с образованием H 3 O + и ионов Cl - , как показано на рисунке ниже.

Поскольку это протон, ион H + составляет несколько порядков величины меньше самого маленького атома. В результате заряд изолированного иона H + распределяется по такому небольшое пространство, которое привлекает этот ион H + к любому источнику отрицательного заряда, который существует в растворе. Таким образом, момент образования иона H + в водный раствор, он связывается с молекулой воды.Брнстед модель, в которой ионы H + переносятся от одного иона или молекулы к другому, поэтому имеет больше смысла, чем Теория Аррениуса, которая предполагает, что ионы H + существуют в водный раствор.

Даже модель Брнстеда наивна. Каждый ион H + , который Кислота, отданная воде, на самом деле связана с четырьмя соседними молекулы воды, как показано на рисунке ниже.

Более реалистичная формула вещества, производимого при кислота теряет ион H + , следовательно, H (H 2 O) 4 + , или H 9 O 4 + .Для всех практических для целей, однако, это вещество может быть представлено как H 3 O + ион.

Реакция между HCl и водой является основой для понимание определений кислоты Бренстеда и кислоты Бренстеда база. Согласно этой теории ион H + является передается от молекулы HCl к молекуле воды, когда HCl диссоциирует в воде.

HCl действует как донор ионов H + в этой реакции, а H 2 O действует как акцептор ионов H + .Кислота Брнстеда является поэтому любое вещество (такое как HCl), которое может отдавать H + ион к основанию. Основание Брнстеда - это любое вещество (например, H 2 O), который может принимать ион H + из кислота.

Существует два способа присвоения имени H + ion. Некоторый химики называют это ионом водорода; другие называют это протоном. Как В результате кислоты Бренстеда известны как ионно-водородные доноров или доноров протонов .Основания Бренстеда - водород-ион акцепторов или акцепторов протонов .

С точки зрения модели Брнстеда, реакции между кислоты и основания всегда подразумевают перенос H + ион от донора протона до акцептора протона. Кислоты могут быть нейтральные молекулы.

Они также могут быть положительными ионами

или отрицательные ионы.

Таким образом, теория Брнстеда расширяет число потенциальных кислоты.Это также позволяет нам решить, какие соединения являются кислотами из их химические формулы. Любое соединение, содержащее водород с степень окисления +1 может быть кислотой. Кислоты Бренстеда включают HCl, H 2 S, H 2 CO 3 , H 2 PtF 6 , NH 4 + , HSO 4 - и HMnO 4 .

базы Брнстеда могут быть идентифицированы по их структурам Льюиса. Согласно модели Брнстеда, основанием является любой ион или молекула который может принимать протон.Чтобы понять последствия этого определение, посмотрите, как прототипная база, OH - ион, принимает протон.

Единственный способ принять ион H + - это сформировать ковалентная связь с ним. Для образования ковалентной связи с H + иона, не имеющего валентных электронов, база должна обеспечивать оба электроны, необходимые для образования связи.Таким образом, только соединения, которые имеют пары несвязывающих валентных электронов, могут действовать как H + -ион акцепторы или базы Бренстеда.

Следующие ниже соединения, например, могут действовать как Brnsted оснований, потому что все они содержат несвязывающие пары электронов.

Модель Брнстеда расширяет список потенциальных баз до включают любой ион или молекулу, которые содержат одну или несколько пар несвязывающие валентные электроны.Брнстедское определение базы применяется к такому количеству ионов и молекул, что почти легче подсчитывать вещества, такие как следующие, которые нельзя Бренстед основания, потому что у них нет пар несвязывающей валентности электроны.


Роль воды в Теория Брнстеда

Теория Брнстеда объясняет роль воды в кислотно-щелочной реакции.

  • Вода диссоциирует с образованием ионов за счет переноса H + ион от одной молекулы, действующий как кислота к другой молекула, выступающая в качестве основы.
H 2 O ( л ) + H 2 O ( л ) H 3 O + ( водн. ) + OH - ( водн. )
кислота база
  • Кислоты реагируют с водой, отдавая ион H + к нейтральной молекуле воды с образованием H 3 O + ион.
HCl ( г ) + H 2 O ( л ) H 3 O + ( водн. ) + класс - ( водн. )
кислота база
  • Основания реагируют с водой, принимая ион H + из молекулы воды с образованием иона OH - .
NH 3 ( водн. ) + H 2 O ( л ) NH 4 + ( водн. ) + OH - ( водн. )
основание кислота
  • Молекулы воды могут действовать как промежуточные соединения в кислотно-щелочной среде. реакции с получением ионов H + из кислоты
HCl ( г ) + H 2 O ( л ) H 3 O + ( водн. ) + класс - ( водн. )

, а затем теряет эти ионы H + на основание.

NH 3 ( водн. ) + H 3 O + ( водн. ) NH 4 + ( водн. ) + H 2 O ( л )

Модель Брнстеда может быть расширена на кислотно-основные реакции в другие растворители.Например, в жидкости наблюдается небольшая тенденция аммиак для переноса иона H + из одного NH 3 молекулы к другой с образованием NH 4 + и NH 2 - ионы.

2 NH 3 NH 4 + + NH 2 -

По аналогии с химией водных растворов делаем вывод что кислоты в жидком аммиаке включают любой источник NH 4 + ион, и эти основания включают любой источник NH 2 - ион.

Модель Брнстеда может быть расширена даже на реакции, которые не встречаются в растворе. Классический пример газовой фазы кислотно-щелочная реакция встречается при открытых контейнерах с затем проводится концентрированная соляная кислота и водный раствор аммиака. друг другу. Вскоре образуется белое облако хлорида аммония, газообразный HCl, выходящий из одного раствора, вступает в реакцию с NH 3 газ от другого.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *